心理所合作研究揭示汉字手写能力发展的脑功能基础

手写（handwriting）作为一种整合语言认知与运动控制的核心技能，对儿童学业成就和认知发展具有深远影响。然而，大约有5-27%的学龄儿童存在不同程度的书写困难（Volman et al.,2006），尤其以男孩更为常见，这在很大程度上妨碍了他们顺利完成日常学习任务。与拼音文字不同，中文作为表意文字系统，其手写过程涉及复杂的视觉-空间与感知运动加工。更为重要的是，手写对汉字阅读能力的发展起着重要作用。手写作为一种复杂技能，其发展历程较为漫长，直到青少年阶段才逐渐形成稳定的手写能力。然而，支撑汉字手写能力发展的脑神经网络发育模式目前尚不清楚。

为探究这一问题，中国科学院心理研究所毕鸿燕研究组的杨炀副研究员开展了一项合作研究，采用功能性磁共振成像（fMRI）技术，对比了儿童（9-13岁）与成人在手写任务中的脑激活和脑网络连接模式，揭示了汉字手写能力发展中局部脑区功能专门化（specification）与脑网络重组的关键神经机制。

结果显示，在脑激活层面，成人在左侧额下回（语言处理）、左侧顶下小叶（运动-语言枢纽）、左侧中央前回（手写序列加工）及右侧枕叶（视觉正字法加工）等脑区的激活显著高于儿童（图1）。儿童虽然在这些关键脑区也表现出一定激活，但尚未达到成人水平，反映出这些区域的功能专门化仍处于发展阶段。

图1. 全脑激活结果

在脑网络层面，与成人相比，儿童的手写任务全脑网络表现出更高的全局效率（信息跨脑区传递能力）和局部效率（局部信息处理能力），尤其在默认模式网络（涉及手写规则学习）与视觉网络内部连接更为紧密（图2）。这表明，儿童可能依赖更强的网络协同以补偿其尚未完全成熟的手写自动化能力。相比之下，成人则表现出更为精简且功能分工明确的局部网络连接模式，反映出长期练习促使手写脑网络从“广泛协同”向“精准分工”逐步转变。

图2. 脑功能网络结果

该研究首次揭示了汉字手写能力发展的神经机制，为理解汉字手写与人类复杂认知-运动技能习得过程中的神经机制提供了新证据。同时，也为汉语读写障碍的发生机制、诊断及干预提供了重要启示。

该研究获得国家自然科学基金(No. 32271120,32171054)、北京市自然科学基金(No. 5222027)、深港脑科学研究院(2023SHIBS0003)等项目的支持。

该成果已在线发表于NeuroImage。心理所硕士生任欢（已毕业）与中国科学院杭州医学研究所博士后李君君为共同第一作者，心理所杨炀副研究员与深圳大学徐敏教授为共同通讯作者。

论文信息：Ren,H#.,Li,J#.,Lin,Z.,Xu,Y.,Bi,H.-Y.,Xu,M*.,& Yang,Y* .(2025). Developmental changes in brain activation and functional connectivity during Chinese handwriting. NeuroImage,317,121330. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121330