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使用双语会使大脑结构发生变化。这些变化与抵御阿尔茨海默氏病和轻度认知障碍有关。掌握不止一种语言可以保护大脑，预防或延缓阿尔茨海默氏症。越来越多的研究指出双语是一种可行有效的手段。 一项研究报告说，能说两种语言可以使阿尔茨海默氏症的发病时间延缓4.5年。作者认为双语可能有助于某些控制执行功能和注意力任务的大脑区域的开发。这项研究发表在《神经病学》杂志上。由英国爱丁堡大学和印度海得拉巴尼扎姆医学研究所的研究人员共同完成。这也是第一次在文献中报告第二语言的脑健康优势。在他们的研究中，研究人员评估了来自印度的648名被诊断为痴呆症的病人。他们的平均年龄为66岁，共有240人阿尔茨海默病189例为血管性痴呆，116例为额颞叶痴呆。额颞叶痴呆不像其他形式的痴呆症那么常见，它是由大脑额叶或颞叶的神经细胞死亡导致神经连接通路发生阻断的结果。其余103名来自印度的患者患有路易体痴呆(DLB)和混合性痴呆。DLB是比较更加常见的痴呆症类型。它是由大脑中控制记忆和运动控制的区域内的路易体(积累的蛋白质)的积累引起的。研究人员发现，说两种语言的人比单语者晚4.5年才患上痴呆症。在样本中，14%的患者是文盲，这些人不会阅读，只会两种口语。这使得研究更加有意思。表明一个人的教育水平并不足以解释这种患病的差异。不过，能说三种语言并不会比两种语言有更多的优势。这种影响与教育、性别、职业和农村与城市生活等其他因素是分开的。说两种语言能使大脑中处理执行功能和注意力任务的区域得到更好的发展，这可能有助于预防痴呆的发生。研究结果“提供了强有力的证据，证明双语对痴呆的保护作用，在种族、文化和语言使用模式方面与目前研究的人群截然不同。爱丁堡大学哲学、心理学和语言科学学院的托马斯·巴克(Thomas Bak)指出，他们的发现表明双语对痴呆症的影响可能比现有的任何药物都要大。认知和双语之间的关系应该成为研究的重点。
另一项研究从大脑结构学上证实了以上的假说。通过磁共振成像研究（MRI），科学家发现与记忆相关的大脑区域发生了改变。这些区域是受阿尔茨海默氏病及其前兆轻度认知障碍(MCI)的影响最大的区域。这项研究由加拿大魁北克协和大学心理学系教授娜塔莉·菲利普斯(Natalie Phillips)领导。该研究的第一作者是心理学博士希拉里·D·邓肯(Hilary D. Duncan)。这项研究不仅评估了负责语言和认知的大脑区域，而且还建立了这些区域的外观表征与阿尔茨海默氏症患者记忆功能之间的联系。为了进行实验，菲利普斯教授和研究小组研究了以下被试的大脑和记忆功能：更具体地说，研究人员观察了所谓的内侧颞叶-这是记忆形成的关键-以及大脑的额叶。“在与语言和认知控制有关的领域，”作者报告说，“多语种MCI和AD(阿尔茨海默病)患者的大脑皮层都比单语者更厚。在研究中，他们的被试都是加拿大本地人群，不包括移民。这样就排除了移民造成的潜在干扰。”新研究支持了这样的假设：即拥有两种语言可以锻炼特定的大脑区域，并能增加皮层厚度和灰质密度。Natalie Phillips教授还提到，“这些结构差异甚至在(阿尔茨海默氏症)和MCI患者的大脑中依然可以看到。”菲利普斯教授继续说：“我们的研究结果表明，说一种以上的语言是开发认知储备的重要方法之一。”使用多种语言及其带来的相关认知和社会文化方面的益处与大脑可塑性有关。大脑可塑性描述大脑可以选择新的路径或新的连接的能力。由于多语种建立起来的新的路径和新的链接，使得那些已经患上阿尔茨海默病或轻度认知障碍的双语老人有能力以不同的脑通路来解决日常生活的问题，使得他们病情发展得更加缓慢，或症状更轻一些。
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