当我们阅读时，我们的大脑在干什么？

“阅读”的脑机制

我们一直在提倡阅读，老师在教学过程中也大都会鼓励学生多阅读。

但什么是阅读？

形成阅读的脑机制是什么？

为什么我们要了解这个机制？

它对我们的教育又有什么作用？

斯坦尼斯拉斯·迪昂认为，一名教师如果对人类神经可塑性理论和学习理论有一定的了解，那么他的课堂教学效果一定会更好。因此，本文用简单易懂的方式总结阅读中的神经影像成果，并思考这些成果对教育的重要性。

当我们阅读时，我们的大脑在干什么？

文｜斯坦尼斯拉斯·迪昂

什么是阅读？阅读是一项美妙的文化发明，它使我们能“与先贤对话”，是一种“用眼睛倾听逝者”的方法［佛朗西斯科·狄·格微度（Francisco de Quevedo）］。学习阅读，其实是学习以一种新的方式运用口语知识。这种方式在之前的进化中还从未出现过，那就是：视觉。书写是一种非常巧妙的编码手段，我们将口语转化成石头、陶器或纸上的印记，创造出丰富的视觉质感。而阅读就像是解码。在阅读习得过程中，我们会改变大脑视觉结构，将其转化为视觉和语言的特异接口。阅读在进化意义上实在是件新鲜事，从古至今只有很少一部分人会阅读，因此我们认为人类基因组不可能指挥大脑生成阅读特异的神经回路。我们只有对已有的大脑系统进行再利用才能支持阅读这种新活动。

对有阅读能力的成年人的认知神经成像研究清晰地显示了阅读是如何在皮层水平上运作的。当我们读到一句话和听到一句话时，脑的左半球被激活的很多区域是完全相同的。这个语言网络包含颞叶，主要是左侧颞上沟，包括从颞极到颞顶联合区后侧绝大部分区域；以及左侧额下回的部分区域。这些区域并不专门负责阅读，准确地说，这些是口语区域，只不过阅读时视觉会通达它们。确实，两个月大的婴儿在听到母语句子时，这种左半球偏侧化的激活就已经存在了。这明显表明，人脑内有一套古老且可能进化过的系统，专门负责口语习得。开始上小学的儿童，这套口语系统（包括词汇、词素、韵律、句法、语义等亚系统）就已经准备完毕。这名儿童需要学习的是如何将视觉系统与这套语言系统联结起来。

单个词语阅读的脑成像研究逐渐明确了这个视觉交互系统的定位和组织。向成人呈现视觉单词，左半球腹侧视觉皮层的特定区域会被系统地激活，我和我的同事将该区域命名为视觉词形区（Visual Word Form Area，简称VWFA；Cohen等，2000）。该区域仅对视觉刺激有反应，并且进行的完全是前词汇加工：它对任意一串字母都有反应，无论这些字母组成的是单词还是毫无意义的假词，比如“flinter”。该区域的定位具有显著的个体甚至跨文化的一致性，它总是在左外侧枕颞沟的同一坐标上，误差在几毫米以内。此外，对于有阅读能力的成年人，该区域的损伤会系统性地导致失读症，这是一种选择性阅读失能。因此，可以说，VWFA在阅读中发挥了不可或缺的作用。

现在我们知道，对有阅读能力的人，VWFA会特异化出阅读特定文字的功能。相较于其他视觉信息，比如人脸、或者物体线条，它更易被文字激活。不仅如此，相较于不认识的文字，它更易被认识的文字激活（比如希伯来文读者阅读希伯来文字；Baker等，2007）。事实上，VWFA已经适应了特定文化的书写规则，比如西方拼音文字中大小写字母的关系：只有该区域才能完成阅读习惯的内化，从而认识到“rage”和“RAGE”这两个词是相同的。最近，我们发现VWFA对打印文字和手写文字的反应是相同的。因此，VWFA是使得我们能够不受字体、大小和位置的干扰，辨认出单词（比如radio、RADIO、）的主要区域。值得注意的是，辨认单词的过程是自动化的，根本不需要意识的参与。

我和我的同事提出，VWFA会成为阅读学习的主要发生区，是它拥有灵长类动物进化传承下来的特征，因而非常适合阅读。第一个特征是它对投射在中央凹（视网膜上的高分辨率中心）上的高分辨率图形的偏好。这种高分辨率或许是阅读印刷的小字不可或缺的。第二个特征是它对线条结构的敏感性：只要图像包含线条拼成的形状（比如T、L、Y、F等），双侧皮层的梭状回都会有强烈的反应。这些形状可能是因为它们在物体识别时十分有用而被选择。比如，“T”的轮廓明显就是一条线联结在另一条线的上面。把这些信息拼凑起来就能提供一种三维形状的恒定视觉信息。我和我的同事假设，在文字文化的形成过程中，我们再利用了这种古老特征，特意选择了适应皮层结构的字母形状。确实，全球的所有文字都用到了线条结构这种基本的“笔画”，这就是证据。

最后，第三个特征：VWFA定位的精确性可能归功于其与颞叶外侧的口语处理区域的紧密关联。确实，VWFA的偏侧性和先前言语处理区的偏侧性有关，言语区通常但也并不绝对位于大脑左半球。有趣的是，如果VWFA在童年早期受到损伤，与之完全对称的右半球区域能够替代VWFA的功能。

有一种视觉单词认知的神经结构模型叫局部组合检测模型，至今为止的大部分实验结果都符合该模型。这种模型假设，枕颞神经元适应了某种层级性的书写结构，也就是从线条结构到单字母、成对字母（双字母组合）、词素以及短单词的分级结构。事实上，fMRI已经证明了VWFA在对字母、双字母组合和短单词有适应性渐变的连续响应。

阅读的脑机制概览图，展示阅读引起变化的两个主要脑区。中图摘自Dehaene，2009，显示熟练阅读者的左半球脑区。在阅读过程中，投射到视网膜的字形首先到达枕叶视觉区，继而到达左半球的视觉词形区（VWFA），在此字母串的视觉词形得到加工 字母次序和字母之间的关系。大部分单词会被并行地快速加工，个体并不感到困难。但是对于长单词，可能需要从左向右注意字母次序，这个过程会激活顶叶背侧。视觉符号串被识别后，会被传输到不同的脑区，这些脑区与语义和语音（听觉语音和言语发音）有关。上下两幅图展示识字成人相比文盲成人激活显著增强的两个脑区（根据Dehaene，Pegado等，2010数据重制） 视觉词形区（下图）和颞平面（上图）。这些脑区构成了词形—音素转换通路。这条通路的发展对于阅读习得至关重要。

当前的一种设想是，阅读一个单词时，数以百万计的神经元分别加工某一种书写结构（字母、双字母组合或词素），并有效地结合起来，共同进行视觉认知。这种大规模的平行结构，合理解释了视觉单词识别的快速和稳健。最重要的是，对教育家和老师而言，这构成了一种全字阅读的假象。阅读发生得如此迅速，读长单词和短单词的时间几乎相等，于是就有人假设，单词认知依靠的是整词形状，因而应该进行整词阅读教学而非教授字母与发音之间的关系。然而，这种说法是错误的。迄今为止的证据都表明，一定是先有对单词基本结构（笔画、字母、双字母组合、词素）的分析，再有对整词的组合和认知。只不过，这种分解发生得太快、相互独立且高效，所以看起来几乎是瞬间完成的（实际上这个过程要花费大约1/5秒）。对此说法，教育学的证据也给予了支持，教授形音对应关系是让儿童学习阅读的（无论是发音还是文字理解）最快、最有效的方法。

本文节选自《人脑的可塑性与教育》第一章，有删减

标题为小编所拟

新书推荐

《人脑的可塑性与教育》

[阿根廷]安东尼奥•巴特罗

[法]斯坦尼斯拉斯•迪昂

[德]沃尔夫•辛格 主编

周加仙 等译

978-7-5760-1748-9

2021年8月

52.00元

// 内容简介

PROFILE

人脑的发育进程从胎儿期一直持续到青少年期和成年早期，从出生时弥散性的神经网络逐渐形成独立且功能专一的神经网络，特定文化经验与教育发挥了巨大的作用。儿童青少年期，人脑所具有的这种强大的可塑性与适应性，使得教育可以塑造脑的结构与功能。因此，语言、数学、道德、音乐、美术、体育、舞蹈等学校教育活动在人的生命历程中发挥了重要的作用。本书主要内容涉及语言、阅读、早期脑损伤、学习障碍、基因、社会认知、晚期关键期、遗传学、经验与遗传的交互作用等，从语言与阅读、学习与教学、遗传学与学习、发展中的大脑四个方面，阐述了人脑的结构与功能的可塑性。

// 目录

CATALOG

1. 引言

语言与阅读

2. 阅读能力对大脑的巨大影响及其对教育的重要性

3. 语言习得关键期背后的脑机制：理论与实践相结合

4. 早期左半球损伤后的言语和语言组织的重组

学习与教学

5. 人类知识的核心系统及其发展：自然几何学

6. 学习通路的可塑性：用评估来掌握和促进学习

遗传学与学习

7. 脆性X综合征：神经可塑性带来新希望

8. 人类基因组多样性与自闭症谱系障碍易感性

9. 神经科学、教育及学习障碍

10. 人类神经认知发展中经验与遗传的交互作用

发展中的大脑

11. 婴儿的大脑构造

12. 社会认知和教育的种子

13. 神经振荡和同步的发展变化：关于晚期关键期的证据

总结

14. 人脑的可塑性与教育的总结陈词

译后记

// 作者&译者介绍

AUTHOR&TRANSLATOR

作者简介

安东尼奥·巴特罗（Antonio M. Battro）是阿根廷国家教育研究院院士、梵蒂冈科学院院士，曾任国际心智、脑与教育学会的主席、《心智、脑与教育》杂志副主编，是意大利埃托里-马约拉纳基金会和科学文化中心心智、脑与教育国际学校负责人。巴特罗精通多国语言，曾在日内瓦大学国际认知发生论中心、哈佛大学教育研究院、麻省理工学院等多所世界著名大学与研究机构讲学与研究。他出版了《半个脑足矣》《受教育的脑：神经教育学的诞生》等许多著作。

斯坦尼斯拉斯·迪昂（Stanislas Dehaene），法国国家健康与医学研究院（INSERM）认知神经影像组主任。迪昂院士是国际著名的教育神经科学家、认知神经科学家，获得六个院士称号：法国科学院、美国国家科学院、美国国家工程学院、英国科学院、比利时皇家科学和艺术学院、梵蒂冈教皇科学院。2010年，迪昂院士被聘为华东师范大学教育神经科学研究中心名誉教授。迪昂教授获得许多奖项，包括美国心理学会科学贡献奖、托马斯路透社高引研究员以及具有“神经科学界诺贝尔奖”之称的欧洲脑奖等。迪昂教授的著作《数感》《脑与阅读》《意识与脑》《我们如何学习》，被翻译成包括中文等十五种以上的文字，在《科学》《自然》《自然神经科学》和《美国科学院》等杂志上发表了300多篇论文。

沃尔夫· 辛格（Wolf J. Singer）是德国马克斯-普朗克大脑研究所的名誉所长，也是法兰克福高级研究所、恩斯特-斯特林格曼神经科学研究所的创始所长，获得柯尔柏欧洲科学奖等许多奖项，以及多所大学的荣誉博士学位。获得多个院士称号，包括欧洲科学院、欧洲科学与艺术研究院、德国国家科学院、俄罗斯科学院、梵蒂冈教皇科学院、巴伐利亚科学院等；在《科学》《自然》等国际顶尖期刊发表了许多论文。辛格发现了经验依赖可塑性与突触可塑性的机制，因对注意与识别程序的生理基础的研究而闻名世界。辛格的许多讲座和科普文章成为德国公众讨论的焦点，包括神经科学研究对政治、司法、发展心理学、教育学、人类学、建筑或城市问题，甚至历史和哲学观点的影响。他关于自由意志的论文尤其具有争议性。

译者简介

周加仙，华东师范大学教育学部研究员、教育神经科学研究中心副主任，上海市教育学会学习科学专业委员会副主任，《教育生物学杂志》执行主编。曾任国际脑研究组织-联合国教科文组织国际教育局学习科学高级研究顾问，国际心智、脑与教育学会执行理事，中国教育学会脑科学与教育分会理事；入选上海市浦江人才计划。曾分别在哈佛大学、北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室完成2轮有关教育神经科学的博士后研究工作。首先提出教育神经科学的学科概念，并做了系统研究；主持国家自然科学基金面上项目、教育部人文社科项目等国家级、省部级、国际合作项目20多项，在国内外重要学术期刊发表中、英论文100多篇，出版专著、译著和合作著作40多部。主编丛书6套，其中两套丛书获国家出版基金资助。曾荣获高等教育国家级教学成果奖二等奖、上海市教学成果一等奖、上海市教育科学研究成果二等奖、“明远教育奖”、上海市首届社科联论文推介奖等。8部著作被评为“影响教师的100本图书”或者“教师喜爱的100本图书”。

本期编辑：Y