中文“阅读脑”：运作机制与研究进路

阅读是人类通过语言文字获取信息、认识世界、发展思维并获得审美体验的活动。进入信息社会以来，我国的阅读推广活动虽在传统基础上尝试优秀读物“纸电同步”出版、开通网络阅读平台、推出全民阅读App等，但尚未形成对不同群体的有效引导，一个重要的原因是，阅读是分散的个体行为，阅读行为暗含十分复杂的心理动因与认知机制，尽管会受到文化教育和社会环境等外部因素的影响。

用脑成像技术研究阅读行为，可以几十毫秒采集一幅图像，清晰地观察到在特定阅读任务条件下人们大脑的哪个部位被激活，各区域之间有没有信号传递，再通过统计和分析，总结出一般性的阅读规律，相比单纯的阅读行为数据统计、控制实验和眼动追踪更为科学。近三十年来，随着认知神经科学的迅速发展，正电子发射断层扫描技术（PET）、功能性磁共振成像技术（fMRI）、脑电图（EEG）和脑磁图（MEG）等脑成像技术的不断进步，“阅读脑”研究在心理机制和行为科学的层面为阅读研究提供了深层次的基础数据，为世界各国制定基于本国语言系统的阅读推广方案提供了认知科学的决策依据，并已成为阅读学研究的国际前沿方向。

一、阅读脑研究：打开认知“黑箱”

阅读脑不是“专门负责阅读的大脑”，大脑中并没有生来就负责阅读的区域。阅读脑是指“阅读中的大脑”，它会在学习过程中不断发展。1892年，法国神经科学家约瑟夫-朱尔·德热里纳发现，当中风影响到人类大脑左侧视觉系统的一小块区域时，可能引发完全的或选择性的阅读障碍。这一发现的一百多年之后，神经学家洛朗·科昂和其他一些研究者发现，纯失读症患者大多是左侧枕颞区受到损伤，这一区域在字母与单词形状的视觉分析中起到重要作用。现代脑成像技术的发展，让研究者不再需要通过脑解剖研究人类大脑的认知系统，可以直接通过电子设备形成的脑部特定区域的具象化图形开展研究。

脑电图和脑磁图技术的发展，使研究者在进行脑相关活动的研究时可实时观察到脑活动的变化，这种技术的理论基础是神经元活动会产生电磁反应，并且在一定距离内可以立刻探测到。赫尔辛基大学的安蒂·塔尔基艾宁和他的同事们利用脑磁图技术测量被试观测单词和面孔时脑中的磁场活动，结果发现被试在识别单词时，大脑左半球出现显著反应，识别面孔时大脑右半球反应更加激烈，经过计算机对大脑在进行物体识别时由脑磁图检测到的电磁波的起始点进行重构后发现，进行单词识别任务时脑电波的起始点位于枕颞沟后部，这一发现与功能性磁共振成像的研究结果一致。

早在1988年，史蒂夫·彼得森、迈克尔·波斯纳等人最先以可视化方式呈现出人在阅读时哪些脑区域消耗了能量。他们使用了正电子发射断层扫描技术，扫描并展示了脑的语言区功能性组织情况，发现视觉的词汇加工开始于初级视觉皮层，在外侧纹状皮层进行词形识别，再到达额叶（BA47）完成语义联想，即左侧枕颞区在阅读中发挥了重要作用。后来一系列利用正电子发射断层扫描和功能磁共振成像技术的研究证实，在人脑中存在一个分布极广的皮质网络，包括左额叶、颞叶和枕叶皮质，参与了字母词的视觉-正字法、语音、语义和句法成分的处理，阅读加工的脑区系统性地出现在左半球外侧枕颞沟的深处，在梭状回的旁边，英文文字系统所激活的脑区主要有左侧额下回、左侧颞顶区和左侧颞枕区，英文阅读出现了显著的左脑偏侧化现象。

图1 功能性磁共振成像定位的阅读加工脑区③

二、中文阅读脑运作机制

世界上有诸多文字系统，最初研究者对阅读脑的研究基于字母文字系统，之后有研究者开始思考不同的文字系统之间阅读者脑中的区域组织方式与激活方式是否存在差异。中文是中国语言文字的省称，特指汉族的语言文字。汉语作为一种文字语言，在书写方式、视觉形式、拼字法、语音学和语义学方面与英文字母等表音文字完全不同。研究发现，对中文阅读者的脑进行扫描，显示其左侧枕颞区激活，激活位置与英文阅读者基本一致，然而一些脑区在阅读中文时比阅读英语单词时更活跃，包括右侧顶叶区和额中区。对中文和字母文字（如英文或法文）语言处理过程进行比较研究发现，左背外侧叶状区负责汉字语音处理，左后侧颞顶区负责字母语音处理，说明由于文字系统不同，阅读时的脑动作机制存在一定差异。

（一）语言文字的结构差异

英语单词由字母组成，英语单词以音节为单位。汉字由笔画和部首组成，这些笔画或部首组成了一个正方形空间，汉字在单语素水平上映射到音系上。阅读英语单词遵循从字母到音素转换的规则，即把印刷的字母转换成最小的声音单位，阅读汉字则需要进行正字法到音系的转换。此外英语是一种强调重音的语言，而汉语是有声调的语言，有四声。在汉语中有大量的同音异形字，即汉字具有物理表征不同但发音相同的字符。这些语言特征上的差异，可能导致汉语和英语处理的神经表征不同。

（二）中文阅读脑的运作基础

中文阅读的脑加工一般会从字形、字音以及字义三个方面开展，即我们的大脑在处理汉字时，会根据不同的语言处理任务采用相应的方法，如正字法、语音或语义来开展，每一种语言任务会导致神经系统不同部位的激活，分别对应不同的脑部区域，因此本文对中文阅读脑动作机制的描述从字形、字音和字义三个方面展开。

字形方面。科恩等人通过比较正常人和左侧梭状回有损伤的语言障碍者在辅音字母串和真词词汇阅读任务中的表现，发现在真词条件下，正常人左侧梭状回有更强的激活，而对于该脑区损伤的语言障碍患者而言，其左侧梭状回没有激活。迪恩将该区域命名为视觉词形区（VWFA），并认为该区域负责对字形正字法的加工。在中文阅读任务中，研究者证实了左侧颞枕区负责汉字的加工。单一对汉字进行加工的过程中，除了左侧颞枕区激活以外，大脑右侧部分区域如右侧颞枕区、右侧额中回以及右侧顶上小叶同样有显著激活，说明对汉字进行字形加工并不是左脑特有的功能。

字音方面。越来越多的神经影像学证据表明，因独特的语言特征，汉字处理在阅读的过程中有别于字母语言。塔恩等人采用元分析的方法研究了中、英文在语音任务下的脑功能差异。他选取了19篇有关语音判断任务的文献，其中6篇为中文，13篇为字母文字（英文12篇，德文1篇）。经分析发现，中文语音加工有4个神经系统，分别是左侧额中回、左侧顶下小叶、双侧颞枕区（包括梭状回和枕中回）和左侧额下回，其中左侧额中回被认为是负责长期存储汉字语音形式的区域，尤其负责参与语音的检索，左侧顶下小叶负责语音信息的临时存储，双侧颞枕区负责中文汉字的视觉加工，而英文只用到了左侧，两者的位置也有差异。

博尔格等人使用了元分析方法，研究字母文字、日语和假名以及汉字的阅读过程，其中字母文字25篇，日文9篇，中文9篇。研究发现，汉字处理过程与另外两种语言相比，存在脑区激活的差异：三种语言系统在左下额回的上后部区域获得了强烈的激活，汉字处理涉及一个更宽的焦点，沿着前额叶的皮层表面向前延伸，这一点与前述塔恩等人的研究结论一致；除此之外，汉字处理激活了双侧梭状回，而其他语言系统仅激活了左梭状回。Zhu等人在2014年重复塔恩的研究，选取2005年到2011年之间发表的15篇文献，其中字母文字7篇（英文6篇，法文1篇），表意文字8篇（中文7篇，日本汉字1篇），发现字母文字的一致激活区域在额叶和颞叶，而表意文字则主要在额中回。上述研究证实，额中回在对中文语音加工过程中起着重要作用。

语义方面。布思等人通过使用功能磁共振成像技术要求被试对并行押韵和含义关联判断任务进行显式访问和操作。在押韵和有意义的任务中，被试均表现出左下/中额回、双侧中额回、双中枕/梭状回和双脑的激活；对任务的直接比较显示，押韵任务在下/中额回的后背区域和顶下小叶中显示出更多的激活；有意义的任务测试表明，在下/中额回和上/中颞回的腹侧前区激活更多，说明下额叶区域用于语音和语义的访问和操纵，这种特殊性扩展到了汉语的中额叶回，即左中颞回参与表达语义信息，左下顶小叶参与正字和语音表达之间的映射。

Chiao-Yi Wu采用元分析方法总结先前的发现，并研究了神经网络的汉字字形、字音和语义处理。通过激活似然估计（ALE）方法分析了8项正字法任务、11项语音任务和15项语义任务，显示在左侧额叶中回、左侧顶叶上叶和左侧梭形中回等三个语言处理成分之间存在聚合激活，无论任务性质如何，字符识别过程都存在一个共同的子网络，随着任务需求的增加，左侧顶叶下叶和右侧颞上回被专门用于语音处理，而左侧颞中回则参与语义处理；左侧额下回功能性分离，后背侧为语音处理，前腹侧为语义处理；在语音和语义处理上，双侧枕颞区激活。这一发现说明中文阅读加工的脑神经中有针对字形、字音、语义的专门化加工区域和共同负责三者加工的区域。

图2 汉字和字母词语音处理的神经系统⑧

三、中文阅读障碍的脑研究及其应用

阅读障碍是一种具有神经生物学基础的发展障碍。中文阅读障碍虽没有成为认知神经科学和脑科学研究的开端，但仍作为重要的应用和学术领域被不断推进。对字母语言发展性阅读障碍的研究表明，正字法到音韵学的映射存在一个中心缺陷，这一缺陷被认为是一个普遍的生物学根源：左后枕颞顶叶脑区和额叶区的功能障碍。阅读障碍所涉及的神经回路可能会因语言而异。

中文阅读的图形形式（字符）被映射到音节，这与将图形单位（字母）被映射到音素的字母系统明显不同。使用功能性磁共振成像技术研究阅读障碍者大脑皮层区域的语言相关激活，发现与字母语言系统一样，中文阅读障碍的功能性神经影像学研究报告了枕颞后区和额叶前区的大脑异常，但由于中文的视觉复杂性，双侧枕颞区而不是单侧左枕颞区的激活减少；中文阅读障碍者在同一左中额回区域的激活减少，但在较后的大脑系统中并未显示出与正常人的功能或结构（即体积灰质）差异。

中文读者表现出视觉空间区域和左中额叶区域相对多地用于参与口头工作记忆，原因是识别复杂的方形字符，其字符必须通过死记硬背记住，而不是通过使用字母到声音的转换规则来学习。以字母为结构功能基础的神经影像学证实了阅读困难患者具有几个非典型的结构和功能异常的大脑区域，包括左侧颞顶叶区域，这些区域被认为与阅读中的字母—声音转换有关；此外还包括左中上颞皮层，被认为参与语音分析和左下颞枕回，可能被用作单词形式快速识别系统。与字母文字阅读障碍者不同，中文阅读障碍者还存在左额叶中回的大脑异常，即左颞顶叶区域和角回的激活都明显减少。这些发现证实了中文阅读技能获得和阅读障碍的一种神经生理学模型，阅读障碍与后脑系统的非典型结构和功能发育有关。

阅读的习得在儿童成长发展中非常重要。阅读障碍在字母文字中影响了5%～17%的学龄儿童，中国大陆儿童阅读障碍患病率的估计值在4.5%～8.0%之间。脑科学研究发现，阅读障碍儿童的脑网络与阅读正常儿童的脑网络也存在一定差异。这可能源于阅读障碍儿童在语音加工或者字形加工等方面技能有所损失。Liu、Wang等将中国阅读障碍儿童（RD）与典型发展中儿童（TD）在押韵判断和语义联想判断任务中的功能磁共振成像进行了比较，发现阅读障碍儿童左额叶中回的激活减少，这反映了正字法到语义映射以及正字法到音节映射的缺陷，特别是那些需要从含有两个或更多语素的单词中进行语素分析的任务，对于中国的阅读障碍儿童来说往往更加困难。

基于儿童阅读的脑与认知科学规律,教育部门应当选择恰当的教学方式，结合儿童阅读困难的脑机制研究，开展差异性阅读教学。例如在儿童学习阅读初期，教育者可以通过训练儿童对语音信息的敏感性来促进儿童阅读的脑的背侧通路的发展，帮助儿童建立起口语发音与文字之间的准确高效的连接。在学习阅读后期可通过默读、常见高频字词的快速阅读、简单短小篇章的快速阅读等方法训练儿童阅读流畅性，使儿童实现从“学习阅读”阶段到“通过阅读来学习”阶段的过渡与转换。

有关儿童阅读脑的研究成果还可以给第二语言学习带来启示，如可以通过加强英语语音意识的教学，培养阅读障碍儿童的语素意识，利用日常生活情景提高语音加工能力等方式，促进儿童第二语言的学习。通过科学的设计，使用将听说读写整合在一起的方式提高语言综合使用能力，塑造初中生的英语阅读脑。

四、结论

阅读行为随着文字的出现而产生，距今已有四千多年的历史，是人类最重要的高级社会行为之一。大脑神经结构异常复杂，尽管研究者证实脑中某些区域与阅读相关，但大脑海量神经元之间的可塑性使得阅读脑研究远未止步于此。

目前的中文阅读脑研究成果多集中于西方国家，在学科上以神经科学和脑科学为主，在研究对象上多选取海外华人特别是双语使用者作为被试，在研究问题上主要解决大脑处理中文语言信息的区域划分。中文作为世界上使用人数最多的语言，其结构、字音加工和语义加工均比字母文字复杂，其运作机制也有独特的规律。与我国悠久的社会阅读史相比，现代科学对于中文阅读脑运作规律的研究起步较晚，成果薄弱，国际话语权缺失，且尚未能为我国的阅读推广、出版产业和文化政策提供强有力的决策支撑与实证依据。在未来，中文阅读脑机制的成因和数字环境下不断发展的数字阅读脑仍然是极具挑战的科学问题。

注释

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