手寫(xiě)體文字識(shí)別的特點(diǎn)及神經(jīng)機(jī)制*

任曉倩 方 嫻 隋 雪 吳 巖

(1遼寧師范大學(xué)心理學(xué)院; 兒童青少年健康人格評(píng)定與培養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新中心, 大連 116029)(2東北師范大學(xué)心理學(xué)院, 長(zhǎng)春 130024)

1 問(wèn)題提出

文字材料可以呈現(xiàn)為手寫(xiě)體文字和打印體文字, 而手寫(xiě)體文字作為早期文化流傳的重要載體,曾起到過(guò)很重要的作用。但是隨著打印體文字的出現(xiàn), 手寫(xiě)體文字的應(yīng)用受到了很大的沖擊。打印體文字相對(duì)規(guī)范, 相同詞匯經(jīng)過(guò)多次打印, 可以做到其形狀基本不變, 其中的細(xì)微差別很難用肉眼發(fā)現(xiàn)。手寫(xiě)體文字有區(qū)別于打印體文字的特點(diǎn)和存在的價(jià)值, 手寫(xiě)體文字大小不一, 結(jié)構(gòu)多變, 而且與書(shū)寫(xiě)者的書(shū)寫(xiě)風(fēng)格及書(shū)寫(xiě)習(xí)慣有著密切的聯(lián)系。手寫(xiě)體文字不可能完全被打印體文字取代, 在小學(xué)生識(shí)字過(guò)程中, 學(xué)習(xí)文字書(shū)寫(xiě)是他們的必經(jīng)階段, 也是個(gè)體內(nèi)化漢字及其文化的過(guò)程。此外, 手寫(xiě)體文字的書(shū)寫(xiě)及其閱讀需要通過(guò)大腦的監(jiān)控, 并且還涉及到語(yǔ)言和視覺(jué)處理的復(fù)雜過(guò)程(Dehaene, Cohen, Sigman, & Vinckier,2005), 對(duì)個(gè)體心理發(fā)展具有重要意義。

無(wú)論是方塊文字還是拼音文字, 其手寫(xiě)體形式和打印體形式都有明顯差異, 具體表現(xiàn)在文字物理結(jié)構(gòu)、文字相似性、書(shū)寫(xiě)風(fēng)格等方面。文字復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)使得手寫(xiě)體文字相較于打印體文字有更多噪聲, 例如筆畫(huà)模糊不清、連筆、畸變、傾斜等。文字間的相似性也使手寫(xiě)體文字識(shí)別區(qū)別于打印體文字, 例如“人、入”、“辯、辮、辨”、“未、末”等相似的漢字, 當(dāng)個(gè)體不能規(guī)范書(shū)寫(xiě)時(shí),手寫(xiě)體文字的識(shí)別過(guò)程將會(huì)變得困難。另外, 手寫(xiě)體文字相較于打印體文字, 其書(shū)寫(xiě)風(fēng)格多變,無(wú)規(guī)律可循, 個(gè)體間差異較大, 從而導(dǎo)致兩者之間存在明顯差異。

現(xiàn)今, 大多數(shù)詞匯加工理論和模型都是圍繞打印體文字的研究結(jié)果構(gòu)建的。比如E-Z讀者模型(E-Z Reader Model), 該模型認(rèn)為, 詞匯識(shí)別過(guò)程主要包括兩個(gè)階段：早期的熟悉度篩查階段(L1)和晚期的詞匯通達(dá)階段(L2) (Reichle, Pollatsek,Fisher, & Rayner, 1998)。在早期熟悉度篩查階段,詞匯的注視時(shí)間受詞匯熟悉度影響, 熟悉度高的詞注視時(shí)間短, 熟悉度低的詞注視時(shí)間長(zhǎng); 在晚期的詞匯通達(dá)階段, 注視詞加工完成后, 注意將轉(zhuǎn)移到下一個(gè)單詞, 并觸發(fā)眼跳, 開(kāi)始新的注視(Reichle, Pollatsek, & Rayner, 2006)。再比如SWIFT模型(自發(fā)眼跳?中央凹抑制模型, Saccadegeneration With Inhibition by Foveal Targets, 簡(jiǎn)稱SWIFT模型), 該模型認(rèn)為：(1)加工時(shí)提取的詞匯信息分布在注意窗口上; (2)掃視時(shí)間與掃視目標(biāo)的選擇是分離的; (3)掃視生成過(guò)程是一個(gè)自主(隨機(jī))過(guò)程, 該過(guò)程受中央凹目標(biāo)詞的抑制。這一模型認(rèn)為注意在注視廣度中呈不同梯度分布, 其中加工程度最深的是位于中央凹的詞匯, 而兩側(cè)詞匯隨著與中央凹的距離增加其加工梯度隨之下降,但新的注視往往取決于中央凹詞匯加工的結(jié)果(Engbert, Longtin, & Kliegl, 2002)。

研究者們也從神經(jīng)科學(xué)的角度對(duì)手寫(xiě)體文字的閱讀進(jìn)行了研究。Bub, Arguin和Lecours (1993)探究了閱讀的神經(jīng)基礎(chǔ)是否與視覺(jué)皮層有關(guān), 閱讀是否依賴視覺(jué)信息并將其嵌入到語(yǔ)言系統(tǒng)等問(wèn)題。他們發(fā)現(xiàn), 當(dāng)給失讀癥患者(左側(cè)枕葉損傷)呈現(xiàn)一段句子材料時(shí), 患者能夠正確書(shū)寫(xiě)并理解其具體含義, 但是不能進(jìn)行閱讀。他們認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是, 文字識(shí)別加工過(guò)程由視覺(jué)中樞與雙側(cè)枕葉通過(guò)協(xié)同作用完成, 而枕葉損傷將會(huì)破壞視覺(jué)信息與語(yǔ)言系統(tǒng)間的聯(lián)系。另外,Wandell, Rauschecker和Yeatman (2012)研究了快速識(shí)別書(shū)面文字的過(guò)程。當(dāng)被試加工熟悉度高的單詞時(shí), 主要依賴大腦皮層一系列的正確處理,所涉及的腦回路主要包括：局部大腦皮層(涉及視覺(jué)和語(yǔ)言加工的腹側(cè)枕葉區(qū)域)及其連接的白質(zhì)束, 并且在該處理階段以時(shí)間順序進(jìn)行加工。另一方面, 視覺(jué)詞匯識(shí)別過(guò)程要經(jīng)過(guò)通達(dá)字詞正字法表征和通達(dá)意義兩個(gè)階段。由于該過(guò)程與書(shū)寫(xiě)系統(tǒng)有共同的正字法表征, 所以被稱為共同表征假設(shè)。研究表明, 書(shū)寫(xiě)過(guò)程中不正確的正字法表征在閱讀時(shí)不能被準(zhǔn)確理解(王成, 尤文平, 張清芳, 2012)。但是, Guan, Liu, Chan, Ye和Perfetti(2011)則認(rèn)為閱讀和書(shū)寫(xiě)兩者之間可能沒(méi)有直接的因果關(guān)系, 而是通過(guò)某些第三變量互相聯(lián)系的,例如正字法知識(shí)、語(yǔ)音記憶能力等, 這表明額外變量可以顯著地影響閱讀和書(shū)寫(xiě)技能。Magrassi,Bongetta, Bianchini, Berardesca和Arienta (2010)等人發(fā)現(xiàn), 刺激混合性失語(yǔ)癥(拼寫(xiě)錯(cuò)誤, 鍵盤(pán)錄入困難)患者上頂葉的有限區(qū)域時(shí), 會(huì)引起患者在拼寫(xiě)任務(wù)中的書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤, 這種電刺激引起的書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤與其接受刺激前的自發(fā)性書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤相比較,其閱讀理解能力并沒(méi)有發(fā)生變化, 這說(shuō)明在某種程度上書(shū)寫(xiě)與閱讀相互獨(dú)立。

綜上所述, 手寫(xiě)體文字與打印體文字在形態(tài)大小、字體結(jié)構(gòu)等物理特性方面確實(shí)存在明顯差異。那么, 手寫(xiě)體文字加工有什么特點(diǎn)呢？手寫(xiě)體文字加工的神經(jīng)機(jī)制與打印體文字有哪些不同呢？已有的理論模型能不能很好地解釋手寫(xiě)體文字的閱讀呢？

研究發(fā)現(xiàn), 識(shí)別難度大的字體會(huì)使閱讀策略發(fā)生改變(Rayner, Reichle, Stroud, Williams, &Pollatsek, 2006)。宮殿坤、郝春東和王殿春(2009)研究了不同漢字字體對(duì)視覺(jué)搜索的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 閱讀宋體字的反應(yīng)時(shí)明顯比楷體字的反應(yīng)時(shí)短。他們將該實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋為, 相同字號(hào)的宋體字與楷體字相比, 在印刷時(shí)或屏幕上呈現(xiàn)時(shí), 宋體字筆畫(huà)更粗、字體更大, 更便于視覺(jué)搜索。另外, 他們還提出, 不同難度的刺激材料和不同難度的實(shí)驗(yàn)任務(wù)所對(duì)應(yīng)的視覺(jué)搜索方式和信息加工模式(包括編碼, 存儲(chǔ), 受控搜索/自由搜索, 和匹配過(guò)程)也不同, 即識(shí)別簡(jiǎn)單材料和完成簡(jiǎn)單任務(wù)只依靠本能, 其信息加工模式只涉及自由搜索階段; 而識(shí)別困難材料和完成困難任務(wù)則需要依靠本能和意識(shí), 信息加工模式涉及受控搜索階段。陳琳、鐘羅金、冷英和莫雷(2014)等人考察了漢語(yǔ)拼音的自動(dòng)加工與語(yǔ)義加工對(duì)漢字字形激活的影響, 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)進(jìn)行拼音自動(dòng)加工時(shí), 漢字的字形信息未被激活; 而進(jìn)行拼音語(yǔ)義加工時(shí), 漢字字形信息被激活。這一結(jié)果與宮殿坤等人的研究一致。他們認(rèn)為, 由于拼音基本不會(huì)出現(xiàn)在漢語(yǔ)母語(yǔ)者的閱讀材料中, 所以其自動(dòng)化加工程度較低, 因此, 加工拼音會(huì)消耗更多的認(rèn)知資源。在手寫(xiě)體文字研究水平上, 沈模衛(wèi)和朱祖祥(1995)發(fā)現(xiàn), 打印體文字和手寫(xiě)體文字加工時(shí)的視覺(jué)特征提取存在差異。他們認(rèn)為存在這種差異的原因是, 在字形識(shí)別系統(tǒng)中存在文字和文字特征相對(duì)應(yīng)的覺(jué)察器網(wǎng)絡(luò)。識(shí)別打印體文字時(shí), 打印體文字的特征覺(jué)察器與相對(duì)應(yīng)的字覺(jué)察器之間傳遞興奮, 促進(jìn)整字識(shí)別; 手寫(xiě)體文字識(shí)別時(shí), 在字水平上不存在與打印體文字相對(duì)應(yīng)的字覺(jué)察器, 所以對(duì)應(yīng)的特征覺(jué)察器不能受到來(lái)自字的激活。可見(jiàn), 隨著文字識(shí)別難度增加, 文字加工系統(tǒng)會(huì)由自動(dòng)加工轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸庾R(shí)參與的加工, 這種加工方式的轉(zhuǎn)變使打印體文字與手寫(xiě)體文字在識(shí)別上存在很大差異。

研究者還對(duì)英語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、阿拉伯語(yǔ)等手寫(xiě)體文字進(jìn)行了研究。Perea, Gil-López, Beléndez和Carreiras (2016)等人以西班牙文字為實(shí)驗(yàn)材料研究了手寫(xiě)體文字的加工特點(diǎn), 他們發(fā)現(xiàn), 與打印體文字和簡(jiǎn)單手寫(xiě)體文字相比, 困難手寫(xiě)體文字的閱讀成本更高(即更多的注視, 更長(zhǎng)的注視持續(xù)時(shí)間和更短的眼跳距離)。Dinges, Al-Hamadi,Elzobi和 El-etriby (2016)等人通過(guò)研究阿拉伯手寫(xiě)體文字發(fā)現(xiàn), 在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中, 有些單詞的字母會(huì)被省略。那么, 與閱讀打印體材料相比, 如果閱讀包含省略字母的單詞的手寫(xiě)體材料時(shí), 讀者需要花費(fèi)更多的時(shí)間和上下文信息, 來(lái)識(shí)別閱讀材料。

這些研究表明, 手寫(xiě)體文字的加工機(jī)制與打印體文字的加工機(jī)制可能存在差異。通過(guò)比較不同語(yǔ)言手寫(xiě)體文字識(shí)別的研究, 可以發(fā)現(xiàn), 識(shí)別手寫(xiě)體文字所具有的共同特征和影響因素。另外,神經(jīng)機(jī)制的研究可以揭示加工手寫(xiě)體文字與打印體文字時(shí), 其大腦機(jī)制的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。這種研究有助于更好地理解語(yǔ)言加工過(guò)程, 也有助于判斷各種理論模型對(duì)手寫(xiě)體文字的解釋能力。

2 文字物理特性對(duì)手寫(xiě)體文字識(shí)別的影響

2.1 文字的結(jié)構(gòu)特征

文字結(jié)構(gòu)是由文字的符號(hào)形式、語(yǔ)音、語(yǔ)義三者聯(lián)系起來(lái)組成的, 是具有一定社會(huì)文化意義的結(jié)構(gòu)范疇。其中, 漢字主要是由點(diǎn)和直線組成的方塊字。漢字以平面布局的形式表達(dá)語(yǔ)音和語(yǔ)義信息。打印體漢字的筆畫(huà)部件之間是相互協(xié)調(diào)的, 而手寫(xiě)體漢字的筆畫(huà)結(jié)構(gòu)靈活, 當(dāng)其橫豎筆畫(huà)的組合方式、長(zhǎng)短和分布位置不同時(shí), 字形就會(huì)有不同表現(xiàn)形式。手寫(xiě)體漢字有較大的隨意性,一定程度上使其結(jié)構(gòu)更加多變, 字形更加復(fù)雜。拼音文字的字母主要是由直線和圓弧組成的幾何結(jié)構(gòu), 不同字母的外形不同, 有些字母有超出或低于其主體的部位, 增加了識(shí)別難度; 字母間的間隔隨著字母形狀不同而發(fā)生變化; 字母之間存在大小寫(xiě)的轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)。這些文字結(jié)構(gòu)特征在以手寫(xiě)體文字形式呈現(xiàn)時(shí)可能會(huì)被放大或縮小, 進(jìn)而影響文字的加工識(shí)別過(guò)程。

在識(shí)別加工過(guò)程中, 無(wú)論打印體文字還是手寫(xiě)體文字, 筆畫(huà)數(shù)及筆畫(huà)類型都會(huì)影響漢字的整體識(shí)別。與打印體漢字相比, 手寫(xiě)體漢字受書(shū)寫(xiě)者的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣影響, 其筆畫(huà)存在較大變異, 所以筆畫(huà)對(duì)手寫(xiě)體漢字識(shí)別的影響更大。尤其當(dāng)書(shū)寫(xiě)中出現(xiàn)連筆現(xiàn)象時(shí), 會(huì)導(dǎo)致字體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的缺失, 增加識(shí)別難度。不過(guò), 即便字體結(jié)構(gòu)存在如此大的變異, 熟練的讀者依然可以順利地對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。

對(duì)此, 金連文(2016)等人指出, 在漢字識(shí)別時(shí), 存在“整體優(yōu)先”的原則(視覺(jué)檢測(cè)是一個(gè)由整體到局部的過(guò)程), 因此, 讀者也能識(shí)別局部缺失的漢字。王靜、薛成波和劉強(qiáng)(2018)也認(rèn)為處理視覺(jué)信息時(shí), 首先對(duì)物體的整體特征進(jìn)行記憶提取,然后再分別完成物體各部分特征的再現(xiàn), 這樣有利于提高加工效率。手寫(xiě)體文字雖然在物理特性等方面與打印體文字有明顯差異, 但是作為漢字的一種特殊表現(xiàn)形式, 依然具有漢字的基本屬性。漢字依靠形體結(jié)構(gòu)表義, 這里的結(jié)構(gòu)通常指感知的整體, 對(duì)結(jié)構(gòu)的解析過(guò)程意味著文字識(shí)別進(jìn)入高級(jí)認(rèn)知階段?；跐h字整體結(jié)構(gòu)的規(guī)定,各結(jié)構(gòu)成分間相互依存, 離開(kāi)了結(jié)構(gòu)的整體框架,成分的功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)(臧克和, 2006)。常玉林、王丹爍和周蔚(2016)研究中將漢字部件位置和內(nèi)容錯(cuò)誤作為實(shí)驗(yàn)變量, 觀察被試對(duì)整體或局部屬性遭到破壞的文字的敏感性。他們發(fā)現(xiàn)從眼動(dòng)指標(biāo)來(lái)看, 在文字加工的早期階段以特征加工為主,晚期階段則呈現(xiàn)整體加工的趨勢(shì); 從反應(yīng)時(shí)指標(biāo)上看, 整體加工是文字加工過(guò)程的主要方式。由此可以推測(cè), 整體加工和特征加工都參與手寫(xiě)體文字的識(shí)別。

除了筆畫(huà)數(shù), 漢字的偏旁部首對(duì)詞匯識(shí)別過(guò)程的影響也很大。漢字部首位置不同, 所提供的信息和其重要性也不同。多層次激活模型(multilevel interactive activation model, MIA)認(rèn)為, 漢字結(jié)構(gòu)中的筆畫(huà)層次、偏旁部首(部件)層次在漢字識(shí)別過(guò)程中發(fā)揮著不同的作用。其中, 筆畫(huà)層次信息中包含了筆畫(huà)間的相對(duì)位置信息; 部件層次信息中包含了部件間的相對(duì)位置信息。MIA本質(zhì)上是從特征加工角度揭示漢字識(shí)別中的筆畫(huà)、偏旁部首和字體間的關(guān)系(管益杰, 李燕芳, 宋艷, 2006),這與“整體優(yōu)先”加工策略觀點(diǎn)不同。Corcoran和Rouse (1970) 的研究結(jié)果再次證明了打印體文字和手寫(xiě)體文字的識(shí)別過(guò)程存在差異。與打印體文字相比, 手寫(xiě)體文字的變異性更高, 識(shí)別過(guò)程將花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。而B(niǎo)arnhart和Goldinger(2010)則認(rèn)為, 在感知手寫(xiě)體文字時(shí), 讀者會(huì)自然地適應(yīng)這種書(shū)寫(xiě)方式, 并且可以通過(guò)自上而下的反饋使手寫(xiě)體文字字體結(jié)構(gòu)模糊性缺陷所帶來(lái)的影響減弱。曾捷英、周新林和喻柏林(2001)研究了經(jīng)過(guò)劣化處理(對(duì)漢字進(jìn)行了水平方向和垂直方向的壓縮)的漢字, 改變漢字的通透性, 提出了通透性中介假設(shè), 即字形屬性不直接影響文字識(shí)別, 而是以文字通透性作為中介間接影響文字識(shí)別。通透性中介假設(shè)可以用來(lái)解釋筆畫(huà)類型效應(yīng)和部件位置效應(yīng)。該假設(shè)可以解釋各種字形屬性效應(yīng)產(chǎn)生的原因。那么, 手寫(xiě)體文字的識(shí)別是否可以用通透性中介假設(shè)來(lái)解釋呢？盡管, 手寫(xiě)體文字與經(jīng)過(guò)劣化處理的文字在字形屬性上存在相似特征, 但是, 劣化處理的文字是經(jīng)過(guò)水平或垂直壓縮的, 其變化方式遵循一定規(guī)則, 與手寫(xiě)體漢字的變異性是不同的, 因此, 通透性中介假設(shè)不完全適用于解釋手寫(xiě)體文字識(shí)別。

除了文字的筆畫(huà)數(shù)及其結(jié)構(gòu)的影響外, 正字法深度也會(huì)影響手寫(xiě)體文字的識(shí)別。正字法深度(Orthographic Depth), 是指字體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與音位結(jié)構(gòu)之間的一致性程度。深的正字法容易使讀者使用視覺(jué)碼(如字母特征、序列和字符空格等)來(lái)加工詞匯, 而淺的正字法容易使讀者采用表面音位策略(能夠借助文字的聲符實(shí)現(xiàn)語(yǔ)義通達(dá))。由于漢字的正字法深度比拼音文字深, 讀者就容易使用視覺(jué)碼加工詞匯, 識(shí)別詞匯所消耗的時(shí)間比拼音文字短(印叢, 王娟, 張積家, 2011)。Chen和Cherng (2013)以中文手寫(xiě)體詞匯作為研究對(duì)象,探究影響漢字識(shí)別過(guò)程的主要因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn),漢字的偏旁部首和語(yǔ)素(語(yǔ)音和語(yǔ)義的結(jié)合體, 是詞語(yǔ)的組成部分)對(duì)漢字識(shí)別有預(yù)測(cè)效應(yīng), 筆畫(huà)則對(duì)其沒(méi)有預(yù)測(cè)效應(yīng)。在他們提出的關(guān)于中文手寫(xiě)體文字的加工模型中, 只有部件和語(yǔ)素被看作是功能單元(手寫(xiě)體文字的處理單元), 而筆畫(huà)在文字加工中只發(fā)揮微弱作用, 因此筆畫(huà)對(duì)漢字識(shí)別的預(yù)測(cè)效應(yīng)可以忽略不計(jì)。在閱讀漢字時(shí), 顳葉和前側(cè)頂葉會(huì)被激活, 并將文字以圖形的方式映射到詞素和音節(jié)水平上(Perfetti & Tan, 2013), 這說(shuō)明, 漢字以類似圖形的方式進(jìn)行加工。上述結(jié)果表明, 手寫(xiě)體文字的加工具有書(shū)寫(xiě)系統(tǒng)變異的普遍性。Zhang和Feng (2017)通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了偏旁部首和詞法對(duì)漢字手寫(xiě)體文字的影響。他們認(rèn)為, 在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中若排除其他因素, 只考慮文字的筆畫(huà)因素, 多筆畫(huà)條件下的書(shū)寫(xiě)速度比少筆畫(huà)條件下慢。漢字部件復(fù)雜性也會(huì)影響書(shū)寫(xiě)過(guò)程中的書(shū)寫(xiě)速度和非筆畫(huà)的移動(dòng)速度(非筆畫(huà)長(zhǎng)度與時(shí)間間隔之比), 尤其在書(shū)寫(xiě)分布在部首邊界的筆畫(huà)時(shí), 書(shū)寫(xiě)速度明顯減慢。由此可見(jiàn), 手寫(xiě)體文字加工的中央處理和外圍處理過(guò)程受詞法和部件復(fù)雜性影響。

手寫(xiě)體文字物理結(jié)構(gòu)的特殊性區(qū)別于打印體文字, 導(dǎo)致了加工上的差異, 接下來(lái)將探討手寫(xiě)體文字的文字結(jié)構(gòu)與非文字圖形識(shí)別相比有何差異。Tan, Spinks, Eden, Perfetti和Siok (2005)發(fā)現(xiàn)在書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(受書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)與言語(yǔ)刺激共同作用的促進(jìn)文字表征的認(rèn)知系統(tǒng))中, 假字識(shí)別和其他涉及精確協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)(繪畫(huà))也與閱讀有關(guān), 但在一定程度上, 繪畫(huà)要求更高的閱讀表現(xiàn)能力。在識(shí)別簡(jiǎn)單圖形(圓形或者三角形)時(shí), 其物理特征能夠被無(wú)意識(shí)加工, 甚至還能達(dá)到語(yǔ)義加工水平(柯學(xué), 白學(xué)軍, 隋南, 2004)。這與手寫(xiě)體文字自上而下的加工方式有所不同。關(guān)于視覺(jué)圖形加工, 柯學(xué)、白學(xué)軍和隋南(2008)認(rèn)為圖形的局部形狀特征加工與整體形狀加工會(huì)相互影響。一方面,當(dāng)注意落到局部形狀特征時(shí), 語(yǔ)義圖形的意義將被激活, 但是該過(guò)程將會(huì)抑制整體形狀信息的加工, 另一方面, 對(duì)圖形整體形狀信息的優(yōu)先加工會(huì)干擾對(duì)局部形狀信息的加工。在手寫(xiě)體文字中,筆畫(huà)、部首、字母等作為文字組成的一部分, 對(duì)文字識(shí)別加工過(guò)程的影響是單向的, 即文字的局部特征對(duì)整字識(shí)別有影響。周愛(ài)保、張學(xué)民、舒華和何立國(guó)(2005)認(rèn)為文字識(shí)別時(shí), 會(huì)經(jīng)歷字體形狀與經(jīng)驗(yàn)中熟悉的心理模型相匹配的過(guò)程。而在識(shí)別簡(jiǎn)筆畫(huà)類型的圖片時(shí), 個(gè)體也要先搜索已有的經(jīng)驗(yàn)圖式, 才能進(jìn)行有效識(shí)別(胡學(xué)平, 孫繼民, 曹蕊, 姚溫青, 王美珠, 2014)。因此, 手寫(xiě)體文字的加工過(guò)程既有特異性, 又有與非文字圖形加工過(guò)程的共性。

總之, 文字物理結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使個(gè)體在識(shí)別加工手寫(xiě)體文字時(shí)表現(xiàn)出區(qū)別于識(shí)別打印體文字的過(guò)程。手寫(xiě)體漢字的偏旁部首和其位置信息變化導(dǎo)致的字體總變異需要更多自上而下的加工參與, 增加了識(shí)別難度, 延長(zhǎng)了識(shí)別時(shí)間。

2.2 文字的書(shū)寫(xiě)風(fēng)格

每個(gè)人的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣和書(shū)寫(xiě)方式不同, 所以寫(xiě)出的字體風(fēng)格也不盡相同。因此, 在研究手寫(xiě)體文字識(shí)別時(shí), 要考慮到手寫(xiě)體文字的書(shū)寫(xiě)風(fēng)格對(duì)手寫(xiě)體文字加工的影響。金連文等(2016)提出在漢字識(shí)別過(guò)程中, 漢字的識(shí)別程度與個(gè)體的閱讀水平和對(duì)字體的熟悉程度有關(guān)。由于書(shū)寫(xiě)風(fēng)格不同,有的手寫(xiě)體漢字連筆較多, 有的連筆較少。對(duì)連筆漢字不熟悉的個(gè)體, 較難識(shí)別這類手寫(xiě)體漢字。另外, 手寫(xiě)體漢字的傾斜度也會(huì)影響漢字識(shí)別。Vajda, Ranqoni和Cecotti (2015)認(rèn)為, 在某種程度上旋轉(zhuǎn)簡(jiǎn)單字符的形狀不會(huì)改變?cè)撟址淼暮x。但是, Dinges, Al-Hamadi, Elzobi,El-etriby和 Ghoneim (2015)等人發(fā)現(xiàn), 在加工單個(gè)字母或由字母組成的單詞時(shí), 旋轉(zhuǎn)會(huì)擾亂單詞和文本行的識(shí)別過(guò)程。Qiao等 (2010)等人在大腦激活水平上進(jìn)行研究也發(fā)現(xiàn), 無(wú)論是閱讀簡(jiǎn)單手寫(xiě)體文字還是困難手寫(xiě)體漢字, 旋轉(zhuǎn)都對(duì)文字的語(yǔ)義識(shí)別具有顯著影響。對(duì)此, Barnhart和Goldinger (2013)進(jìn)行了更加具體的研究, 探究了手寫(xiě)體詞匯向任意方向旋轉(zhuǎn)90°時(shí)的加工特點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn), 手寫(xiě)體文字旋轉(zhuǎn)會(huì)造成感知不對(duì)稱, 在對(duì)比了打印體文字與手寫(xiě)體文字沿不同方向旋轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn), 沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)比沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)對(duì)詞匯識(shí)別的影響更大。另外, 他們還指出, 當(dāng)手寫(xiě)體文字的旋轉(zhuǎn)方向與其內(nèi)部特征相反時(shí), 被試往往不能對(duì)詞匯信息進(jìn)行感知。

文字的書(shū)寫(xiě)風(fēng)格也受文化的影響, 進(jìn)而影響手寫(xiě)體文字的識(shí)別。Diaz-Cabrera, Ferrer和Morales (2015)在研究西方人簽名的具體特征時(shí)發(fā)現(xiàn), 大部分人的簽名呈現(xiàn)整體橢圓輪廓, 且右側(cè)部分略小于左側(cè)部分。產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能是因?yàn)闀?shū)寫(xiě)是從左向右的順序引起的。另外, 他們還認(rèn)為不同地理區(qū)域的個(gè)體展示其簽名的形式不同。例如, 有些地理區(qū)域的人, 傾向于寫(xiě)下全名和姓氏, 有些則偏向于用字母縮寫(xiě)代替。Rosso,Ospina和Frery (2016)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn), 簽名的形成涉及到大腦從長(zhǎng)期記憶中恢復(fù)信息這一過(guò)程,但是該過(guò)程不涉及提取字體細(xì)節(jié)特征(例如：大小,形狀等)。所以, 個(gè)體的簽名風(fēng)格一旦確定之后不會(huì)輕易地隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化。

不同個(gè)體書(shū)寫(xiě)的字符形狀和大小存在不均勻性, 傾斜存在不同程度, 導(dǎo)致識(shí)別難易不同(Mukhopadhyay, Singh, Sarkar, & Nasipuri, 2018)。因此, Qiao等 (2010)基于行為實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行了區(qū)分, 即簡(jiǎn)單手寫(xiě)體和困難手寫(xiě)體(書(shū)寫(xiě)規(guī)范和書(shū)寫(xiě)不規(guī)范)。他們發(fā)現(xiàn)在識(shí)別困難手寫(xiě)體時(shí),需要額外的注意參與自上而下的加工, 并且在手寫(xiě)體文字加工的早期階段, 詞匯信息對(duì)處理模糊視覺(jué)刺激起著很大作用, 而困難手寫(xiě)體文字的詞匯信息提取較難, 導(dǎo)致該階段閱讀成本增加。Qiao等人的實(shí)驗(yàn)表明, 困難手寫(xiě)體文字識(shí)別所需的連續(xù)注意只有在有意識(shí)地識(shí)別目標(biāo)詞時(shí)才能被觸發(fā)。另外, 他們認(rèn)為不管是識(shí)別困難手寫(xiě)體文字還是簡(jiǎn)單手寫(xiě)體文字都不存在行為啟動(dòng)過(guò)程,一方面是因?yàn)槔щy手寫(xiě)體文字的識(shí)別缺乏自動(dòng)性,而且不參與注意驅(qū)動(dòng)的串行解碼; 另一方面, 是由于簡(jiǎn)單手寫(xiě)體文字的識(shí)別對(duì)行為的影響微乎其微, 所以視覺(jué)系統(tǒng)不能對(duì)它們進(jìn)行有效的處理。但是, 關(guān)于手寫(xiě)體文字的識(shí)別時(shí)間比打印體文字的識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)這一問(wèn)題, Perea和 Gil-López等(2016)認(rèn)為, 這是因?yàn)樵谧R(shí)別困難手寫(xiě)體文字時(shí),呈現(xiàn)出的詞頻效應(yīng)比簡(jiǎn)單手寫(xiě)體文字和打印體文字的更加顯著; 并且識(shí)別手寫(xiě)體文字時(shí), 會(huì)出現(xiàn)閱讀成本, 再加上文本和詞頻效應(yīng)的相加性, 所以, 手寫(xiě)體文字的識(shí)別時(shí)間比打印體文字的識(shí)別時(shí)間長(zhǎng)。

關(guān)于書(shū)寫(xiě)風(fēng)格對(duì)字跡(文字書(shū)寫(xiě)時(shí)的筆畫(huà)形體)識(shí)別影響的研究發(fā)現(xiàn), 手寫(xiě)體文字的整體書(shū)寫(xiě)風(fēng)格對(duì)文字的識(shí)別過(guò)程有顯著影響, 其影響具體表現(xiàn)在反應(yīng)時(shí)和準(zhǔn)確性上, 當(dāng)書(shū)寫(xiě)風(fēng)格不一致時(shí),識(shí)別時(shí)間更短, 準(zhǔn)確性更高。大多數(shù)研究者將此解釋為, 被試?yán)脮?shū)寫(xiě)風(fēng)格間的顯著差異快速判斷前后字跡是否具有一致性, 也就是說(shuō), 書(shū)寫(xiě)風(fēng)格一致性越高, 要獲取的字體特征信息越多, 反應(yīng)時(shí)就越長(zhǎng)(黃志平, 2012)。關(guān)于手寫(xiě)體文字的識(shí)別模式, 結(jié)合閱讀實(shí)驗(yàn)中的各種眼動(dòng)指標(biāo)的分析后發(fā)現(xiàn), 在手寫(xiě)體文字識(shí)別過(guò)程中優(yōu)先使用整體識(shí)別策略, 當(dāng)使用這種策略識(shí)別失敗時(shí), 會(huì)采用圖像識(shí)別策略, 即識(shí)別單個(gè)字跡的具體特征, 再次印證了手寫(xiě)體文字識(shí)別加工受整體加工和特征加工的共同作用。

綜上所述, 手寫(xiě)體文字模糊的物理結(jié)構(gòu), 多變的書(shū)寫(xiě)角度, 書(shū)寫(xiě)不規(guī)范性等因素使其加工識(shí)別方式與打印體文字存在差異。手寫(xiě)體文字模糊的物理結(jié)構(gòu)主要影響語(yǔ)義加工過(guò)程, 結(jié)構(gòu)改變?cè)酱? 識(shí)別難度越大, 語(yǔ)義加工花費(fèi)時(shí)間越長(zhǎng); 書(shū)寫(xiě)角度則主要影響視覺(jué)信息的提取過(guò)程, 當(dāng)手寫(xiě)體文字書(shū)寫(xiě)角度與文字的內(nèi)部表征相反時(shí), 對(duì)視覺(jué)信息提取越困難; 書(shū)寫(xiě)風(fēng)格影響手寫(xiě)體文字的識(shí)別加工過(guò)程, 具體表現(xiàn)為困難手寫(xiě)體比簡(jiǎn)單手寫(xiě)體和打印體有更大的閱讀成本。

3 文字語(yǔ)言特性對(duì)手寫(xiě)體文字識(shí)別的影響

3.1 文字的詞匯特性

文字在語(yǔ)言中的應(yīng)用以詞匯為主, 文字通過(guò)詞匯特性展現(xiàn)其作用, 即詞匯效應(yīng)。詞匯效應(yīng)按照詞匯的具體特性可以分為：筆畫(huà)數(shù)效應(yīng)、正字法相鄰效應(yīng)等; 按照語(yǔ)言因素分類包括：詞頻效應(yīng)、預(yù)測(cè)性效應(yīng)、熟悉度效應(yīng)、語(yǔ)義透明度效應(yīng)等。De Zuniga, Humphreys和Evett (1991)認(rèn)為在詞匯水平上, 打印體詞匯和手寫(xiě)體詞匯的識(shí)別存在詞頻效應(yīng)(低頻詞加工比高頻詞加工更困難, 更費(fèi)時(shí)間)。Perea 和 Gil-López 等(2016)認(rèn)為, 手寫(xiě)體文字詞頻效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因是, 手寫(xiě)體文字固有的物理變異性或者難以加工的模糊字形。他們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料的質(zhì)量(一種感知因素)對(duì)詞頻效應(yīng)有影響。同一文本內(nèi)容下, 實(shí)驗(yàn)材料質(zhì)量越差,閱讀中的詞頻效應(yīng)越顯著, 即手寫(xiě)體文字會(huì)放大閱讀中的詞頻效應(yīng), 低頻手寫(xiě)體文字相對(duì)于高頻手寫(xiě)體文字和打印體文字有更大的詞頻效應(yīng), 這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料質(zhì)量和詞頻作用于文字識(shí)別加工的不同階段, 實(shí)驗(yàn)材料質(zhì)量影響文字識(shí)別加工的早期階段, 而詞頻影響文字識(shí)別加工的晚期階段(Balota, Aschenbrenner, & Yap, 2013)。也就是說(shuō)手寫(xiě)體文字的物理變異性和模糊字形對(duì)詞匯效應(yīng)都有影響。不過(guò), Coltheart, Curtis, Atkins和Haller(1993)等人通過(guò)詞匯命名實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 只有在命名低頻詞時(shí)才出現(xiàn)詞頻效應(yīng)。Perea, Marcet, Uixera和Vergara-Martínez (2016)通過(guò)分析被試閱讀手寫(xiě)體句子和打印體句子時(shí)的眼動(dòng)指標(biāo)(包括凝視時(shí)間, 首次注視持續(xù)時(shí)間, 總注視時(shí)間等)后發(fā)現(xiàn),困難手寫(xiě)體的詞頻放大效應(yīng)主要表現(xiàn)在晚期眼動(dòng)指標(biāo)(總閱讀時(shí)間)上; 困難手寫(xiě)體句子中的目標(biāo)詞有更高的回視概率, 但與總閱讀時(shí)間沒(méi)有顯著交互作用, 僅通過(guò)時(shí)間與總閱讀時(shí)間有顯著交互作用, 也就是說(shuō), 困難手寫(xiě)體的詞頻效應(yīng)很大程度上來(lái)源于重讀的累積效應(yīng)。

Barnhart和 Goldinger (2010)以 De Zuniga 等(1991)的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ), 在實(shí)驗(yàn)中, 增加了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件, 發(fā)現(xiàn)(1)在手寫(xiě)體文字條件下, 模糊的視覺(jué)特征使詞頻效應(yīng)增加; (2)當(dāng)詞匯以手寫(xiě)體形式呈現(xiàn)時(shí), 低頻手寫(xiě)體詞匯產(chǎn)生的詞頻效應(yīng)明顯大于高頻手寫(xiě)體詞匯和打印體詞匯, 高頻手寫(xiě)體詞匯與打印體詞匯的詞頻效應(yīng)相比無(wú)明顯差異?？傊? 詞匯的詞頻對(duì)手寫(xiě)體詞匯識(shí)別有顯著影響,而這種影響可能是由字體的分布偏移和傾斜造成的。閱讀時(shí), 高頻詞常以打印體文字形式呈現(xiàn), 因此, 當(dāng)相同的高頻詞以手寫(xiě)體文字形式出現(xiàn)時(shí),往往不能直接實(shí)現(xiàn)詞匯通達(dá), 讀者會(huì)固著于打印體文字的識(shí)別模式, 對(duì)手寫(xiě)體文字的字形特征進(jìn)行再判斷。

另外, Perea和Gil-López等(2016)在仔細(xì)分析了反應(yīng)時(shí)和反應(yīng)時(shí)分布認(rèn)為, 手寫(xiě)體文字的物理特性更多地依賴自上而下的加工過(guò)程。當(dāng)手寫(xiě)體文字的物理模糊性較高時(shí), 讀者閱讀過(guò)程中的詞匯效應(yīng)會(huì)被放大(Barnhart & Goldinger, 2010)。另外, 由于手寫(xiě)體文字形狀多變, 沒(méi)有典型特征,與打印體文字自下而上的加工相比, 完成詞匯通達(dá)需要更長(zhǎng)時(shí)間(Qiao, et al., 2010)。

Perea和Marcet等(2016)在分析眼動(dòng)指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn), 不同文本類型目標(biāo)詞詞頻效應(yīng)的差異主要反映在晚期眼動(dòng)指標(biāo)上, 即在總注視時(shí)間上有顯著差異, 手寫(xiě)體文字的總注視時(shí)間明顯比打印體文字的總注視時(shí)間長(zhǎng)。De Zuniga等(1991)將手寫(xiě)體與打印體間的整體差異歸因于發(fā)生在字母水平上的“規(guī)范化加工”, 即當(dāng)整體與特征在加工過(guò)程的視覺(jué)環(huán)境中相互作用時(shí), 會(huì)隨著視覺(jué)環(huán)境的改變變換其加工方式的過(guò)程。他們認(rèn)為, 當(dāng)閱讀難處理的手寫(xiě)體文字時(shí), “規(guī)范化加工”將發(fā)揮作用, 所以在此過(guò)程中出現(xiàn)的額外加工成本會(huì)使閱讀手寫(xiě)體文字的總注視時(shí)間變長(zhǎng)。Barnhart和Goldinger(2015)通過(guò)詞匯命名實(shí)驗(yàn)范式檢驗(yàn)了四種不同條件下的字體(包含打印體和手寫(xiě)體), 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 打印體條件和手寫(xiě)體條件正字法相鄰效應(yīng)(The orthographic neighborhood effect, 即相鄰的詞匯越多, 目標(biāo)詞的識(shí)別速度越快)都穩(wěn)定存在,但是, 手寫(xiě)體文字的正字法相鄰效應(yīng)則比打印體文字的更加顯著。這在一定程度上證明了手寫(xiě)體文字字形結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性和相鄰手寫(xiě)體文字字形的熟悉度會(huì)影響正字法相鄰效應(yīng)。

3.2 文字的語(yǔ)境特性

手寫(xiě)體詞匯的識(shí)別加工研究之后, 逐漸將研究方向擴(kuò)展到了手寫(xiě)體句子的研究上, 并且, 發(fā)現(xiàn)閱讀語(yǔ)境對(duì)手寫(xiě)體文字加工也會(huì)產(chǎn)生影響。Perea和Marcet等(2016)將嵌入高頻詞和低頻詞的手寫(xiě)體句子作為實(shí)驗(yàn)材料, 詳細(xì)記錄并分析了被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù), 揭示了手寫(xiě)體句子與打印體句子在閱讀時(shí)的差異。他們認(rèn)為在句子閱讀的總體水平上, 手寫(xiě)體句子的閱讀成本比打印體句子的閱讀成本更大, 需要的注視時(shí)間更長(zhǎng)。在局部水平上, 句子中的手寫(xiě)低頻目標(biāo)詞的注視次數(shù)比手寫(xiě)高頻目標(biāo)詞和打印體的高/低頻目標(biāo)詞的注視次數(shù)多, 但手寫(xiě)高頻目標(biāo)詞與打印體的高/低頻目標(biāo)詞的注視次數(shù)無(wú)明顯差異。

Dinges等(2016)考察了不同文本條件下, 文字識(shí)別的策略。他們發(fā)現(xiàn), 識(shí)別手寫(xiě)體文字時(shí)讀者主要采用分割決策策略, 這種策略指, 文本中相鄰文字合并識(shí)別的方法, 若其中一種合并方式識(shí)別失敗, 則會(huì)嘗試其它合并方式, 直到識(shí)別成功為止。Dinges等(2015)認(rèn)為在涉及手寫(xiě)體文本識(shí)別任務(wù)的上下文中, 被試會(huì)選擇自上而下的加工方式。由于特定的語(yǔ)境能夠消除文字識(shí)別過(guò)程中的歧義干擾, 所以, 當(dāng)識(shí)別手寫(xiě)體文字時(shí), 閱讀語(yǔ)境作用于手寫(xiě)體文字識(shí)別的自上而下的加工過(guò)程, 縮短了手寫(xiě)體文字的識(shí)別時(shí)間(Barnhart &Goldinger, 2015)?？傊? 他們認(rèn)為手寫(xiě)體文字的識(shí)別受到前后語(yǔ)境的影響。

文字的語(yǔ)境特性的習(xí)得受視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的共同影響。Gordon, Spivey和Balasubramaniam(2017)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn), 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)與文字的習(xí)得相關(guān), 說(shuō)明運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)影響包括手寫(xiě)體文字在內(nèi)的書(shū)面語(yǔ)言的學(xué)習(xí)過(guò)程。文字識(shí)別中, 視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)文字進(jìn)行提取和加工, 同時(shí)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)也影響文字識(shí)別。個(gè)體在學(xué)習(xí)文字過(guò)程中, 要經(jīng)歷一個(gè)手寫(xiě)文字的過(guò)程。手寫(xiě)的動(dòng)作產(chǎn)生了對(duì)所寫(xiě)文字的視覺(jué)空間記憶和書(shū)寫(xiě)運(yùn)動(dòng)記憶。這種運(yùn)動(dòng)記憶在不斷的書(shū)寫(xiě)練習(xí)強(qiáng)化下轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)記憶, 由于該記憶是與視覺(jué)表征相聯(lián)系儲(chǔ)存的, 所以, 在知覺(jué)文字和字符識(shí)別的過(guò)程中會(huì)激活手寫(xiě)的運(yùn)動(dòng)記憶(Cao et al., 2013)。Li和 James (2016)通過(guò)兒童書(shū)寫(xiě)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)研究揭示了, 在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中, 由于運(yùn)動(dòng)與感知系統(tǒng)存在直接聯(lián)系, 書(shū)寫(xiě)動(dòng)作實(shí)際上會(huì)增強(qiáng)被試對(duì)書(shū)寫(xiě)內(nèi)容的理解。也就是說(shuō), 手寫(xiě)與文本內(nèi)容間的聯(lián)系是由腦?軀體?環(huán)境相互作用引起的, 環(huán)境信息輸入系統(tǒng)造成大腦對(duì)信息的加工發(fā)生改變, 表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)手寫(xiě)體文字的作用比打印體文字的作用更大。

綜上所述, 手寫(xiě)體文字的視覺(jué)模糊性特征放大了詞頻效應(yīng), 具體表現(xiàn)為, 低頻手寫(xiě)體詞匯比高頻手寫(xiě)體詞匯更難識(shí)別; 手寫(xiě)體文字的字形結(jié)構(gòu)和字形熟悉度使其正字法相鄰效應(yīng)比打印體文字更顯著; 文字的語(yǔ)境通過(guò)消除閱讀中的歧義來(lái)影響手寫(xiě)體文字的加工過(guò)程。與打印體文字識(shí)別相比, 手寫(xiě)體文字的識(shí)別受到語(yǔ)言特性更大的影響。

4 手寫(xiě)體文字識(shí)別加工的神經(jīng)機(jī)制

關(guān)于文字識(shí)別的神經(jīng)機(jī)制, 有關(guān)打印體文字的研究表明, 語(yǔ)言加工(包括文字和口語(yǔ)的識(shí)別)和語(yǔ)義記憶檢索(包括分類和生成)主要集中在左前額葉和顳葉區(qū)域。這些區(qū)域的大腦活動(dòng)也與文字理解和語(yǔ)義通達(dá)有關(guān)。其中, 文字理解將激活左顳葉區(qū)域, 語(yǔ)義通達(dá)激活前額葉皮層(Cabeza &Nyberg, 2000)。研究認(rèn)為視覺(jué)“詞形”的具體身份識(shí)別區(qū)域位于左內(nèi)側(cè)紋外皮層, 中間顳葉皮層,或左顳葉和梭形腦回。王磊、楊麗川、孟千力和馬原野(2018)認(rèn)為由視網(wǎng)膜、上丘腦、丘腦結(jié)節(jié)和杏仁核構(gòu)成的視覺(jué)皮層下通路負(fù)責(zé)對(duì)視覺(jué)信息的整體性質(zhì)進(jìn)行快速加工處理。但是, 不同形式的書(shū)面文字, 大腦的激活區(qū)域和激活模式存在差異。在漢字書(shū)寫(xiě)中, 筆畫(huà)和部件作為文字的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)形成一種高階組織, 該過(guò)程將手寫(xiě)的運(yùn)動(dòng)模式與語(yǔ)言相聯(lián)系, 有利于形成關(guān)于漢字書(shū)寫(xiě)動(dòng)作的長(zhǎng)期記憶, 這種運(yùn)動(dòng)記憶將促進(jìn)認(rèn)知系統(tǒng)對(duì)文字表征的鞏固過(guò)程, 并且不會(huì)干擾手寫(xiě)體漢字內(nèi)部結(jié)構(gòu)的識(shí)別(Tan et al., 2005)。當(dāng)被試閱讀文字時(shí), 手寫(xiě)體文字也會(huì)激活手寫(xiě)過(guò)程的動(dòng)作加工(李輝, 王晶穎, 2016)。一方面, E-Z讀者模型認(rèn)為,在L1 (文字的熟悉度檢驗(yàn)階段)階段, 注意參與將視覺(jué)信息由視網(wǎng)膜傳送到大腦皮層的過(guò)程, 繼而調(diào)動(dòng)手寫(xiě)體文字書(shū)寫(xiě)筆畫(huà)、部件的運(yùn)動(dòng)記憶, 使其參與手寫(xiě)體文字的熟悉性程度的判斷過(guò)程。另一方面, E-Z讀者模型認(rèn)為早期的視覺(jué)信息被平行加工, 通過(guò)注意所獲取的視覺(jué)信息對(duì)之后的加工都有效(胡笑羽, 劉海建, 劉麗萍, 臧傳麗, 白學(xué)軍, 2007)。而手寫(xiě)體文字的物理特性會(huì)影響整體的感知, 所以相對(duì)于加工相同數(shù)量的打印體文字, 其加工時(shí)間更長(zhǎng)。Bolger, Perfetti和Schneider(2005)通過(guò)元分析技術(shù)研究發(fā)現(xiàn), 書(shū)寫(xiě)系統(tǒng)會(huì)激活一個(gè)強(qiáng)大的腦皮層區(qū)域網(wǎng)絡(luò), 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)主要是由大腦皮層中的三個(gè)區(qū)域構(gòu)建而成：(1)左上顳葉后回(中/前部; BA22); (2)左下額葉回(上后區(qū)BA6); (3)左枕葉后回(兩部分：后梭形/下枕骨區(qū)域[BA19]和中間梭狀回)。另外, 由于不同種類的視覺(jué)刺激在高階視覺(jué)水平上共享潛在的神經(jīng)回路,所以盡管單個(gè)的書(shū)寫(xiě)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)某一類視覺(jué)刺激,也不能否認(rèn)視覺(jué)信息與書(shū)寫(xiě)系統(tǒng)存在緊密聯(lián)系。Longcamp, Anton, Roth和Velay (2003)等人發(fā)現(xiàn),當(dāng)個(gè)體看到字母時(shí), 手寫(xiě)過(guò)程中的動(dòng)作加工被激活。Tan等(2005)通過(guò)研究?jī)和瘜W(xué)習(xí)過(guò)程后發(fā)現(xiàn),在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中, 兒童會(huì)將文字分解成特定的筆畫(huà)和部件, 然后再將它們重新組合成新的語(yǔ)言單位。他們假設(shè)書(shū)寫(xiě)會(huì)促進(jìn)正字法意識(shí)的發(fā)展, 進(jìn)而對(duì)閱讀習(xí)得產(chǎn)生積極的影響。MIA認(rèn)為, 漢字加工有處理正字法信息和處理語(yǔ)音信息的兩條通路, 其中正字法通路負(fù)責(zé)加工筆畫(huà)、偏旁部首等部件層信息, 各層之間包含大量由不同單元構(gòu)成的聯(lián)結(jié)。當(dāng)漢字以視覺(jué)方式呈現(xiàn)時(shí), 將從筆畫(huà)、部件到整字依次被激活, 直到整字激活到達(dá)閾值,漢字即被識(shí)別(嚴(yán)建雯, 孫善麟, 2005)。這就解釋了在學(xué)習(xí)漢字過(guò)程中, 兒童通過(guò)文字筆畫(huà)、部件的分解和重新組合過(guò)程逐漸形成正字法意識(shí), 并在視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)記憶系統(tǒng)形成記憶的原因。但是MIA的本質(zhì)是特征加工, 沒(méi)有詳細(xì)解釋文字識(shí)別的整體過(guò)程, 并且它遵循自上而下每次加工一個(gè)輸入項(xiàng)目的原則, 而手寫(xiě)體文字既包含自上而下加工, 又包含自下而上加工, 因此, MIA不能完全解釋手寫(xiě)體文字識(shí)別加工過(guò)程。Magrassi等(2010)研究了失寫(xiě)癥患者關(guān)于文字加工的神經(jīng)機(jī)制。失寫(xiě)癥一方面指在書(shū)寫(xiě)中字母形狀良好但拼寫(xiě)不準(zhǔn)確; 另一方面指書(shū)寫(xiě)時(shí)字母形狀不規(guī)范并且無(wú)法通過(guò)練習(xí)改善。他們?cè)谑中g(shù)中, 只對(duì)患者的上部頂葉進(jìn)行電刺激, 而沒(méi)有影響大腦皮層其他區(qū)域的正常活動(dòng)。手術(shù)后發(fā)現(xiàn)這種刺激會(huì)造成中央和外圍的書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤, 這表明書(shū)寫(xiě)所涉及的運(yùn)動(dòng)和言語(yǔ)加工與上頂葉皮層的有限區(qū)域相關(guān)。

Hellige和 Adamson (2007)發(fā)現(xiàn), 在文字識(shí)別過(guò)程中, 大腦的兩個(gè)半球均參與文字加工過(guò)程,但由于視覺(jué)的復(fù)雜性, 使得大腦右半球?qū)ψR(shí)別手寫(xiě)體文字的作用更大。Nakamura等(2012)研究了個(gè)體閱讀手寫(xiě)體文字的過(guò)程后指出, 熟練閱讀普遍依賴于后左半球網(wǎng)絡(luò), 該網(wǎng)絡(luò)中的下頂葉和上級(jí)皮質(zhì)層主要與打印體文字的識(shí)別相關(guān), 枕葉視覺(jué)字形分析區(qū)域(VWFA)主要負(fù)責(zé)對(duì)手寫(xiě)體文字進(jìn)行感知分析, 并且對(duì)手寫(xiě)體文字中字形清晰的字符串反應(yīng)更敏感。SWIFT模型對(duì)此進(jìn)行了解釋,在文字識(shí)別過(guò)程中, 對(duì)激活區(qū)域進(jìn)行空間分配加工, 即以文字的激活程度競(jìng)爭(zhēng)為基礎(chǔ)(隋雪, 沈彤,吳瓊, 李瑩, 2013), 清晰的字符串的激活競(jìng)爭(zhēng)更強(qiáng), 所以, 對(duì)此反應(yīng)更敏感。Nakamura等(2012)假設(shè)成熟的閱讀網(wǎng)絡(luò)包括VWFA和運(yùn)動(dòng)手勢(shì)解碼系統(tǒng), 而閱讀網(wǎng)絡(luò)又可以根據(jù)書(shū)寫(xiě)系統(tǒng)的可變性需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中運(yùn)用了功能性磁共振成像技術(shù), 記錄了被試閱讀正常手寫(xiě)體文字和經(jīng)過(guò)空間扭曲的草書(shū)手寫(xiě)體文字時(shí)的腦區(qū)激活情況, 結(jié)果表明, 相較于未經(jīng)加工處理的手寫(xiě)體文字, 空間扭曲的文字激活了雙側(cè)枕葉后區(qū), 后側(cè)頂葉皮層(PPC)和外側(cè)前額葉(PMd)區(qū)域, 說(shuō)明大腦對(duì)文字的加工是隨著字體的變化而變化的。最后, 他們認(rèn)為手寫(xiě)體文字能夠無(wú)意識(shí)地快速驅(qū)動(dòng)VWFA來(lái)識(shí)別格式正確的字符串, 但是當(dāng)目標(biāo)詞是經(jīng)過(guò)空間扭曲的文字時(shí), 這種快速的視覺(jué)編碼系統(tǒng)將不再被啟動(dòng), 并且其閱讀速度與正常字形相比明顯減慢。E-Z讀者模型的假定是, 詞匯后整合階段的失敗導(dǎo)致了對(duì)之前信息的回視(Reichle,Warren, & McConnell, 2009), 這說(shuō)明空間扭曲文字相較于手寫(xiě)體文字來(lái)說(shuō), 其信息在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和VWFA中沒(méi)有相應(yīng)的匹配, 從而導(dǎo)致信息整合失敗, 產(chǎn)生回視, 使閱讀速度減慢。手寫(xiě)體文字的書(shū)寫(xiě)過(guò)程能幫助建立關(guān)于文字識(shí)別加工的“視覺(jué)空間結(jié)構(gòu)”和“字形表征”, 從而引起更多感覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息與文字認(rèn)知之間的相互作用, 促進(jìn)語(yǔ)義通達(dá)(李輝, 王晶穎, 2016)。Cao等 (2013)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),被試文字識(shí)別任務(wù)中的表現(xiàn)在手寫(xiě)體文字條件下更優(yōu)秀, 他們認(rèn)為在手寫(xiě)體文字條件下, 文字表征的質(zhì)量更高, 這種高質(zhì)量的文字表征有利于后期文字的識(shí)別。由于手寫(xiě)筆跡會(huì)對(duì)陌生字形產(chǎn)生提示線索, 因此, 可以說(shuō)手寫(xiě)體文字的識(shí)別相較于打印體文字, 更多地涉及到視覺(jué)空間記憶與運(yùn)動(dòng)記憶的共同作用, 從而使手寫(xiě)體文字的識(shí)別更容易。

圖形識(shí)別的腦成像研究顯示, 形狀知覺(jué)引起與物體識(shí)別相關(guān)的腹側(cè)通路(初級(jí)視覺(jué)皮層?次級(jí)視覺(jué)皮層?高級(jí)視覺(jué)皮層?顳下回?額葉)興奮, 空間位置知覺(jué)則會(huì)引起與運(yùn)動(dòng)和空間位置相關(guān)的背側(cè)通路(中顳區(qū)?頂葉?額葉)興奮, 形狀空間位置知覺(jué)引起腹側(cè)通路和背側(cè)通路并行協(xié)作(周群等,2005)。手寫(xiě)體文字識(shí)別加工涉及的腦區(qū)與圖形識(shí)別相關(guān)聯(lián)的空間位置知覺(jué)涉及的腦區(qū)大致相同,因此, 手寫(xiě)體文字識(shí)別與圖形識(shí)別在一定程度上有相同的模式。

相對(duì)于打印體文字, 手寫(xiě)體文字的識(shí)別更多地涉及到大腦右半球腦區(qū); 在識(shí)別過(guò)程中, VWFA首先對(duì)手寫(xiě)體文字的字形進(jìn)行感知分析, 并在廣泛的雙側(cè)皮質(zhì)層網(wǎng)絡(luò)中引起重復(fù)抑制, 這些網(wǎng)絡(luò)不僅涉及枕葉、外側(cè)額葉等一般閱讀腦區(qū), 還涉及到具有文化特異性的閱讀腦區(qū), 即左側(cè)前額葉皮質(zhì)(BA9)周?chē)? 左側(cè) PMd, 雙側(cè)PPC, 它們共同構(gòu)成一個(gè)高度互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò), 與行為結(jié)果緊密并行,完成對(duì)手寫(xiě)體文字的加工。另一方面, 對(duì)閱讀的習(xí)得開(kāi)始于對(duì)文字圖形嚴(yán)格的視覺(jué)空間分析, 然后將組合后的筆畫(huà)和部件映射到正字法意義和語(yǔ)言學(xué)意義, 該映射過(guò)程的發(fā)展是通過(guò)重復(fù)書(shū)寫(xiě)單個(gè)字符的形式來(lái)促進(jìn)對(duì)文字的視覺(jué)分析, 并建立長(zhǎng)期記憶表征實(shí)現(xiàn)的(Tan, Xu, Chang, & Siok,2013)。因此, 手寫(xiě)體文字對(duì)促進(jìn)學(xué)習(xí)字形形成與文字理解有重要意義。

5 研究展望

大多數(shù)情況下, 成年人通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入文字并使用文字處理程序及其他便捷工具進(jìn)行文字加工, 但是這種由鍵盤(pán)輸入的文字與原始手寫(xiě)體文字之間存在較大的物理特性上的差異, 這種差異影響文字識(shí)別加工過(guò)程。研究手寫(xiě)體文字的識(shí)別加工過(guò)程將豐富文字識(shí)別加工領(lǐng)域的研究。本文著重從詞匯、句子和書(shū)寫(xiě)風(fēng)格等方面分析了手寫(xiě)體文字識(shí)別的特點(diǎn), 并且比較了手寫(xiě)體文字與打印體文字識(shí)別過(guò)程中的具體差異, 發(fā)現(xiàn)手寫(xiě)體文字識(shí)別既涉及整體加工策略, 也涉及特征加工策略。關(guān)于加工的腦機(jī)制, 除了涉及到加工打印體文字的腦區(qū), 手寫(xiě)體文字加工還涉及到了雙側(cè)枕葉后區(qū)、后側(cè)PPC、外側(cè)PMd。由于現(xiàn)在對(duì)手寫(xiě)體文字的研究還很有限, 依然有很多問(wèn)題有待解決。

首先, 對(duì)手寫(xiě)體文字識(shí)別機(jī)制缺乏具體的理論解釋。MIA認(rèn)為識(shí)別文字時(shí)是通過(guò)分解文字的筆畫(huà)、偏旁部首, 并利用其位置信息進(jìn)行特征加工, 但手寫(xiě)體文字的筆畫(huà)和部件位置會(huì)隨著書(shū)寫(xiě)者的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣發(fā)生變化, 并不固定, 所以 MIA不能完全的解釋手寫(xiě)體文字的識(shí)別。雙通道理論認(rèn)為實(shí)現(xiàn)詞匯通達(dá)有兩條途徑, 即詞形?詞義和詞形?語(yǔ)音?詞義(Xu, Pollatsek, & Potter, 1999), 兩條途徑中所包含的詞形加工是針對(duì)打印體文字的字形, 沒(méi)有單獨(dú)考察手寫(xiě)體文字的字形特征是否適用于該過(guò)程。對(duì)此, Planton, Jucla, Roux和Demonet (2013)等人認(rèn)為同其他語(yǔ)言技能相比,對(duì)健康被試書(shū)寫(xiě)時(shí)的功能性腦成像技術(shù)的研究還不充分, 因此, 難以建立可以解釋手寫(xiě)體文字閱讀的神經(jīng)功能模型?，F(xiàn)有大多數(shù)理論都是以打印體文字識(shí)別為基礎(chǔ)提出來(lái)的, 而手寫(xiě)體文字與打印體文字具有顯著的特征差異, 現(xiàn)有的理論不完全適用于解釋手寫(xiě)體文字的識(shí)別過(guò)程, 因此, 在未來(lái)的研究中, 要考慮建立解釋手寫(xiě)體文字識(shí)別的理論。

其次, 關(guān)于大腦怎樣處理手寫(xiě)體文字中嘈雜的視覺(jué)信息(即妨礙視覺(jué)器官對(duì)信息加工的因素)這個(gè)問(wèn)題, 現(xiàn)階段還沒(méi)有明確的結(jié)論。由于手寫(xiě)體文字的識(shí)別加工涉及到許多過(guò)程, 通過(guò)分析輸入的感官信息, 其視覺(jué)分析系統(tǒng)和視覺(jué)輸入系統(tǒng)對(duì)這些信息進(jìn)行集中加工, 并輸入到與目標(biāo)詞有關(guān)的知識(shí)語(yǔ)義系統(tǒng)中(Planton, Jucla, Roux, &Demonet, 2013)。李寧和梁寧建(2014)認(rèn)為漢字的通透性(即, 筆畫(huà)之間的水平距離, 垂直距離以及對(duì)稱關(guān)系)主導(dǎo)漢字字形加工。他們研究發(fā)現(xiàn), 筆畫(huà)之間離散程度越大, 對(duì)稱性越高, 則筆畫(huà)越清晰, 形碼的知覺(jué)速度越快, 越符合局部格式塔假設(shè); 另一方面, 整字字形越對(duì)稱, 整體格式塔越明顯, 所以, 對(duì)稱字字形加工明顯優(yōu)于非對(duì)稱字字形加工。因此, 需要深入探究當(dāng)手寫(xiě)體文字的字形通透性在各水平上出現(xiàn)差異時(shí), 大腦是怎樣區(qū)分其字形特征并對(duì)其進(jìn)行識(shí)別的。為解決手寫(xiě)體文字識(shí)別過(guò)程中視覺(jué)信息與大腦活動(dòng)之間的關(guān)系, 未來(lái)應(yīng)該嘗試結(jié)合使用腦電設(shè)備和眼動(dòng)設(shè)備,探究出手寫(xiě)體文字加工的神經(jīng)生理機(jī)制和識(shí)別加工模型。

最后, 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)不能滿足研究手寫(xiě)體文字識(shí)別所需要的環(huán)境條件。非實(shí)驗(yàn)室條件下通過(guò)書(shū)面形式傳達(dá)信息, 而實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中被試識(shí)別的手寫(xiě)體文字往往是通過(guò)電腦屏幕以呈現(xiàn)圖片的方式傳遞文字信息, 這種方式是被試所陌生的, 因此,會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生一定的影響。另外, 手寫(xiě)體文字的識(shí)別會(huì)受到許多變量的影響, 而這些變量很難在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬出來(lái), 所以會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)效度造成影響。

字符識(shí)別的研究不管是在認(rèn)知心理學(xué)還是語(yǔ)言學(xué)領(lǐng)域都有很多成熟的理論模型作支撐, 但這些理論的建立大多數(shù)以打印體文字為研究對(duì)象,所以研究手寫(xiě)體文字識(shí)別將會(huì)拓展字符識(shí)別的研究范圍, 豐富文字識(shí)別的研究?jī)?nèi)容。而且, 手寫(xiě)體文字在日常生活中使用廣泛, 對(duì)其識(shí)別加工過(guò)程的研究有利于提高課堂教學(xué)質(zhì)量, 研發(fā)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)等, 所以研究手寫(xiě)體文字的識(shí)別是非常必要的。

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