視覺(jué)皮層的單詞加工與教育

洛朗·科昂

視覺(jué)詞形區(qū)是與閱讀有關(guān)的區(qū)域。這個(gè)識(shí)別文字的區(qū)域有三個(gè)發(fā)展史。第一個(gè)是生物發(fā)展史，人腦中有兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)是從百萬(wàn)年的進(jìn)化歷程中繼承下來(lái)的視覺(jué)系統(tǒng)，一個(gè)是語(yǔ)言系統(tǒng)，它更加晚近，是一種文化歷史的發(fā)展產(chǎn)物。第二個(gè)是文化發(fā)展史，在大約5000年前，人類(lèi)發(fā)明了不同的文字系統(tǒng)，它將視覺(jué)與語(yǔ)言聯(lián)結(jié)起來(lái)，使語(yǔ)言可視化。第三是個(gè)體發(fā)展史，兒童學(xué)習(xí)特殊的文字系統(tǒng)，這與口語(yǔ)的獲得非常不同，因?yàn)榭谡Z(yǔ)的獲得相對(duì)來(lái)說(shuō)是自動(dòng)的，而閱讀需要教學(xué)，需要大量的時(shí)間和努力。

閱讀的第一個(gè)步驟是視覺(jué)系統(tǒng)的加工，它識(shí)別眼睛看到的字母和這些字母的順序。這個(gè)階段能夠?qū)⒆帜傅拇笮?xiě)形態(tài)識(shí)別為同一個(gè)字母，比如大寫(xiě)的“A”與小寫(xiě)的“a”，這兩個(gè)字母雖然在形態(tài)上很不一樣，但是它們指的是同一個(gè)字母。閱讀的第二個(gè)步驟，是在視覺(jué)系統(tǒng)和語(yǔ)言系統(tǒng)之間建立初步的連接，獲得儲(chǔ)存于大腦中的詞語(yǔ)的意義和發(fā)音。閱讀的學(xué)習(xí)會(huì)改變視覺(jué)系統(tǒng)以及視覺(jué)系統(tǒng)與語(yǔ)言系統(tǒng)的連接。對(duì)比文盲與非文盲被試，我們可以看到，第一，閱讀導(dǎo)致了視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)生了變化，閱讀能力越強(qiáng)，視覺(jué)詞形區(qū)的激活越強(qiáng);第二，閱讀還導(dǎo)致了口語(yǔ)加工網(wǎng)絡(luò)的變化，閱讀能力越強(qiáng)，負(fù)責(zé)口語(yǔ)加工的區(qū)域激活也就越強(qiáng);第三，學(xué)會(huì)閱讀之后，聽(tīng)到一個(gè)詞，并對(duì)它產(chǎn)生注意，就會(huì)激活視覺(jué)系統(tǒng)。第二個(gè)和第三個(gè)改變表明視覺(jué)系統(tǒng)和口語(yǔ)系統(tǒng)之間建立了新的連接，也就是說(shuō)，可以通過(guò)視覺(jué)激活口語(yǔ)區(qū)域，也可以通過(guò)口語(yǔ)激活視覺(jué)區(qū)域。

視覺(jué)詞形區(qū)是在兒童學(xué)會(huì)了閱讀之后才出現(xiàn)的。在6歲的沒(méi)有學(xué)習(xí)識(shí)字的兒童腦中，黃色部分是被房屋所激活的區(qū)域，藍(lán)色部分是被棋盤(pán)格所激活的區(qū)域。這個(gè)時(shí)候你看不到被單詞激活的區(qū)域，但是在已經(jīng)學(xué)會(huì)識(shí)字的6歲兒童的腦中，你就可以看到綠色區(qū)域。這個(gè)區(qū)域被單詞所激活，是在閱讀學(xué)習(xí)的過(guò)程中出現(xiàn)的。在9歲時(shí)，它會(huì)穩(wěn)定在這個(gè)綠色的區(qū)域。

閱讀的熟練程度不同，大腦對(duì)單詞識(shí)別的反應(yīng)也不同。在學(xué)習(xí)閱讀之前，大腦枕顳區(qū)對(duì)單詞并沒(méi)有出現(xiàn)任何激活，但是在兒童第一年學(xué)習(xí)閱讀之后，你就可以看到枕顳區(qū)的激活，以及其他區(qū)域廣泛的激活，這表明兒童學(xué)習(xí)閱讀時(shí)需要付出努力。在學(xué)習(xí)閱讀的第三年之后，你會(huì)看到視覺(jué)系統(tǒng)中的特殊激活，而其他區(qū)域的激活消失了，因?yàn)閷?duì)這時(shí)的兒童來(lái)說(shuō)，閱讀已經(jīng)很容易了。

隨著閱讀習(xí)得以及視覺(jué)詞形系統(tǒng)的發(fā)展，這一區(qū)域的功能會(huì)產(chǎn)生新的變化。它在文字識(shí)別的時(shí)候克服了鏡像恒常性的特征。例如，對(duì)于一對(duì)蒙娜麗莎的鏡像圖，我們很難確定哪個(gè)是真正的蒙娜麗莎。視覺(jué)系統(tǒng)無(wú)法區(qū)分鏡像圖畫(huà)，但是對(duì)于文字系統(tǒng)則不同，因?yàn)閱卧~鏡像翻轉(zhuǎn)以后就成為一個(gè)意義完全不同的單詞了，兒童在學(xué)習(xí)閱讀時(shí)必須克服鏡像恒常性。借助功能性磁共振成像技術(shù)，運(yùn)用人腦的啟動(dòng)效應(yīng)，就可以探測(cè)出人腦中鏡像恒常性的特征。啟動(dòng)效應(yīng)的原理是，當(dāng)你看同一個(gè)物體兩次后，視覺(jué)系統(tǒng)的激活就會(huì)降低。視覺(jué)系統(tǒng)在看到一把椅子后再看見(jiàn)一個(gè)勺子，比看到一把椅子后再看到同一把椅子會(huì)有更高的激活。視覺(jué)詞形區(qū)把這兩只不同朝向的熊看作是同一只熊，就會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)效應(yīng)。但是如果你不用熊而用單詞，就不會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)效應(yīng)，如mido和obim，視覺(jué)詞形區(qū)不會(huì)認(rèn)為這兩個(gè)鏡像字是相同的，事實(shí)上，這兩個(gè)字確實(shí)不同。如果你不是文盲，你會(huì)覺(jué)得判斷這兩張鏡像圖畫(huà)是不是同一物體比較困難，但文盲就會(huì)覺(jué)得比較容易，因?yàn)樗麄儾⒉恍枰朔@種鏡像一致性。

為什么人類(lèi)的視覺(jué)詞形區(qū)非常精準(zhǔn)地位于同一位置呢？有兩種解釋。第一種是來(lái)自知覺(jué)屬性的解釋?zhuān)J(rèn)為這一區(qū)域更偏好視野的中心位置，我們需要中心視野來(lái)辨認(rèn)單詞，因?yàn)榧?xì)節(jié)對(duì)單詞的辨認(rèn)非常重要。第二種理論解釋來(lái)自神經(jīng)系統(tǒng)的位置，認(rèn)為視覺(jué)詞形區(qū)和負(fù)責(zé)語(yǔ)言的腦區(qū)聯(lián)系非常緊密。舉個(gè)例子，視覺(jué)詞形區(qū)的位置偏側(cè)化與語(yǔ)言偏側(cè)化是高度相關(guān)的，在人腦中，如果負(fù)責(zé)語(yǔ)言的腦區(qū)在左側(cè)，那么視覺(jué)詞形區(qū)也在左側(cè);如果負(fù)責(zé)語(yǔ)言的腦區(qū)在右側(cè)，那么視覺(jué)詞形區(qū)也在右側(cè)。因此，視覺(jué)詞形區(qū)位置的特殊性，部分是與語(yǔ)言腦區(qū)的位置相關(guān)的。

追蹤視覺(jué)詞形區(qū)的白質(zhì)纖維通路時(shí)，可以看到它對(duì)語(yǔ)言區(qū)的投射會(huì)比面孔區(qū)對(duì)語(yǔ)言區(qū)的投射更多，這表明，視覺(jué)詞形區(qū)相比鄰近區(qū)域能更好地與語(yǔ)言區(qū)連接。這也就是為什么這一區(qū)域會(huì)被選作閱讀特異性區(qū)域的一個(gè)原因。我們?cè)谘芯恐惺褂昧藬U(kuò)散張量磁共振成像技術(shù)，這是一種追蹤白質(zhì)通路的方法。白質(zhì)是連接大腦不同區(qū)域的纖維通路，擴(kuò)散張量磁共振成像技術(shù)可以確認(rèn)這些腦區(qū)之間的連接通路，但是卻難以確定不同腦區(qū)之間這種更強(qiáng)的連接是基于后天學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果還是先天的結(jié)構(gòu)使然。比較成年文盲和非文盲，我們就會(huì)看到，這些纖維通路在非文盲的腦中會(huì)更好地組織起來(lái)，但這并不表明在閱讀習(xí)得之前這種連接就有了先天的偏好，實(shí)際上，很可能是因?yàn)殚喿x導(dǎo)致了這種偏好連接的增強(qiáng)。也有一些研究數(shù)據(jù)表明，這種偏好連接在閱讀習(xí)得之前就已經(jīng)存在了。所以兩種可能都是有的?？赡苋四X中先天就已經(jīng)存在視覺(jué)詞形區(qū)與語(yǔ)言區(qū)連接的偏好，而習(xí)得閱讀后這種連接又增強(qiáng)了。

同時(shí)，視覺(jué)詞形區(qū)的這種特異性似乎不僅來(lái)源于視覺(jué)輸入。天生的盲人通過(guò)手指觸覺(jué)來(lái)閱讀文字，沒(méi)有視覺(jué)輸入。研究發(fā)現(xiàn)，他們閱讀時(shí)也同樣激活了相同區(qū)域的視覺(jué)詞形區(qū)，這似乎表明在不存在視覺(jué)輸入的情況下，視覺(jué)詞形區(qū)的特異性只受到語(yǔ)言區(qū)的驅(qū)動(dòng)。但是筆者認(rèn)為，對(duì)于盲人與正常人來(lái)說(shuō)，這是不相同的情況。在功能性磁共振研究中，我們發(fā)現(xiàn)，盲人的視覺(jué)詞形區(qū)在聽(tīng)到有意義的詞語(yǔ)和句子時(shí)也會(huì)產(chǎn)生激活，但是正常人則不同。這表明，盲人的視覺(jué)詞形區(qū)比正常人的視覺(jué)詞形區(qū)在語(yǔ)言加工中發(fā)揮了更多的作用。我們的另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，盲人的視覺(jué)詞形區(qū)在語(yǔ)義加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生激活，但這并不代表盲人的視覺(jué)詞形區(qū)儲(chǔ)存著語(yǔ)義信息。這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用了腦磁圖的技術(shù)，目的是驗(yàn)證盲人的視覺(jué)皮層是否儲(chǔ)存著語(yǔ)義信息。我們讓盲人和正常人聽(tīng)一系列詞匯做語(yǔ)義判斷，當(dāng)單詞為動(dòng)物時(shí)按左鍵，單詞為物體時(shí)按右鍵。在正常人的腦中可以看到傳統(tǒng)語(yǔ)言區(qū)的激活，在盲人的腦中也可以看到傳統(tǒng)語(yǔ)言區(qū)的激活，但大腦后部的視覺(jué)皮層也存在激活，而且很強(qiáng)烈。比較這兩組被試的圖像可以看到兩者的差別，盲人在聽(tīng)到有意義詞匯的時(shí)候，相比正常人，激活了視覺(jué)皮層，當(dāng)然這種激活無(wú)法證明盲人的視覺(jué)皮層存在語(yǔ)義信息。我們運(yùn)用解碼技術(shù)來(lái)提取大腦的信號(hào)，分析被試是否在聽(tīng)動(dòng)物詞匯、工具詞匯、植物詞匯。這項(xiàng)研究表明，盲人的視覺(jué)皮層的確儲(chǔ)存了語(yǔ)義信息，而正常人卻沒(méi)有。

綜上所述，我們得出如下結(jié)論：第一，視覺(jué)詞形區(qū)與語(yǔ)言區(qū)之間具有連接的優(yōu)勢(shì)，在閱讀習(xí)得之前就已經(jīng)存在，并在閱讀習(xí)得之后得到加強(qiáng);第二，當(dāng)兒童有了視覺(jué)輸入，并接受了教育，閱讀的專(zhuān)門(mén)化區(qū)域就會(huì)出現(xiàn);第三，盲人視覺(jué)詞形區(qū)具有語(yǔ)義表征的功能，這說(shuō)明視覺(jué)皮層被剝奪視覺(jué)輸入后，視覺(jué)詞形區(qū)仍然通過(guò)語(yǔ)言加工的途徑再利用視覺(jué)皮質(zhì)。