季雨竹 張逸瑋 畢鴻燕

(1 腦科學(xué)與學(xué)習(xí)困難研究中心，中國(guó)科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院心理研究所，北京 100101)(2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)心理系，北京 100049) (3 山東大學(xué)法學(xué)院，青島 266237)

1 引言

在當(dāng)今信息時(shí)代，閱讀已成為人們獲取知識(shí)的重要途徑，也是個(gè)體發(fā)展不可或缺的能力之一。然而有一些個(gè)體的閱讀能力卻低于同年齡應(yīng)有的發(fā)展水平，即表現(xiàn)為發(fā)展性閱讀障礙（developmental dyslexia, DD）。這是一種在獲得閱讀技能方面的特殊困難，這種困難并不能單純地歸因于智力水平、視敏度問題以及教育缺失（World Health Organization, 2011）。研究（Anthony & Lonigan,2004）表明，閱讀障礙可以給個(gè)體帶來廣泛的負(fù)面影響，經(jīng)歷閱讀失敗的兒童常伴隨行為、社會(huì)、學(xué)業(yè)和心理上的問題。因此深入探究閱讀障礙的缺陷本質(zhì)具有十分重要的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)于發(fā)展性閱讀障礙的成因，目前拼音文字的研究較一致地認(rèn)為DD存在語音表征、存儲(chǔ)和提取缺陷，這一缺陷影響了形音轉(zhuǎn)換過程，最終導(dǎo)致其閱讀能力受損（Ramus, 2003; Snowling, 2001）。但有研究指出，語音缺陷只是閱讀障礙的一種表現(xiàn)，其背后有更基礎(chǔ)的一般感知覺缺陷，包括快速聽覺加工缺陷（Goswami, 2011; Tallal, 2004），視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路缺陷（Stein, 2001, 2014; Stein& Walsh, 1997），和小腦缺陷（Nicolson & Fawcett,2007; Nicolson, Fawcett, & Dean, 2001）等等。大量認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究顯示，閱讀障礙個(gè)體表現(xiàn)出的低水平視覺加工問題似乎都源于視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路的異常（e.g. Boets, Vandermosten, Cornelissen,Wouters, & Ghesquière, 2011; Gori, Cecchini, Bigoni,Molteni, & Facoetti, 2014; Stein, 2001）。而對(duì)閱讀障礙者死后的腦解剖也發(fā)現(xiàn)，其外側(cè)膝狀體的大細(xì)胞層排列混亂，且比正常閱讀者小20%多（Galaburda& Livingstone, 1993; Livingstone, Rosen, Drislane, &Galaburda, 1991），直接支持了閱讀障礙的視覺大細(xì)胞通路缺陷理論。

漢語是一種語標(biāo)文字，與拼音文字不同，漢字具有復(fù)雜的字形結(jié)構(gòu)，且缺乏明確的形音對(duì)應(yīng)規(guī)則。因而在漢語閱讀中，對(duì)視覺文字的加工可能比對(duì)聽覺語音信息的加工具有更重要的作用。盡管一些研究似乎發(fā)現(xiàn)漢語DD兒童的缺陷表現(xiàn)與拼音文字的研究結(jié)果有所區(qū)別（e.g. 田夢(mèng)雨, 張熙,張逸瑋, 畢鴻燕, 2016; Shu, McBride-Chang, Wu, &Liu, 2006; Yang, Yang, Chen, Zhang, & Bi, 2016; Yang& Bi, 2011; Yang, Bi, Long, & Tao, 2013），但是漢語閱讀障礙兒童同樣表現(xiàn)出了視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路功能的異常（e.g. 肖茜, 張逸瑋, 趙婧, 畢鴻燕,2014; Meng, Cheng-Lai, Zeng, Stein, & Zhou, 2011;Qian & Bi, 2014; Zhao, Qian, Bi, & Coltheart, 2014），體現(xiàn)了跨語言的一致性。本文將著重梳理近些年漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路功能的相關(guān)研究，分別從視覺傳導(dǎo)通路、視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路與漢語閱讀的關(guān)系、漢語閱讀障礙兒童的視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路缺陷、視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路對(duì)漢語閱讀的作用機(jī)制這幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。

2 視覺傳導(dǎo)通路

大細(xì)胞通路是人類皮下視覺系統(tǒng)并行的兩條通路之一，另一條是小細(xì)胞通路。視覺系統(tǒng)的大、小細(xì)胞通路分別起源于視網(wǎng)膜上的大細(xì)胞和小細(xì)胞，由這兩類細(xì)胞接收的信息分別投射到外側(cè)膝狀體的大細(xì)胞層和小細(xì)胞層，之后分別投射到初級(jí)視皮層（V1區(qū)）的不同層面（Livingstone &Hubel, 1988）。其中視覺大細(xì)胞通路對(duì)高時(shí)間頻率、低空間頻率、低對(duì)比度的信息更為敏感，而小細(xì)胞通路則主要對(duì)低時(shí)間頻率、高空間頻率、高對(duì)比度的視覺信息更為敏感（Kaplan & Shapley,1986; Kaplan, 2003; McLean, Stuart, Coltheart, &Castles, 2011）。相應(yīng)地，在大腦皮層上也存在兩條視覺傳導(dǎo)通路，即背側(cè)通路和腹側(cè)通路。背側(cè)通路將初級(jí)視皮層的信息經(jīng)視覺運(yùn)動(dòng)區(qū)（MT+/V5區(qū)）傳導(dǎo)至大腦后頂葉皮層（posterior parietal cortex, PPC），這條通路主要負(fù)責(zé)視覺運(yùn)動(dòng)信息加工、空間定位以及視覺引導(dǎo)的動(dòng)作如掃視等（Bisley, 2004; Goodale & Milner, 1992）。而腹側(cè)通路則將信息傳導(dǎo)至梭狀回，外側(cè)枕葉，顳下皮層等區(qū)域，這條通路主要負(fù)責(zé)物體識(shí)別和顏色加工等（Bar et al., 2006; Kaplan, 2008）。有研究者認(rèn)為背側(cè)通路和腹側(cè)通路是大細(xì)胞通路和小細(xì)胞通路的延伸（Livingstone & Hubel, 1988）。背側(cè)通路主要接收來自來自大細(xì)胞通路的信息，因而研究者們通常傾向于把大細(xì)胞-背側(cè)（magnocellular–dorsal,MD）通路作為一個(gè)整體來考慮（Boden & Giaschi,2007）。越來越多的研究表明，MD通路在閱讀過程中起著非常重要的作用（Gori, Seitz, Ronconi,Franceschini, & Facoetti, 2016; Hood & Conlon,2004），其功能與語音意識(shí)、正字法意識(shí)、快速命名等閱讀技能存在相關(guān)（Hulslander et al., 2004;Levy, Walsh, & Lavidor, 2010; Talcott et al., 2002）。

3 視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路與漢語閱讀的關(guān)系

與拼音文字的研究結(jié)果類似，視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路功能與漢語閱讀存在緊密關(guān)系。在行為層面，Chung等（2008）發(fā)現(xiàn)被試在快速視覺序列判斷任務(wù)中的成績(jī)與漢字閱讀、語音意識(shí)、快速命名能力相關(guān)，說明視覺大細(xì)胞通路的高時(shí)間分辨特性與漢字語音加工、閱讀速度有關(guān)。Liu, Chen和Chung（2015）則采用視覺搜索任務(wù)考察與PPC有關(guān)的空間注意功能和閱讀的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)香港小學(xué)生在該任務(wù)上的成績(jī)能夠預(yù)測(cè)其單字閱讀水平和閱讀理解能力。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)在漢語熟練閱讀者中，視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路功能與正字法加工能力有關(guān)，而在漢語兒童中，該通路的功能則與語音加工能力有關(guān)（Zhao, Bi, & Coltheart,2017）。在神經(jīng)層面，一項(xiàng)基于漢語成熟閱讀者的fMRI研究發(fā)現(xiàn)，在完成一致性運(yùn)動(dòng)任務(wù)（探查大細(xì)胞-背側(cè)通路功能的常用范式之一）時(shí)被試的雙側(cè)MT+區(qū)與右側(cè)PPC被激活，并且這兩個(gè)區(qū)域的激活強(qiáng)度均與快速命名速度存在正相關(guān)。左側(cè)MT+區(qū)的激活強(qiáng)度還與閱讀流暢性、閱讀準(zhǔn)確性有關(guān)，而右側(cè)PPC的激活強(qiáng)度則與正字法意識(shí)有關(guān)，表明MD通路能夠調(diào)節(jié)閱讀時(shí)的視覺加工速度，且與正字法意識(shí)高度相關(guān)（Qian, Deng, Zhao,& Bi, 2015）。另一項(xiàng)研究采用靜息態(tài)fMRI技術(shù)，發(fā)現(xiàn)右側(cè)PPC和左側(cè)MT+區(qū)的低頻振幅（ALFF）值與快速命名成績(jī)顯著相關(guān)，右側(cè)PPC的ALFF值還與正字法意識(shí)相關(guān)。靜息態(tài)功能連接分析的結(jié)果顯示，左側(cè)MT+區(qū)與閱讀相關(guān)腦區(qū)（如左側(cè)梭狀回、雙側(cè)枕中回）的靜息態(tài)功能連接強(qiáng)度和快速命名速度相關(guān)，右側(cè)PPC與左側(cè)枕中回的靜息態(tài)功能連接強(qiáng)度和正字法意識(shí)相關(guān)。結(jié)果表明，視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路的自發(fā)活動(dòng)及其與閱讀有關(guān)腦區(qū)的功能連接和漢語閱讀技能高度相關(guān)（Qian,Bi, Wang, Zhang, & Bi, 2016），進(jìn)一步證實(shí)了MD通路功能與閱讀之間的關(guān)系。

4 漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童的視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路缺陷

研究者從行為和神經(jīng)層面均發(fā)現(xiàn)了漢語閱讀障礙兒童存在視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路缺陷。在行為層面，Meng等（2011）發(fā)現(xiàn)在一致性運(yùn)動(dòng)任務(wù)中漢語DD兒童的表現(xiàn)差于同年齡正常兒童，并且一致性運(yùn)動(dòng)敏感性與漢字正字法相似性的判斷速度、圖片命名準(zhǔn)確性、語音意識(shí)等閱讀技能相關(guān)。同樣采用一致性運(yùn)動(dòng)范式，Qian和Bi（2014）也發(fā)現(xiàn)漢語DD的一致性運(yùn)動(dòng)敏感性差于同年齡對(duì)照組，且與正字法意識(shí)顯著相關(guān)。這兩項(xiàng)研究均表明漢語DD兒童存在MD通路缺陷，并且這種缺陷會(huì)影響其正字法意識(shí)等閱讀相關(guān)技能。肖茜等人（2014）采用輪廓幻影范式，發(fā)現(xiàn)在大細(xì)胞通路敏感的黑白點(diǎn)陣條件下漢語DD的視覺快速加工能力差于同年齡對(duì)照組以及同閱讀水平對(duì)照組，且與閱讀流暢性和語音意識(shí)均相關(guān)，而在小細(xì)胞通路敏感的彩色點(diǎn)陣條件下兩組無顯著性差異。這一結(jié)果不僅反映了漢語DD兒童存在視覺MD通路缺陷，而且還說明了這種缺陷并非是由閱讀能力低下導(dǎo)致的。Wang等（2014）采用紋理辨別范式也發(fā)現(xiàn)，漢語DD兒童的時(shí)間辨別閾限顯著高于同年齡對(duì)照組。還有研究采用視覺搜索任務(wù)，發(fā)現(xiàn)在反映空間注意的聯(lián)合搜索任務(wù)中，漢語DD兒童的搜索效率顯著低于同年齡對(duì)照組兒童（Tian & Bi,in preparation）。一項(xiàng)干預(yù)研究發(fā)現(xiàn)，漢語閱讀障礙兒童在接受了一連5周、每周2次的基于大細(xì)胞通路功能的視覺運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，其視覺大細(xì)胞通路功能和語音意識(shí)均提升至同年齡正常水平，而未接受訓(xùn)練的閱讀障礙兒童則無顯著變化（Qian &Bi, 2015）。該研究初步揭示了視覺大細(xì)胞通路缺陷與閱讀障礙間的因果關(guān)系。

在神經(jīng)層面，Wang, Bi, Gao和Wydell（2010）采用ERP技術(shù)，要求被試判斷光柵的運(yùn)動(dòng)方向，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大細(xì)胞通路敏感的低空間頻率條件下，漢語閱讀障礙兒童的視覺失匹配負(fù)波的波幅顯著小于同年齡對(duì)照組和同閱讀水平對(duì)照組兒童，同樣支持了漢語DD兒童存在MD通路缺陷。但是這一研究?jī)H操控了光柵的空間頻率，沒有區(qū)分時(shí)間頻率。近期一項(xiàng)區(qū)分了光柵空間頻率與時(shí)間頻率的研究發(fā)現(xiàn)，漢語DD兒童在MD通路敏感的高時(shí)間頻率和低空間頻率條件下的P1波幅均顯著低于同年齡對(duì)照組兒童，且在高時(shí)間頻率條件下P1波幅與語音意識(shí)、閱讀流暢性相關(guān)，而在低空間頻率條件下P1波幅則與閱讀準(zhǔn)確性相關(guān)（Meng,Zhao, & Bi, in preparation）。此外，還有研究探查了漢語閱讀障礙兒童背側(cè)通路上后頂葉皮層的功能和結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，在比較漢字大小的知覺任務(wù)中，漢語DD兒童的左側(cè)頂內(nèi)溝激活下降（Siok,Spinks, Jin, & Tan, 2009）。在靜息狀態(tài)下，漢語DD兒童的左側(cè)頂內(nèi)溝與左側(cè)梭狀回中部、左側(cè)額中回的連接減弱，并且左側(cè)頂內(nèi)溝和左側(cè)梭狀回的連接強(qiáng)度與兒童的閱讀流暢性顯著相關(guān)（Zhou,Xia, Bi, & Shu, 2015）。腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的研究也發(fā)現(xiàn)，漢語DD兒童頂葉的網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點(diǎn)減少（Qi et al., 2016）。這些研究都表明漢語DD兒童的頂葉存在功能和結(jié)構(gòu)上的損傷。

5 視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路對(duì)漢語閱讀的作用機(jī)制

拼音文字的研究認(rèn)為，視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路可能是通過視覺空間注意來影響語音加工，進(jìn)而影響閱讀的（Facoetti, Corradi, Ruffino, Gori, & Zorzi, 2010;Stein & Walsh, 1997; Valdois, Bosse, & Tainturier,2004; Vidyasagar & Pammer, 2010）。在閱讀習(xí)得的過程中，個(gè)體需要逐個(gè)字母進(jìn)行語音解碼，這就需要視覺空間注意在文字間進(jìn)行快速流暢的掃描，以決定當(dāng)前要加工的文字內(nèi)容。而由于視覺大細(xì)胞具有感受野大且傳導(dǎo)速度快的特點(diǎn)，該系統(tǒng)提供了最初的低空間頻率信號(hào)，并通過背側(cè)通路快速地傳達(dá)到頂葉，繼而通過空間注意對(duì)腹側(cè)通路自上而下的調(diào)控，作用于當(dāng)前要加工的信息（Stein & Walsh, 1997; Vidyasagar, 2005）。如果視覺大細(xì)胞信息輸入不足，就會(huì)引起頂葉功能受損，進(jìn)而影響個(gè)體的視覺空間注意功能，導(dǎo)致逐字母的語音解碼過程受損，最終影響閱讀的習(xí)得。已有拼音文字的研究的確發(fā)現(xiàn)了閱讀障礙存在視覺空間注意缺陷，并且這種缺陷與其語音加工異常聯(lián)系緊密（Facoetti et al., 2006; Ruffino, Gori,Boccardi, Molteni, & Facoetti, 2014）。然而，漢語不同于拼音文字，沒有明確的形音對(duì)應(yīng)規(guī)則，在加工字詞時(shí)并不需要逐個(gè)字母地進(jìn)行語音解碼。并且以往研究也發(fā)現(xiàn)MD通路功能似乎與漢字正字法意識(shí)的關(guān)系更為密切，而非語音意識(shí)（Qian &Bi, 2014; Qian et al., 2015, 2016），因此大細(xì)胞通路對(duì)漢語閱讀的作用機(jī)制可能與拼音文字不同。有研究發(fā)現(xiàn)低空間頻率信號(hào)或高時(shí)間頻率信號(hào)能夠促進(jìn)視覺刺激的整體加工（Bar et al., 2006; Bar,2004），于是有研究者認(rèn)為大細(xì)胞通路可以促進(jìn)單詞字形的整體加工（Allen, Smith, Lien, Kaut, &Canfield, 2009）。趙婧、畢鴻燕和錢怡（2013）首先在漢語成熟閱讀者身上考察了這一機(jī)制，研究通過調(diào)控漢字材料的空間頻率和時(shí)間頻率區(qū)分出大細(xì)胞通路敏感刺激和正常視覺刺激兩種條件，并采用整體/部件字形判斷任務(wù)來比較在不同視覺條件下，被試加工漢字整體和部件信息的特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在大細(xì)胞條件下，被試對(duì)整字的判斷要顯著快于對(duì)部件的判斷，即表現(xiàn)出整體優(yōu)先效應(yīng)，而在正常視覺條件下，整體和部件判斷的反應(yīng)時(shí)無顯著差異；同時(shí)，在大細(xì)胞條件下，被試進(jìn)行部件判斷的錯(cuò)誤率顯著高于整體判斷，在正常視覺條件下兩者差異不顯著。結(jié)果表明視覺大細(xì)胞通路促進(jìn)了漢字整體信息的加工。隨后，研究者又采用相似的研究方法對(duì)閱讀障礙兒童進(jìn)行了考察。研究（Zhao et al., 2014）嚴(yán)格區(qū)分了有無大細(xì)胞通路缺陷的漢語閱讀障礙兒童，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無大細(xì)胞通路缺陷的閱讀障礙兒童和正常兒童一樣，在大細(xì)胞條件下均表現(xiàn)出了漢字識(shí)別的整體優(yōu)先效應(yīng)，而存在視覺大細(xì)胞通路缺陷的漢語DD兒童卻沒有表現(xiàn)出這種促進(jìn)作用，表明視覺大細(xì)胞通路缺陷可能通過影響漢語DD兒童的漢字整體識(shí)別來作用其閱讀的。

6 展望

綜上可以看出，視覺大細(xì)胞-背側(cè)通路和閱讀有關(guān)，而且，閱讀障礙兒童存在大細(xì)胞-背側(cè)通路功能缺陷。那么，在未來的研究中，應(yīng)該重視下面幾個(gè)研究方向：（1）視覺大細(xì)胞通路功能到底怎樣影響閱讀。雖然我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)漢語閱讀障礙兒童的MD通路功能存在缺陷，但是，這種缺陷在兒童正常的閱讀中是如何發(fā)揮作用并影響其閱讀的呢？（2）從訓(xùn)練角度探討視覺大細(xì)胞通路功能與閱讀障礙的因果關(guān)系；（3）探查視覺大細(xì)胞通路功能在閱讀障礙早期診斷中的作用，提高對(duì)發(fā)展性閱讀障礙兒童的早期識(shí)別能力。