李 杰 楊 悅 趙 婧

漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童視覺同時性加工技能子成分的發(fā)展及其與閱讀的關系

李 杰 楊 悅 趙 婧

(首都師范大學心理學院, 北京 100048)

通過分別以高頻漢字(實驗1)和圖形非言語材料(實驗2)為刺激的兩個聯合視覺注意任務, 并采用基于Budensen視覺注意理論的參數估計方法, 系統地探查小學三～六年級漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童的視覺同時性加工技能缺陷的內在機制。以43名漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童和46名生理年齡匹配典型發(fā)展兒童為被試, 每類被試均被分為小學中年級組(三、四年級)和高年級組(五、六年級)。兩個實驗均發(fā)現不同年級組的閱讀障礙兒童在知覺加工速度參數上顯著小于控制組兒童。在空間注意分布權重參數上, 實驗1的結果顯示, 不同于控制組兒童向左側化發(fā)展的注意分布模式, 兩個年級組的閱讀障礙兒童均表現為無偏的注意分布; 而實驗2未發(fā)現顯著組別差異。且這兩種同時性加工子技能分別與不同水平的漢語閱讀技能密切相關。結果表明, 漢語閱讀障礙兒童在同時加工多個視覺刺激時存在持續(xù)的知覺加工速度緩慢的問題, 在同時加工言語類刺激時還表現出異常的空間注意分布模式。本研究有助于從基礎認知層面揭示漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童的缺陷機理, 為進一步設計相關的提高閱讀效率的干預方案提供理論依據。

漢語發(fā)展性閱讀障礙, 視覺同時性加工技能, 視覺注意理論, 知覺加工速度, 選擇性空間注意分布

1 前言

發(fā)展性閱讀障礙(Developmental dyslexia, DD)是常見的一種根源于神經生物學、嚴重且持續(xù)存在的學習障礙。世界衛(wèi)生組織ICD-10將其定義為個體在一般智力、動機、生活環(huán)境和教育條件等方面與其它個體沒有明顯差異, 也沒有明顯的視力、聽力、神經系統的損傷, 但其閱讀成績明顯低于同齡人平均水平(World Health Organization, 1993), 表現為單詞識別、拼寫、編碼的困難。以往心理學研究中, 主要通過智力測驗結合標準化的閱讀測驗對發(fā)展性閱讀障礙進行篩選, 拼音文字中常用伍德科克閱讀能力測試(Woodcock Reading Mastey Tests)進行閱讀水平的評估, 而漢語文字背景下則常采用標準化漢字識字量測驗來評估閱讀水平。本研究參考以往文獻(Zhao et al., 2018b; 田夢雨等, 2016), 采用智力測試及漢字識字量測試篩查漢語發(fā)展性閱讀障礙。由于DD患者無法獲得高效、流暢的閱讀技能, 這會導致其較低的學業(yè)成就, 并進一步影響其社會適應性的發(fā)展(劉涵隆, 趙婧, 2018; Zhao et al., 2018a)。因此很有必要探究DD的致病機制以為相應的閱讀干預訓練方案提供直接的理論依據?？紤]到閱讀起始于基礎的視覺解碼, 在閱讀過程中需要同時加工多個文字或字母材料(Bosse et al., 2007; Facoetti et al., 2000), 因此大量研究逐漸從基礎視覺加工層面尤其是視覺同時性加工技能方面探究DD的致病機理(黃晨, 趙婧, 2018)。

1.1 發(fā)展性閱讀障礙兒童的視覺同時性加工技能缺陷

視覺同時性加工技能, 主要是指個體在不移動眼球的較短時間內(一般為200 ms及以下), 能夠平行加工的視覺刺激數量(Bosse et al., 2007)。以往研究發(fā)現, 視覺同時性加工技能缺陷與低閱讀能力之間存在密切關系。有研究者采用以字母為刺激的全部和部分報告法發(fā)現, 在排除單字母識別能力的可能影響之后, DD兒童在同時加工字母串上的成績仍顯著低于同年齡對照組兒童, 表現出短時間內同時加工多個視覺刺激的困難, 且此視覺同時性加工技能與單詞閱讀測試成績顯著相關(Bosse et al., 2007; Valdois et al., 2003)。隨后, 有研究者為了排除字母刺激材料可能帶來的形音匹配等語言加工因素的影響, 采用以非言語材料為刺激以按鍵為非言語反應的視覺任務來測查視覺同時性加工技能, 相關結果表明在法語、漢語等不同的語言系統下, DD兒童均表現出顯著的視覺同時性加工技能缺陷(曹寒冰, 2019; 趙婧, 2019; Lobier et al., 2012, 2014; Zhao et al., 2018a, 2018b)。此外, 針對DD兒童的干預研究發(fā)現, 基于視覺同時性加工技能設計的訓練方案可以顯著提高其單字和句子閱讀測試的成績(Valdois et al., 2014; Zoubrinetzky et al., 2019), 這進一步說明視覺同時性加工技能缺陷與閱讀障礙之間的可能因果關系。Bosse等人(2007)為視覺同時性加工技能對閱讀的影響機制提供了一種可能的解釋, 他們認為DD兒童存在同時加工多個視覺元素的缺陷, 從而限制了其可以并行加工的元素數量和加工效率, 使其不能有效加工較大的視覺單元, 進而阻礙快速并行的字詞識別過程, 并最終導致閱讀困難。

然而, 有一些研究卻發(fā)現DD者與正常閱讀者在同時加工多個視覺刺激的任務上的表現無顯著差異(Banfi et al., 2018; Hawelka & Wimmer, 2008; Yeari et al., 2016)。因此, 視覺同時性加工能力與DD之間的關系仍存在爭議, 其缺陷的內在本質仍有待于進一步研究加以明確。有研究者提出視覺同時性加工的缺陷可能是由潛在的不同類型的認知子成分的損傷引起的, 如知覺加工速度的降低和較小的視覺短時記憶容量, 還可能與注意權重的空間分配和自上而下的控制效率有關(Bogon et al., 2014a; Stefanac et al., 2019; Wiegand et al., 2018)。據此, 研究者嘗試基于Bundesen及其同事(1990, 2005)提出的視覺注意理論(theory of visual attention, TVA), 采用參數估計的方法, 分別從不同認知子成分的角度來深入細致地探究視覺同時性加工技能缺陷的內在機制, 以明確此視覺加工技能與閱讀困難之間的關系。

1.2 基于視覺注意理論探查發(fā)展性閱讀障礙兒童視覺同時性加工技能的內在機制

1.2.1 視覺注意理論及相應范式的介紹

TVA是一種關于視覺注意的數學模型, 它描述了選擇視覺刺激并將其編碼到短時記憶中的過程(Bundesen, 1990; Habekost, 2015)。TVA模型假設視覺系統獨立、并行地加工視野中的所有刺激, 所有刺激的加工速度之和是視覺系統的總加工速度(參數C)。但是不同刺激的加工速度不同, 被加工速度快的刺激的一個或多個屬性會先被編碼到視覺短時記憶中, 視覺短時記憶的容量(參數K)有限, 一般為3～4個, 因此不同視覺刺激間的加工編碼是存在競爭的。且這種競爭性的選擇加工是有偏向的, 單個刺激的注意權重反映了刺激被選擇進行加工編碼的速度, 不同刺激的加工速度在總加工速度中占有的比例不同。干擾刺激與目標刺激的注意權重的比值反映了個體在加工過程中的抗干擾能力(參數α), 是自上而下注意控制效率的衡量指標。視野中不同區(qū)域(如, 左與右)刺激的注意權重的比較反映了個體在加工刺激中的空間注意偏向, 即選擇性注意的空間分布模式(參數ω)。

以往研究常將全部/部分報告法等注意任務與TVA模型結合使用, 并基于被試在任務中的反應準確性直接估計個體的各項注意參數(Bundesen, 1990; Habekost, 2015)。其中, 知覺加工速度和視覺短時記憶容量反映了自下而上受刺激屬性驅動的視覺注意, 主要通過全部報告法任務進行評測。在全部報告任務中, 通常在計算機屏幕中央呈現一個注視點; 然后2～12個數量不等的刺激(通常是字母)以中心注視點為圓心呈圓形排列在屏幕上(保證各個刺激距注視點等距), 刺激呈現時長是從臨界閾值水平到接近天花板水平之間隨機且等距選取的一系列的數值(一般短于200 ms, 以減少眼動); 隨后緊跟一個由隨機圖形組成的掩蔽刺激, 以消除被試的視覺殘影并精確控制刺激加工的時長; 最后要求被試在無猜測的前提下盡可能多的報告之前在屏幕上呈現的刺激。選擇性注意的空間分布模式和抗干擾能力反映了自上而下的視覺注意調控, 主要通過操縱部分報告法任務中刺激呈現的左右視野位置以及目標刺激周圍是否存在干擾項來進行參數估計。在部分報告法任務中, 屏幕左側或右側將呈現兩種不同顏色的刺激, 被試只需要報告其中一種目標顏色的刺激(例如, 紅色字母), 而忽略另一種干擾顏色的刺激(例如藍色字母), 刺激呈現時長為一個固定數值, 其他程序設置和全部報告法一致。為提高參數估計的效率, 有研究者在傳統的TVA任務基礎之上設計了聯合視覺注意(CombiTVA)范式, 將全部和部分報告法融合在同一個任務之下, 這樣就可以通過一個任務同時考察自上而下和自下而上兩類視覺注意子成分(Vangkilde et al., 2011)。這也是本研究采用的TVA任務, 該任務的詳細介紹請看本文方法部分。

1.2.2 基于視覺注意理論的發(fā)展性閱讀障礙研究

目前, 基于TVA模型的參數估計方法已被廣泛運用到探查多動癥、輕度認知損傷等臨床領域中(Habekost, 2015), 但針對DD群體的研究仍處在探索階段(Bogon et al., 2014a; Dubois et al., 2010)。Dubois等人(2010)第一次嘗試采用基于TVA理論的參數估計方法來探究兩名9歲法語DD兒童的視覺同時性加工技能。研究首先發(fā)現兩名DD兒童在整體上均表現出嚴重的多字符加工缺陷, 之后采用以字母為刺激的CombiTVA任務估計出與視覺同時性加工有關的子成分參數C、K、ω, 發(fā)現兩名DD兒童的C均顯著低于9名同年齡控制組兒童, 其中一名DD兒童的K小于同年齡正常閱讀者, 但兩名DD兒童的ω與控制組沒有顯著差異。之后, 有研究者擴大被試量, 以德語DD兒童為被試, 分別采用以字母為刺激的全部和部分報告法, 并結合TVA模型估計出視覺同時性加工技能的子成分K、C、ω、α四個參數。該研究結果顯示, DD兒童在參數K和C上表現出顯著的缺陷, 但在ω和α上并未表現出與控制組的顯著組別差異(Bogon et al., 2014a)。以上基于TVA模型的拼音文字的研究結果表明, DD兒童在視覺同時性加工技能方面的缺陷可能主要反映了其在視覺短時記憶容量和加工速度等自下而上視覺注意相關子成分上的問題。此外, 為了進一步探究這些視覺同時性加工子成分與閱讀的關系, 有研究采用相關分析發(fā)現這些自下而上視覺注意子成分與閱讀能力的關聯密切, 知覺加工速度可以預測典型發(fā)展兒童的文本閱讀速度, 加工速度快的兒童比速度慢的兒童的閱讀速度快(Lobier et al., 2013); 視覺短時記憶容量與高頻單詞閱讀準確性顯著相關(Bogon et al., 2014a)。同時, 有研究進一步發(fā)現DD者在參數C和K等自下而上注意子成分的表現會受到年齡發(fā)展變化的影響, 其中, 知覺加工速度缺陷在不同年齡段DD者中穩(wěn)定存在, 但視覺短時記憶容量缺陷只在處于發(fā)展早期的閱讀障礙兒童中顯著(Bogon et al., 2014b)。因此, 在今后的相關研究中, 需要考慮被試年齡因素的影響。

考慮到漢語區(qū)別于線性拼音文字, 其視覺字形結構復雜, 屬于無切分文本。相對于拼音文字, 在漢字識別過程中, 需要先對包含不同偏旁部首的復雜漢字字形進行視覺編碼, 這一加工過程依賴于視覺注意在空間維度的分布權重(Liu et al., 2015)。同時為了保證漢語閱讀流暢性, 個體需要準確且有效地從句子中辨別詞邊界, 這與抑制周圍漢字詞組的干擾以將注意聚焦于當前關注的目標詞/字上的抗干擾能力密切相關。鑒于此, 不同視覺同時性加工子成分在漢語閱讀中的作用或許與拼音文字有所不同, 漢語閱讀可能更需要與自上而下注意有關的子成分。目前, 還未見相關研究基于TVA探查漢語DD者的視覺同時性加工技能。漢語DD者是表現出與拼音文字研究結果類似的自下而上注意子成分的缺陷呢？還是反映出漢語語言特異性, 表現出自上而下注意子成分的缺陷？這些問題有待于進一步研究加以明確。以往有文獻采用特定范式分別探查漢語DD者在視覺加工速度、視覺短時記憶容量、空間注意分布模式和干擾抑制方面的表現。如, 已有研究采用輪廓幻應范式、針對不同復雜度刺激的探測任務、快速視覺序列呈現任務等發(fā)現, 漢語DD兒童存在基礎的視覺加工速度缺陷(顧晨璐, 周加仙, 2019; 田夢雨等, 2016; 肖茜等, 2014); 通過數字廣度、詞匯廣度和符號廣度等短時記憶任務發(fā)現, 漢語DD兒童表現出顯著的視覺短時記憶容量問題(程灶火, 龔耀先, 1998; 劉翔平等, 2005; 王恩國等, 2008); 同時有研究采用語音干擾抑制加工、語音編碼等任務發(fā)現, 漢語DD兒童表現出干擾抑制能力方面的落后(劉翔平等, 2004; 楊煬, 2011); 通過視覺識別任務等發(fā)現, 漢語DD兒童存在可能的“左視野忽視”現象(方嫻, 2019; Zhao et al., 2018a)。這些結果為之后基于TVA模型探查漢語DD者視覺同時性加工技能的內在機制提供了一定的實證依據。根據這些研究發(fā)現可推測, 漢語DD兒童可能在與視覺同時性加工有關的自上而下和自下而上子成分上都存在缺陷。

此外, 以往拼音文字研究結果顯示, DD者在視覺同時性加工子成分上的表現呈現年齡發(fā)展的差異(Bogon et al., 2014b)。在漢語閱讀習得過程中, 隨著年齡的增長, 語音的作用逐漸減弱, 形義匹配關系逐漸建立并穩(wěn)定(劉涵隆, 趙婧, 2018)。讀者閱讀的材料也逐漸由單字水平擴展到句子、篇章水平。其中, 發(fā)展到高年級時形成的穩(wěn)定的形義匹配能力和熟練的句子、篇章閱讀能力都與視覺同時性加工技能密不可分。由此可推測, 視覺同時性加工技能與漢語閱讀的關系可能存在發(fā)展差異。以往研究也表明漢語DD兒童在整體上的視覺同時性加工技能上表現出缺陷, 進一步的分析發(fā)現此缺陷僅在小學高年級的DD兒童中顯著, 在小學低、中年級DD兒童中不顯著(Zhao et al., 2018a, 2018b)。那么小學低、中年級DD兒童雖在整體上未表現出視覺同時性加工困難, 但其在各相關視覺加工子成分上的表現又如何呢？高年級DD兒童的視覺同時性加工技能的缺陷又會顯著表現在哪個(些)子成分上呢？這些視覺同時性加工子成分與漢語閱讀發(fā)展的關系又怎樣？這些問題都有待于進一步研究加以明確, 后續(xù)研究需將被試年齡作為一個重要的考慮因素, 從發(fā)展的角度探究漢語DD兒童在各視覺同時性加工子成分上的表現及其與閱讀的關系。

為了回答以上問題, 本研究將在漢語語言背景下, 基于TVA模型參數估計的方法, 采用橫斷發(fā)展研究設計系統地探究小學不同年級漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童的視覺同時性加工技能的內在機制, 并考察不同視覺同時性加工子成分的發(fā)展變化模式及其與漢語閱讀的關系。根據漢語特性及以往相關的研究(劉翔平等, 2004, 2005; 肖茜等, 2014; Bogon et al., 2014b; Zhao et al., 2018a, 2018b), 我們預期漢語DD兒童在進行視覺同時性加工時, 除了可能會表現出與拼音文字研究結果相似的知覺加工速度和視覺短時記憶容量等自下而上子成分上的缺陷, 還會在注意空間分布模式和抗干擾能力等自上而下子成分上出現問題, 體現出DD者認知缺陷的語言特異性, 并且其視覺同時性加工子成分的缺陷會表現出發(fā)展差異。此外, 參考以往文獻(Lobier et al., 2013; Stefanac et al., 2019), 我們預期視覺同時性加工技能不同子成分可能與不同水平的漢語閱讀技能相關。

2 實驗1：以漢字作為刺激探究漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童視覺同時性加工技能子成分的表現及其與閱讀的關系

由于以往基于TVA模型探查DD兒童視覺同時性加工技能內在機制的研究均是以字母作為言語刺激材料, 因此在實驗1中, 我們類比地使用高頻獨體漢字作為言語刺激并結合CombiTVA范式, 探究不同發(fā)展階段的漢語DD兒童的視覺同時性加工能力子成分的表現, 并考察可能的子成分缺陷與漢語閱讀能力之間的關系。

2.1 研究方法

2.1.1 被試

實驗被試包括43名DD兒童和46名同年齡匹配的典型發(fā)展兒童(typically developing children, 以下簡稱TD)。為探討發(fā)展差異的可能影響, 兩組被試均被劃分為高年級組(小學五～六年級)和中年級組(小學三～四年級)。其中, DD組包括21名中年級組兒童(男生15人)和22名高年級組兒童(男生19人); TD組包括23名中年級組兒童(男生12人)和23名高年級組兒童(男生18人)。各組被試的相關信息如表1所示。所有被試均選自北京市一所普通小學1104名三至六年級的學生。參考以往研究(Zhao et al., 2018b; 田夢雨等, 2016), 本研究采用瑞文標準推理測試(張厚粲, 王曉平, 1985)考察學生的非言語智力水平, 采用小學生漢語識字測試(王孝玲, 陶保平, 1993)對學生進行整體閱讀發(fā)展水平的評估, 并結合任課語文教師對兒童的日常語文學習能力的主觀評定。DD兒童的篩選標準如下：漢語識字測試成績低于同年級平均值?1.5個標準差, 瑞文推理測驗的標準分高于同年齡常模群體得分的5%, 并且教師評定其在語文成績上落后同年級兒童平均水平。TD兒童的篩選標準為：年齡、非言語智力水平與DD組相匹配, 漢語識字測試成績處于同年級平均水平。所有被試均為右利手, 視力或矯正視力正常, 無器質性損傷。同時采用《中國精神障礙分類與診斷標準第3版》, 以教師評價結合學生自評的方式, 排除疑似存在注意力缺陷多動障礙的兒童。在正式實驗前, 已取得學校老師和家長的知情同意。整個研究項目已通過首都師范大學心理學院倫理審查委員會的審批, 相關研究程序和內容符合倫理規(guī)范。

此外, 研究還通過數字快速命名測試(趙婧等, 2012)、字表朗讀測試(Zhao et al., 2017)、和句子朗讀測試(Zhao et al., 2017)對被試進行了閱讀相關技能測試。數字快速命名考察個體的序列自動化加工能力, 重測信度為0.85。測試材料為2、4、6、7、9組成的6行5列的數字矩陣, 取兩次測驗的平均時間(單位為秒)為最終成績。字表朗讀測試測查單字閱讀能力, 分半信度為0.93。字表由400個真字、13個非字組成, 被試需要在1分鐘內又快又準地朗讀漢字, 遇到非字需要快速用筆劃掉。以被試1分鐘內正確朗讀出的漢字個數作為該測試的成績(單位為字/分鐘)。采用句子判斷任務測查句子流暢閱讀水平, 分半信度為0.85。該測試要求被試朗讀電腦屏幕上出現的句子, 讀完后立刻按空格鍵, 之后按鍵判斷其是否符合常理(例如“一年有十二個月”),記錄被試判斷正確句子的閱讀速度(構成某一句子的漢字數與讀完該句所用時間的比值)平均值(單位為字/分鐘)。如表1所示, 整體以及不同年級組的組別比較都顯示, DD組的閱讀相關技能成績均顯著低于TD組, 進一步確保了DD被試篩選的有效性。

表1 不同年級組DD和TD兒童各項數據的比較[M (SD)]

注：*< 0.05, **< 0.01, ***< 0.001。

2.1.2 視覺同時性加工技能子成分測試

. 本測試中的視覺刺激材料為20個小學生常見漢字, 詳見附錄。刺激材料的選定過程如下：首先從小學生一、二年級語文課本中選取40個高頻獨體漢字; 然后由16名不參與正式實驗的成人(男生8人)對這些漢字的視覺復雜度進行5點評分(1分表示非常簡單, 5分表示非常復雜); 基于主觀評分結果, 從40個漢字中選取復雜度處于中等水平的20個漢字作為最終的目標刺激, 其平均復雜度為2.47 ± 0.88。

本研究在Vangkilde等人(2011)設計的CombiTVA范式基礎上進行了反應形式的修改, 以提高被試的反應效率。在以往CombiTVA范式中, 被試需要口頭報告出每個試次中所有的目標刺激, 而刺激數量最多有6個, 這樣就可能出現被試一邊報告一邊遺忘的情況, 且口頭報告的形式涉及形音匹配、語音提取等加工過程。所以, 本研究將被試的反應由口頭報告改為按鍵判斷, 被試需要按鍵判斷最后出現在屏幕中的刺激是否包含在目標刺激中。實驗程序使用E-prime軟件編制, 在Windows操作系統的計算機上呈現, 計算機的尺寸是14英寸, 分辨率是1024 × 768像素, 刷新頻率是60 Hz。被試距離屏幕50 cm。

本測試中, 每個試次的流程如圖1所示：首先在黑色屏幕中央呈現1000 ms的紅色十字注視點; 隨后, 目標刺激出現在以此十字注視點為中心的正六邊形的6個端點所在位置處, 這6個端點的離心率均為2.02°; 目標刺激呈現之后緊跟著呈現500 ms的黑屏掩蔽; 最后在屏幕中央出現一個紅色漢字, 被試需要判斷最后出現的這個漢字是否在之前的目標刺激中呈現過, “是”按“Z”鍵, “否”按“B”鍵。不限制被試的按鍵反應時間, 要求其盡量準確地進行判斷。實驗中的目標刺激有3種類型(圖1)：第一種為6個位置全部顯示紅色目標漢字, 刺激呈現時長是在40 ms、79 ms、158 ms和200 ms幾種條件下等概率隨機選取的一個數值, 包含這種刺激類型的共有216個試次; 第二種是在6個位置上只顯示2個紅色目標漢字, 刺激呈現時長為79 ms, 包含此類刺激的共108個試次; 第三種是在6個位置上呈現2個紅色目標漢字及4個藍色干擾漢字, 刺激呈現時長為79 ms, 包含此類刺激的共108個試次。實驗過程中, 所有目標刺激類型是混合隨機呈現的。實驗中的目標刺激均是由從前面提到的20個高頻漢字中隨機選取的不重復的相應數量的漢字組成的, 每個漢字的視角為0.69° × 0.69°, 相鄰兩漢字間距為2.84°視角。本測試包括一組練習(36個試次)和12組正式實驗(每組36個試次), 12組正式實驗的順序在被試間隨機。在每組測試之后, 反饋給被試相應的反應正確率, 并鼓勵他們盡可能多的注意紅色目標漢字。

圖1 基于言語材料的視覺同時性加工技能子成分測查任務示意圖

2.1.3 基于TVA模型的參數估計

本研究采用LIBTVA開源程序(Dyrholm et al., 2011; Kyllingsbaek, 2006)進行參數估計。將每個被試在每個試次之下的目標(干擾)刺激呈現位置、刺激呈現時長和反應正確情況等信息進行編碼, 然后將相應的數據列表輸入該程序, 之后經過基于TVA模型的最大似然估計得到4個子成分參數: 知覺加工速度C、視覺短時記憶存儲容量K、選擇性注意的空間分布模式ω和視覺空間注意抗干擾能力α。其中, 知覺加工速度C反映了每秒加工的視覺元素的數量, 其是基于TVA模型擬合出的正確報告刺激數量與刺激呈現時間指數函數對應的曲線斜率。視覺短時記憶容量K表示并行加工的視覺元素的最大存儲量, 其是正確報告刺激數量與刺激呈現時間指數函數的漸近線對應的數值。當刺激同時顯示在兩個視野區(qū)域中, 可以根據被試反應數據估計其注意權重的空間注意的偏側化分布參數。其計算公式為ω = ω/(ω+ ω), 取值范圍為0～1。通過ω與0.5的比較來測量分布的偏側化程度, ω = 0.5表示注意力空間分布無偏; ω > 0.5表示選擇性注意向左側偏側化; ω < 0.5表示選擇性注意向右側偏側化。此外, 可以根據干擾刺激與目標刺激的注意權重的比值衡量自上而下的注意控制效率α。α值接近0意味著個體在加工過程中未受干擾的影響, 干擾抑制的注意控制效率高; 而α值接近1意味著抗干擾能力差, 自上而下的控制能力受損, 不能有效地區(qū)分出目標刺激和干擾刺激。

2.1.4 統計分析

使用SPSS 18.0進行數據錄入和分析, 剔除±3個標準差以外的數據。計量資料符合正態(tài)分布。分別以知覺加工速度C、視覺短時記憶存儲容量K、選擇性注意的空間分布模式ω、視覺空間注意的抗干擾能力α為因變量, 以年級組(中、高年級組)和被試類型(DD、TD組)為組間變量, 對數據進行兩因素方差分析, 以探查不同年級組漢語DD兒童的視覺同時性加工技能子成分的發(fā)展差異。同時, 采用單樣本檢驗測查選擇性注意的空間分布模式ω與0.5值之間的差異, 以探究被試的空間注意分布權重的偏側化情況。此外, 采用分層回歸分析進一步探究可能的視覺同時性加工子成分缺陷與漢語閱讀能力之間的關系。本研究主要以顯著性水平值作為檢驗指標, 若分析得到某結果對應的< 0.05, 此結果則被認為顯著。

2.2 結果

2.2.1 視覺同時性加工技能子成分的分析

被試在視覺同時性加工技能各子成分上的表現及相應的方差分析的結果如表2所示。對于知覺加工速度, 方差分析的結果顯示, 組別主效應顯著[(1, 85) = 18.68,< 0.001, η= 0.18], DD兒童的知覺加工速度顯著慢于TD兒童; 年級主效應顯著[(1, 85) = 9.22,0.003, η= 0.10], 高年級兒童的知覺加工速度顯著快于中年級兒童; 年級與組別的交互作用不顯著,(1, 85) = 0.66,= 0.42。

表2 漢字材料下視覺同時性加工子成分的描述統計[M (SD)]及差異檢驗

注：C為知覺加工速度, K為視覺短時記憶儲存容量, ω為選擇性注意的空間分布模式, α為視覺空間注意的抗干擾能力。 **< 0.01, ***< 0.001。

以選擇性注意的空間分布模式參數為因變量, 方差分析結果顯示, 主效應和交互作用均不顯著[組別：(1, 85) = 0.05,= 0.82; 年級：(1, 85) = 1.32,= 0.25; 交互作用：(1, 85) = 0.45,= 0.51]。選擇性注意偏側化分布參數ω與0.5進行的單樣本檢驗的結果顯示, 整體上, DD組及TD組ω值與0.5差異均不顯著[DD組：(43) = ?0.87,= 0.39; TD組：(45) = ?1.86,= 0.07], 表明DD組和TD組的選擇性注意無偏側化分布。區(qū)分不同年級組的單樣本檢驗結果顯示, 除了中年級TD組ω值顯著小于0.5 [(22) = ?2.44,= 0.02], 其他組別的ω值與0.5差異均不顯著(s > 0.1), 說明不同年級組的DD兒童選擇性注意分布模式均無偏側化, 而中年級TD組的選擇性注意分布模式向右側偏側化, 高年級TD組的選擇性注意分布模式無偏側化。

分別以視覺短時記憶容量和視覺空間注意的抗干擾能力參數為因變量, 結果顯示, 所有主效應和交互作用均不顯著(s > 0.1)。

2.2.2 視覺同時性加工技能子成分缺陷與閱讀的關系

方差分析結果表明DD兒童在知覺加工速度和選擇性注意的空間分布模式兩個視覺同時性加工子成分上存在缺陷, 為進一步明確這兩個子成分缺陷與漢語閱讀的關系, 在對子成分C、ω與閱讀相關技能測試成績進行全相關的基礎上(見表3), 我們進一步采用分層回歸分析考察不同子成分對單字和句子朗讀成績的預測作用。針對字朗讀成績建立了兩個分層線性模型(見表4), 每個模型分為4層, 第一層為人口學變量, 包括年齡和非言語智力水平; 第二層加入組別變量; 其中, 模型1將知覺加工速度作為第三層, 空間偏側化參數作為第四層; 模型2中第三、四層的加入順序與模型1相反, 第三層加入空間偏側化參數, 第四層加入知覺加工速度。針對句子朗讀成績也建立了與前面類似的兩個模型(見表4)?；貧w分析的結果表明, 選擇性注意的空間分布模式子成分可顯著地獨立解釋3.4%的單字朗讀速度的變異[(1, 83) = 4.34,= 0.04]; 知覺加工速度對句子朗讀速度的成績具有顯著預測作用, 其獨立的貢獻為4.3% [(1, 84) = 5.01,= 0.03]。

表3 漢字和圖形材料下視覺同時性加工子成分C、ω與閱讀測試成績的全相關分析

注：C為知覺加工速度, ω為選擇性注意的空間分布模式。*< 0.05。

2.3 討論

實驗1采用高頻漢字作為刺激材料測查視覺同時性加工技能, 結果表明隨著兒童年級的升高, 其知覺加工速度會變快, 但是不同年級DD兒童均存在知覺加工速度缺陷。這與以往拼音文字研究結果一致(Bogon et al., 2014a; Dubois et al., 2010), 說明此子成分缺陷具有跨語言一致性。進一步的回歸分析發(fā)現該視覺同時性加工子成分與句子朗讀速度密切相關。同時, 本研究還發(fā)現, TD兒童的選擇性空間注意權重的分布模式從右偏發(fā)展為無偏, 呈現出向左發(fā)展的趨勢。但不同年級組DD兒童的選擇性空間注意均呈無偏的對稱分布。之后的回歸分析結果顯示, 選擇性空間注意偏側化參數對單字朗讀速度的成績具有顯著預測作用, 個體的選擇性注意空間分布越向左偏, 字朗讀速度越快。該結果說明, DD兒童持續(xù)無偏側化的注意分布模式可能與漢字閱讀成績落后有關。本實驗結果反映了漢語DD兒童不僅表現出自下而上視覺同時性加工技能子成分的缺陷, 還在自上而下注意控制方面的子成分上表現出困難, 在一定程度上體現出了漢語語言特異性。

表4 漢字材料下視覺同時性加工子成分C、ω與閱讀測試成績的回歸分析

注：C為知覺加工速度, ω為選擇性注意的空間分布模式。*< 0.05, **< 0.01, ***< 0.001。

然而實驗1采用的是漢字刺激材料, 視覺同時性加工任務中會涉及到與漢字有關的語言加工過程(如漢字字形編碼、形音匹配、語音提取等)。而DD兒童在這些漢語加工技能上本來就存在困難, 那么他們在視覺同時性加工任務中表現出的缺陷到底反映的是視覺認知方面的問題還是語言技能層面的缺陷？這仍有待通過進一步的研究加以明確。因此, 在實驗2中引入圖形作為非言語刺激材料, 以更純粹地探究漢語DD兒童的視覺同時性加工技能子成分表現及與其閱讀的關系。根據以往研究(Bogon et al., 2014b; Dubois et al., 2010), 我們假設在同時加工多個非言語材料時, 漢語DD兒童的知覺加工速度缺陷會持續(xù)存在, 反映出基礎視覺加工層面的問題。但考慮到注意空間分布模式與閱讀的密切關系, 其缺陷則可能表現出言語材料的特異性, 在加工非言語材料時的缺陷會不如加工多個漢字材料時那么明顯。

3 實驗2：以圖形作為非言語刺激探究漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童視覺同時性加工技能子成分的表現及其與閱讀的關系

3.1 研究方法

3.1.1 被試

同實驗1。

3.1.2 視覺同時性加工技能子成分測試及參數估計

為了減少言語刺激材料對結果帶來的影響, 本實驗采用15個圖形作為非言語刺激材料(見附錄)。圖形刺激的確定過程如下：首先, 基于相關研究(Huang et al., 2019)中使用的非言語刺激先選定25個圖形材料; 邀請16名不參與正式實驗的成人(男生8人)對這25個圖形的視覺復雜度進行5點評分(1分表示非常簡單, 5分表示非常復雜); 根據評分結果, 選出復雜度處于中等水平的15個圖形作為最終的目標刺激, 其平均復雜度為2.35 ± 1.10。除刺激材料變化之外, 實驗2所使用的儀器、流程(見圖2)、記錄的反應指標、基于TVA模型進行參數估計的方法均與實驗1相同。

3.1.3 統計方法

使用SPSS 18.0進行數據錄入和分析, 剔除±3個標準差以外的數據。統計分析方法與實驗1基本相同。此外, 為了探查漢語DD兒童在視覺同時性加工技能各個子成分上的表現是否會受到刺激材料特性的影響, 實驗2采用配對樣本檢驗測查言語材料和非言語材料中子成分水平的可能差異。

3.2 結果

3.2.1 視覺同時性加工技能子成分的分析

分別對視覺同時性加工技能各子成分進行年級組×被試類型的兩因素方差分析。結果顯示(見表5), 在知覺加工速度參數C上, 組別主效應顯著[(1, 85) = 4.56,= 0.04, η= 0.05], TD兒童的視覺加工速度顯著快于DD兒童; 年級主效應顯著[(1, 85) = 5.06,= 0.03, η= 0.06], 高年級兒童的視覺加工速度顯著快于中年級兒童; 年級與組別的交互作用不顯著,(1, 85) = 0.23,= 0.64。除此之外, 其他三個子成分上的方差分析均未發(fā)現顯著的主效應和交互作用(s > 0.1)。并且, 選擇性注意空間分布模式ω與0.5的單樣本t檢驗的結果在各水平下也均不顯著(s > 0.1), 說明DD和TD兒童在非言語圖形刺激的TVA任務中沒有表現出選擇性注意分布權重的偏側化。

圖2 基于非言語材料的視覺同時性加工技能子成分測查任務示意圖

表5 圖形材料下視覺同時性加工技能子成分的描述統計[M(SD)]及差異檢驗

注：C為知覺加工速度, K為視覺短時記憶儲存容量, ω為選擇性注意的空間分布模式, α為視覺空間注意的抗干擾能力。*< 0.05,

在比較言語材料(實驗1)和非言語材料(實驗2)中各視覺同時性加工子成分表現時, 針對整個樣本或針對不同年級不同組別內進行的配對樣本檢驗結果均表明, 被試同時加工多個言語刺激材料的知覺加工速度顯著高于同時加工多個非言語材料的加工速度(s< 0.001), 而在其他子成分上的差異比較均不顯著(s > 0.05)。

3.2.2 視覺同時性加工技能子成分缺陷與閱讀的關系

在實驗2中, 方差分析結果表明DD兒童僅在知覺加工速度子成分上顯著落后于TD兒童。所以, 在對子成分C與閱讀相關技能測試成績進行全相關的基礎上(見表3), 進一步通過分層回歸分析考察此子成分表現對閱讀測試成績的預測作用。分別針對字朗讀速度和句子朗讀速度建立了兩個分層線性模型(見表6), 每個模型自變量輸入形式相似, 輸入步驟分為3層：第一層為人口學變量, 包括年齡和非言語智力水平; 第二層加入組別變量; 第三層加入知覺加工速度C。結果表明, 知覺加工速度對單字朗讀速度的成績沒有顯著預測作用, 但可顯著地獨立解釋句子朗讀速度成績上4%的變異,(1, 84) = 4.59,= 0.04。

3.3 討論

實驗2以圖形作為非言語刺激材料探查較純粹的視覺同時性加工子成分表現。研究結果仍顯示出DD兒童在加工速度(參數C)上顯著落后于TD兒童。這說明DD兒童在同時加工多個視覺刺激時的知覺加工速度缺陷不受刺激材料語言因素的顯著影響。同時, 本實驗還發(fā)現所有兒童對言語材料的知覺加工速度均顯著快于非言語材料, 這與以往研究結果一致(Stefanac et al., 2019)。被試在加工熟悉的字母、漢字等言語材料時, 可以直接將言語刺激映射到相應的語音表征上, 加工速度會更快(Bogon et al., 2014a; Stefanac et al., 2019)。相對而言, 被試對圖畫、符號等非言語刺激不太熟悉, 在加工過程中會占用更多的注意資源, 由于認知資源的有限性, 進而造成知覺加工速度的減慢。回歸分析結果表明知覺加工速度仍可顯著預測句子朗讀速度的變異, 且對變異的解釋程度與使用漢字作為刺激材料的實驗1結果相似。此結果說明視覺同時性加工技能與句子閱讀的關系主要體現在知覺加工速度這一認知子成分上。兒童的知覺加工速度越快, 每秒可以加工的視覺信息越多, 在閱讀的過程中的形?音通達效率越高, 閱讀速度越快。

表6 圖形刺激下視覺同時性加工子成分C與閱讀測試成績的回歸分析

注：C為知覺加工速度。*< 0.05, **< 0.01, ***< 0.001。

此外, 與實驗1結果不同, 實驗2結果表明不同年級的DD和TD兒童在選擇性注意空間分布模式上均顯示出無偏側化的分布, 這與以往采用非言語刺激材料的研究結果一致(Stefanac et al., 2019)。此結果說明實驗1中, DD兒童相比TD兒童表現出的加工多個視覺刺激時的異常空間注意分布權重與言語材料特性有關。在加工非言語材料時, 不論是TD兒童還是DD兒童, 均不會受到從左向右的閱讀經驗影響, 視覺空間注意資源在左右視野范圍內呈現無偏分布。

4 總討論

本研究分別采用以言語材料和非言語材料為刺激的CombiTVA任務, 基于TVA模型參數估計的方法, 探查不同年級組漢語DD兒童的視覺同時性加工技能子成分的表現及其與漢語閱讀的關系。結果表明, 漢語DD兒童在知覺加工速度子成分上表現出顯著缺陷, 并且此缺陷在不同年級組的DD兒童加工不同類型的刺激時持續(xù)存在, 同時此技能水平與句子層面的閱讀速度密切相關; 此外, 漢語DD兒童僅在同時加工多個漢字刺激時表現出異常的選擇性注意偏側化模式, 且此偏側化程度與單字水平的閱讀效率有關; 然而在自上而下注意控制效率和視覺短時記憶容量等子成分上, 漢語DD兒童未表現出顯著缺陷。

4.1 漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童在同時加工多個視覺刺激時表現出知覺加工速度缺陷

實驗1和實驗2的研究結果表明, DD兒童在同時加工多個言語與非言語材料時均顯著地表現出知覺加工速度缺陷。此結果說明DD兒童的同時性加工技能缺陷與其對視覺材料的低加工效率密切相關, 這主要反映了基礎層面的視覺加工速度缺陷, 而不是由語音?正字法表征缺陷或對刺激材料的語言加工速度較低引起, 與研究預期一致, 表明低知覺加工速度是DD兒童在進行多刺激同時性加工過程中最常見的缺陷(Stefanac et al., 2019)。此外, 與TD兒童相比, DD兒童在言語材料中的知覺加工速度下降率比在非言語材料中更高(言語材料：13.20%; 非言語材料：8.61%), 即DD兒童的知覺加工速度缺陷在言語刺激材料中表現更顯著, 與以往研究(Stefanac et al., 2019)結果不一致。以往有研究者采用字母和像字母的無意義符號作為刺激材料, 發(fā)現閱讀障礙兒童在加工符號刺激時的缺陷比字母更嚴重(Stefanac et al., 2019)。此研究中的符號刺激類似字母, 且與字母刺激在視覺復雜度上相似, 所以被試在加工這些符號時可能會激活類似于加工文本的字形解碼過程。而DD兒童存在對文字字形結構加工的問題(肖茜等, 2014; Stefanac et al., 2019), 特別是對于不熟悉的文字刺激(即符號材料), 這種視覺字形加工缺陷會更加明顯, 進而使其在同時加工多個符號刺激時的知覺加工效率更低。在本研究中, 雖然采用的圖形和漢字材料在視覺復雜度上相似, 但是本研究中的圖形刺激是幾何線條圖, 外形上不同于漢字。被試在以漢字為刺激材料的TVA任務中, 在基礎視覺分析之后會自動激活進一步的字形正字法解碼等高級語言加工過程, DD兒童最終表現出的知覺加工缺陷可能同時反映了其在基礎視覺加工和后期語言信息表征兩方面的累加問題。但在以圖形為刺激的TVA任務中, 可能只會涉及基礎視覺空間分析過程, DD兒童最終表現出的則主要是基礎視覺加工效率缺陷。因此, DD兒童在加工漢字刺激時的知覺加工速度缺陷相較于加工圖形材料時更加明顯。另外, 考慮到DD兒童由于閱讀經驗或閱讀習得技能的缺乏, 對漢字的熟悉度可能會低于TD兒童, 但兩組兒童對圖形材料的熟悉度不受閱讀經驗的影響, 是類似的。這種言語材料熟悉度上的組別差異可能是導致兩組兒童知覺加工速度差異更大的另一種原因, 以言語材料為主的閱讀活動可能會放大DD患者的知覺加工速度缺陷。

同時, 相比于TD兒童, DD兒童在知覺加工速度上的降低率隨著年級的升高表現出減小的趨勢(漢字材料中, 中年級vs高年級：16.34% vs. 10.40%; 圖形材料中, 中年級vs高年級：11.16% vs. 6.51%), 說明盡管知覺加工速度缺陷一直存在于DD兒童中, 但此缺陷呈現出發(fā)展性減弱的趨勢, 與預期不符, 與拼音文字研究中的發(fā)展趨勢也存在差異。Bogon等人(2014b)的研究表明德語DD兒童和DD成人在同時加工多個字母刺激時表現出相似程度的知覺加工速度缺陷, 說明此子成分缺陷在不同年齡段的DD中可能是持續(xù)且穩(wěn)定存在的。這種不一致的結果可能與知覺加工速度在不同背景語言下的發(fā)展特性差異有關。以往拼音文字研究顯示知覺加工速度在小學階段持續(xù)發(fā)展(Sperling et al., 2003), 而在漢語閱讀習得過程中, 典型發(fā)展兒童的知覺加工速度在小學二至五年級并未表現出顯著的增長(肖茜等, 2014)。由此可推測, 漢語兒童的知覺加工速度在小學階段保持的較為穩(wěn)定, 這便給漢語DD兒童提供了可以追趕上同年齡正常閱讀者相應技能水平的機會, 使DD組與控制組的差異在高年級階段有所縮小。此外, 另一種可能原因與漢語語言特性有關。由于漢語文字字形結構復雜且是無切分文本, 漢語閱讀經驗對視覺同時性加工技能會有一定的促進作用(李杰, 趙婧, 2020)。由于小學高年級DD兒童的閱讀經驗比中年級DD兒童更加豐富, 這可能會改善其快速同時加工多個視覺刺激的整體水平, 也會對刺激的知覺加工效率有積極影響。因此, DD兒童在進行視覺同時性加工時表現出的知覺加工速度缺陷在高年級時可能會有所緩解, 表現出一定程度的由閱讀經驗增長而帶來的代償效應。未來需要進一步在漢語青少年或成人閱讀困難群體中, 探查他們在知覺加工速度這一視覺同時性加工技能子成分上的表現。

4.2 漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童在同時加工多個漢語材料時的異常選擇性注意空間分布模式

本研究發(fā)現漢語DD兒童在同時加工多個漢字材料時的空間注意分布模式表現出異于TD組的發(fā)展趨勢, 與假設一致。不同年級的TD兒童在對言語材料進行加工時, 其選擇性空間注意分布模式呈現出從右偏到無偏的向左發(fā)展的趨勢; 而不同年級的DD兒童均呈現出無偏的選擇性空間注意分布, 表現出在此視覺同時性加工子成分上的異常發(fā)展模式。以往研究表明, 在從左向右閱讀的文字系統中, 在閱讀習慣和閱讀經驗的影響之下, 熟練閱讀者在單次注視同時加工多個字符時, 注視點常位于該字符串中央的偏左側位置(Ducrot & Pynte, 2002; Sireteanu et al., 2005), 即說明視覺同時性加工過程中存在注意分布的左側優(yōu)勢現象。而DD者由于有右視野注意抑制缺陷, 其注意資源會受到右視野內信息的過度干擾, 造成了其對左視野內信息的忽視(Hari & Renvall, 2001; Facoetti et al., 2006), 進而導致其在左右視野上的表現無顯著差異, 呈現出無偏的注意資源分布模式。

此外, 以往拼音文字研究發(fā)現, 9歲、12歲和成人DD者在同時加工多個字母刺激時, 其選擇性空間注意分布模式均未表現出顯著的偏側化現象; 對于正常閱讀者而言, 直到成人讀者才表現出顯著的注意資源左側化的分布模式(Bogon et al., 2014a, 2014b; Stefanac et al., 2019; Stenneken et al., 2011)。以上發(fā)現說明拼音文字背景下, 在此同時性加工子成分上表現出的缺陷直到成人階段才顯著。這與本研究結果不一致, 本研究發(fā)現漢語閱讀障礙者在小學階段就顯著表現出在視覺空間注意分布模式這一子成分上的缺陷。以上不一致的研究結果在一定程度上反映了漢語語言特異性的影響。由于漢語的文字視覺結構復雜、無詞切分線索等特點, 漢字字形的整體視覺分析可能對漢語閱讀發(fā)展有很顯著的影響。而視覺同時性加工的空間注意分布模式子成分與此整體視覺分析有著密切關系, 因此漢語DD者在這個子成分所表現出的缺陷則更容易顯著。同時, 由于對圖形或符號刺激的加工不受閱讀經驗的影響, 注意資源的分配較靈活, 因此所有被試在以圖形為刺激的CombiTVA任務中呈現出無偏側化的空間注意分布模式。

4.3 漢語發(fā)展性閱讀障礙兒童在視覺短時記憶容量和抗干擾能力等同時性加工子成分上表現正常

本研究結果表明漢語DD兒童的視覺短時記憶容量與TD兒童相當, 即漢語DD兒童在同時加工多個視覺刺激時, 其在短時記憶存儲容量上表現正常。以往關于DD者視覺同時性加工視覺短時記憶容量子成分上的研究結果存在爭議, 有研究發(fā)現DD者在此子技能上表現出顯著的缺陷(Bogon et al., 2014a; Dubois et al., 2010), 而另一些研究則發(fā)現DD者在這一子成分上的表現與控制組相似(Stefanac et al., 2019; Stenneken et al., 2011)。這些不一致的結果可能與DD的群體異質性有關, 未來研究可以區(qū)分DD的亞類型來進一步明確DD者在該視覺同時性加工子成分上的表現情況。此外, 本研究中被試的視覺短時記憶容量在言語材料和非言語材料之間沒有顯著差異, 但Stefanac等人(2019)采用字母言語刺激和符號非言語刺激進行比較, 發(fā)現兒童在言語刺激中的視覺短時記憶容量要比非言語刺激中的大。這種結果的不一致可能與實驗范式的差異有關。以往研究是報告全部目標刺激, 而本研究對TVA范式進行了調整, 將反應形式變?yōu)檫M行“是”或“否”按鍵判斷的部分反應, 以在減小語音加工、工作記憶等無關因素影響的基礎上測查更純粹的視覺同時性加工技能。但由于從刺激矩陣呈現到反應判斷可能2s左右, 此過程在一定程度上可能會受到瞬時記憶的影響。此外, 視覺刺激的視角屬性也可能會影響實驗結果。視野分為中央凹(以注視點為圓心, 1°視角為半徑的區(qū)域)、副中央凹(以注視點為圓心, 5°視角為半徑且在中央凹外的區(qū)域)和外周區(qū)域(為5°視角半徑外的區(qū)域)三個區(qū)域(Frey & Bosse, 2018)。同時性加工技能反映的是對以中央凹為主的區(qū)域進行的視覺信息加工(Frey & Bosse, 2018), 以往均采用大約3.8°視角的以5～6個字母為刺激的全部和部分報告進行測量(Bosse et al., 2007)。以往同時性加工子成分的研究呈現的刺激范圍是以注視點為圓心, 7.5°視角為半徑的區(qū)域(Stefanac et al., 2019), 此結果可能反映了變異性更大的知覺廣度, 本研究將視角改為以2.02°為半徑的區(qū)域, 結果可能更能反映變異性小的視覺同時性加工技能。

此外, 本研究發(fā)現漢語DD兒童的自上而下的注意調控(即抗干擾能力)在言語材料和非言語材料上, 與TD兒童相比均沒有顯著差異。并且, 所有被試在此參數上數值均接近于0。此結果與以往研究一致(Bogon et al., 2014a; Dubois et al., 2010; Stenneken et al., 2011; Stefanac et al., 2019), 說明DD的同時性加工技能缺陷可能不是由抑制無關目標的能力較差引起的(Bogon et al., 2014b)。這也可能是由于TVA范式中刺激間視角比較大, 不容易形成擁擠效應所致。

4.4 視覺同時性加工技能子成分與漢語閱讀的關系

本研究發(fā)現漢語兒童的選擇性注意空間分布模式和知覺加工速度兩種同時性加工子技能分別與不同水平的閱讀技能密切相關。兒童的選擇性注意空間分布模式可預測其單字朗讀的速度; 兒童的知覺加工速度可預測其句子朗讀的速度。

選擇性注意的空間分布模式反映了個體自上而下的視覺注意調控, 知覺加工速度則反映了個體自下而上受刺激屬性驅動的視覺注意。根據閱讀雙通路模型(DRM), 閱讀過程需要亞詞匯和詞匯兩個加工通路(Ekstrand et al., 2019; Stefanac et al., 2019)。以往有研究表明, 亞詞匯閱讀更多是一種有意識的、需要分配更多注意資源的加工活動, 需要閱讀者對正字法單元進行解析, 通過集中的、自上而下的空間注意加工, 閱讀者可以通過注意調控有目的地移動注意焦點, 將單詞解析成最小的正字法單位, 并通過連續(xù)的發(fā)音將其組合成一個連貫的單詞; 而詞匯閱讀更多是一種自動化的整體加工過程, 主要依靠自動的、自下而上的無意注意定向加工過程, 讀者將單詞作為一個整體進行自動的并行加工, 根據先前學習的信息快速檢索相對應的發(fā)音, 實現自動閱讀(Ekstrand et al., 2019)。據此可推測, 在本研究的漢字閱讀過程中, 快速朗讀有字間空格的漢字字表需要有意識的自上而下注意加工過程參與其中, 以合理分配空間注意資源, 有助于順利完成單字正字法結構的解析及進一步的形音匹配和語音提取過程。而句子水平的閱讀測試中使用的文字材料均很簡單, 可以直接基于自動的自下而上的注意過程來快速進行整體加工, 以完成對整句發(fā)音和意義的提取。

5 結論

綜上, 本研究發(fā)現, 在同時加工多個視覺刺激時, 漢語DD兒童存在知覺加工速度緩慢的問題, 且此子技能缺陷在不同刺激類型、不同年級組DD兒童中持續(xù)存在; 特別是在加工多個漢字刺激時, 漢語DD兒童還表現出在選擇性空間注意分布模式上的異常發(fā)展, 反映出漢語特異性對DD兒童認知缺陷的可能影響。并且, 這些子成分的技能水平與不同層次的漢字閱讀效率密切相關。本研究彌補了漢語DD兒童同時性加工子成分研究的空白, 有助于從基礎認知加工層面以及從發(fā)展的角度深入了解漢語DD者的內在致病機理, 并為閱讀障礙的干預矯治提供一定的理論依據。但本研究仍存在一定的局限性。首先, 本研究為了更好地排除語音加工、工作記憶等因素的影響, 將實驗范式改為“是”或“否”的按鍵反應, 但可能因此影響對短時記憶容量的測查。未來可以進一步改良實驗程序, 使之更加嚴謹。其次, 本研究只采用了以生理年齡匹配兒童作為控制組的組別比較方法, 研究結果不能區(qū)分認知缺陷與閱讀困難兩者關系的方向性。未來研究可以采用干預、追蹤等研究方法探討同時性加工子成分與閱讀技能的因果關系。此外, DD是一種特殊的學習障礙, 存在不同的亞類型, 其認知加工方式和神經機制也因類型不同而有所差異。但本研究未能對所篩選的DD兒童進行亞類型的劃分, 未來研究可以進一步比較不同亞類型的DD者在視覺同時性加工子成分上的表現。最后, 本研究中在解釋結果時所提出的一些推論, 如使用自上而下、自下而上注意技能與詞匯/亞詞匯加工通路的對應關系來解釋知覺加工速度與注意權重偏側化程度這兩個子成分分別和不同的漢語閱讀技能的相關關系, 這需要未來研究結合腦電、腦成像等技術探究各子成分對應的神經機制, 以此對漢語DD兒童視覺同時性加工缺陷內在子成分與閱讀的關系機制進行深入探究。

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附表1 漢字和圖形刺激的視覺復雜度得分()

編號漢字復雜度圖形復雜度編號漢字復雜度圖形復雜度 1馬2.13 (1.03)2.06 (1.00)11巴2.69 (0.79)2.69 (1.20) 2片2.50 (1.10)2.44 (1.15)12從2.50 (0.97)2.94 (1.12) 3禾2.31 (0.95)2.25 (1.07)13牙2.69 (0.79)2.75 (1.29) 4半2.63 (0.86)2.13 (1.09)14業(yè)2.75 (0.68)2.00 (1.03) 5目2.31 (1.08)1.63 (0.96)15方2.19 (1.05)2.31 (1.20) 6羊2.63 (0.96)2.19 (0.98)16什2.19 (0.66) 7臺2.75 (0.78)2.62 (0.89)17今2.19 (0.66) 8也2.19 (0.91)2.81 (1.17)18化2.31 (0.79) 9閃2.50 (1.03)2.31 (1.25)19為2.44 (0.89) 10比2.87 (0.89)2.13 (1.09)20本2.69 (0.79)

The development of visual simultaneous processing skill subcomponents of Chinese children with developmental dyslexia and the relationship with reading

LI Jie, YANG Yue, ZHAO Jing

(School of Psychology, Capital Normal University, Beijing 100048, China)

Chinese children with developmental dyslexia (DD) have been found to show a deficit in processing multi-elements in a variety of visual tasks parallelly. Nevertheless, the potential mechanisms of this visual simultaneous processing deficit and its relation to the reading ability still remain unclear. The ability of simultaneously processes multi-character strings is restricted by different cognitive components, including perceptual processing speed, visual short-term memory capacity, selective spatial attention distribution pattern, and the ability to inhibit distractors. Therefore, this article attempted to explore the potential mechanisms underlying the visual simultaneous processing in Chinese children with DD in the framework of the theory of visual attention (TVA). Two experiments are conducted to investigate the fundamental cognitive components regarding the visual simultaneous processing skill, with further examining the relationship between these components and the Chinese reading ability from developmental perspective.

43 Chinese children with DD and 46 chronological-age matched children with normal reading ability are recruited, and the two groups respectively include students from high and low grades in primary schools for the purpose of probing into the developmental changes in these TVA-based components of the visual simultaneous processing. The two experiments separately utilize high-frequency Chinese characters as verbal materials and the symbols as nonverbal materials. A modified combined theory of visual attention (CombiTVA) paradigm is employed to collect participants’ performances during the multi-element processing. Based on the response accuracy in each level of CombiTVA task, the four parameters including processing speed (C), visual short-term memory storage (K), attentional weight (ω), and irrelevant inhibition (α) are estimated through TVA model.

We first compare the four TVA parameters between groups and grades, and then conduct hierarchical regression analyses to examine the contributions of possible impaired TVA parameters of reading difficulty. The results of the two experiments illustrate that the DDs from high and low grades both exhibit reduced perceptual processing speed comparing to the controls during processing multiple elements in parallel, with a trend of developmental decrease in this component deficit. Moreover, significant differences in the selective spatial attention distribution pattern between dyslexic and normal readers are only present in Experiment 1 with Chinese characters as the stimuli rather than in Experiment 2 with the nonverbal symbols as the stimuli. In details, during multi-processing of Chinese characters, a balanced pattern in attentional distribution is observed in DDs from both two grade groups; while the attentional weight of normal readers develops from right-lateralized to balanced patterns. Further hierarchical regression analyses reveals that the impaired components of visual simultaneous processing are separately associated with different levels of Chinese reading, the component of perceptual processing speed independently and effectively accounts for the variance of the sentence reading performance regardless of material properties, while the component of selective spatial attention distribution pattern is related to the single-character reading speed. These findings unfold the modulation of language specificity of Chinese to the cognitive deficits of DDs to some extent.

This research is helpful to deepen our understanding of the internal mechanism of the visual simultaneous processing deficit in Chinese dyslexic children, and contribute to designing relevant intervention targeting visual simultaneous processing skills to improve reading efficiency in the dyslexics.

Chinese developmental dyslexia, visual simultaneous processing skill, theory of visual attention, perceptual processing speed, selective spatial attention distribution pattern

2020-08-09

* 國家自然科學基金(31871117)資助。

趙婧, E-mail: conanzj@126.com

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