人類進化史上，文字的產(chǎn)生使得口耳相傳的知識和經(jīng)驗得以記錄和傳承。文字符號的設計規(guī)則、文字符號與語言間（音義）的對應關系在不同文化中千差萬別，但其本質都是通過視覺符號傳遞語言信息。在紛繁的文字系統(tǒng)背后，是否存在普遍的核心閱讀神經(jīng)回路，此神經(jīng)網(wǎng)絡如何表達來自不同語言文字系統(tǒng)的閱讀經(jīng)驗。這一直是心理學和認知神經(jīng)科學家關心的重要問題。對這些問題的回答可以為人類能力發(fā)展的Nature/Nurture問題提供具體的證據(jù)。
為了回答這一問題，北京大學、北京師范大學、法國巴黎高師和法國國家健康與醫(yī)學研究院的研究者合作完成了一項中-法跨文化fMRI腦成像研究。研究者在中國北京和法國巴黎共招募96名小學兒童。根據(jù)學習的文字及閱讀水平，這些兒童被分為四組：漢語正常發(fā)展兒童，漢語閱讀困難兒童，法語正常發(fā)展兒童，法語閱讀困難兒童。研究者使用相同參數(shù)的核磁共振儀記錄了這些兒童在被動觀看文字、面孔、房子等視覺材料時的大腦活動信號。
首先，全腦水平的激活分析發(fā)現(xiàn)，漢語和法語正常兒童在經(jīng)典的閱讀腦區(qū)（左側梭狀回、顳上溝、中央前回、額中回）表現(xiàn)出對文字加工的選擇性。此外，這兩組被試在左腹側顳枕區(qū)表現(xiàn)出經(jīng)典的馬賽克式的激活分布模式，即從外側到內側分別對不同的視覺類別（文字，面孔和房子）有選擇性反應。但漢語和法語閱讀困難兒童則沒有在左側顳枕區(qū)表現(xiàn)出對文字加工的選擇性 （見圖1）。進一步將這四組兒童對文字的反應進行語言×組別的方差分析，發(fā)現(xiàn)左側PCG，STS, FFG表現(xiàn)出閱讀水平的主效應，左側IPS表現(xiàn)出語言主效應，但即使在寬松閾限下也未見腦區(qū)表現(xiàn)出二者的交互作用（圖1補充）。這說明了漢語和法語這兩種截然不同的書寫系統(tǒng)依賴一個普遍的閱讀神經(jīng)回路，且兩種語言的閱讀困難兒童都表現(xiàn)出相同的神經(jīng)活動異常。
圖1：四組被試的類別特異性激活（某一類別>其它所有類別）。不同于正常發(fā)展兒童，漢語和法語閱讀困難兒童都未在左側顳枕區(qū)出現(xiàn)文字加工特異的腦區(qū)，即VWFA(Visual word form area)。但對非文字類的視覺類別（如面孔，房子）的激活模式均正常。
圖1補充：文字反應的 2 （語言：漢語，法語） ×2 （組別：正常發(fā)展，閱讀困難）方差分析。發(fā)現(xiàn)左側PCG，STS, FFG表現(xiàn)出閱讀水平的主效應，均表現(xiàn)為閱讀困難兒童在該區(qū)域激活降低；左測IPS表現(xiàn)出語言的主效應，表現(xiàn)為漢語兒童激活強于法語兒童。值得注意的是，即使在很寬松的閾限下，也沒有發(fā)現(xiàn)語言和閱讀水平的交互作用，貝葉斯分析也進一步支持了該結果。
除了上述傳統(tǒng)的全腦分析，研究者還進行了腦-行為相關分析，也發(fā)現(xiàn)不論漢語還是法語兒童，左側MFG, STG, FFG等腦區(qū)對文字的激活程度在兩種語言中都與兒童的閱讀水平呈正相關，表明它們是閱讀發(fā)展的核心腦區(qū)。 研究者進一步選取文獻中報告的與閱讀障礙相關的腦區(qū)作為感興趣區(qū)，提取這些區(qū)域對文字的反應進行2 （語言：漢語，法語） × 2 （組別：正常發(fā)展，閱讀困難）方差分析。結果發(fā)現(xiàn)左側MFG, SPL, pSTG表現(xiàn)出語言的主效應，具體為漢語兒童的激活大于法語兒童；此外，左側FFG, MFG, PCG表現(xiàn)出閱讀水平的主效應，具體表現(xiàn)為閱讀困難兒童在該區(qū)域表現(xiàn)出激活的減少。沒有發(fā)現(xiàn)語言和閱讀水平的交互作用。貝葉斯分析同樣支持了上述結果。 上述分析中閱讀困難兒童激活的減少并不能排除另一種可能性，即閱讀困難兒童對文字的激活強度其實是正常的，只是由于閱讀困難兒童個體間差異大、激活的peak點更為分散，從而組間平均下來使得其平均值低于正常發(fā)展組。研究者為了驗證這一可能性又進行了基于個體peak點的分析。結果發(fā)現(xiàn)即使找到每個被試加工文字時在上述ROI里激活最強的體素，閱讀困難組的激活也依然在上述腦區(qū)低于正常發(fā)展組。此外，peak點的位置分析發(fā)現(xiàn)不存在顯著的組間差異。多體素模式的分析（MVPA）也有相同的發(fā)現(xiàn)，從而排除了閱讀困難激活的降低是由更大的組間變異帶來的可能性。 最后研究者鎖定在vOTC區(qū)，考察書寫系統(tǒng)在視覺特征上的差異是否會帶來視覺區(qū)域激活的差異。此外，考察閱讀困難兒童的神經(jīng)活動的異常是否只局限在文字加工上，以及是否只出現(xiàn)在vOTC特定的區(qū)域，如VWFA上。結果發(fā)現(xiàn)：（1）漢語兒童加工文字時更多激活右側的vOTC區(qū)，這與漢字更復雜的空間視覺特征有關；（2）閱讀困難兒童和控制組兒童最顯著的差異在于對文字的反應上，而非在非文字的視覺類別上，且差異最顯著的位置位于最經(jīng)典的VWFA上。 總之，通過全面而廣泛的分析（全腦激活分析，感興趣區(qū)的ROI分析，個體Peak點分析，多體素的模式分析（MVPA），針對vOTC特定區(qū)域的分析和貝葉斯分析），發(fā)現(xiàn)漢語和法語兒童在加工文字時激活了大腦上相同的神經(jīng)回路。同時漢語和法語閱讀困難兒童存在一致的神經(jīng)活動異常。且在上述所有分析中均并未發(fā)現(xiàn)閱讀水平與語言的交互作用。
基于上述結果，該研究指出，盡管中法語言結構、正字法深度、表音表意規(guī)則存在很大差異，兒童閱讀獲得/發(fā)展過程依然依賴一個跨書寫系統(tǒng)的普遍核心閱讀回路，該閱讀回路受到閱讀水平的調節(jié)，揭示了閱讀習得和閱讀困難神經(jīng)機制的跨語言普遍性。
該項研究于2020年10月29日在線發(fā)表于eLife (Feng, X., Altarelli, I., Monzalvo, K., Ding, G., Ramus, F., Shu, H., Dehaene, S., Meng, X. and Dehaene-Lambertz, G., 2020. A universal reading network and its modulation by writing system and reading ability in French and Chinese children.).
評審意見認為，該研究填補了一個很重要的空白，在已有元分析提出正字法深度不同的拼音文字中閱讀障礙神經(jīng)機制具有普遍性 (VWFA)的基礎上，該研究通過實驗研究把該發(fā)現(xiàn)擴展到了完全不同的文字系統(tǒng)-中文和法語-中。
第一作者馮小霞2019年博士畢業(yè)于北京師范大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室，目前為法國國家健康醫(yī)學研究院Neurospin中心的博士后。北京大學心理與認知科學學院孟祥芝副教授、法國國家健康醫(yī)學研究院Ghislaine Dehaene-Lambertz教授為本文共同通訊作者。北京師范大學舒華教授、丁國盛教授，法國國家健康醫(yī)學研究院Stanislas Dehaene教授，巴黎高師Franck Ramus教授均為本文共同作者。
北京方面的研究部分由北京大學-北京師范大學腦與語言聯(lián)合課題組設計和施測，數(shù)據(jù)采集在北京師范大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室掃描中心完成。該研究受到國家自然科學基金資助（31971039，81171016，81371206）。
參考文獻
Feng, X.X., Altarelli, I., Ding, G., Ramus, F., Shu, H., Monzalvo, K., Dehaene, S., *Meng, X., & *Dehaene-Lambertz, G. (2020). A universal reading network and its modulation by writing system and reading ability in French and Chinese children. eLife 2020; 9: e54591 DOI: 10.7554/ eLife.54591.
2020-11-03