有关中文识字的脑科学研究最新进展及其启示

李辉++王晶颖

【摘要】最新的有关中文识字的脑科学研究表明，中文认知存在专门的加工中枢和大脑网络通路。脑科学研究的新进展启示我们：（1）可以在幼儿园阶段适当开展早期识字和阅读活动，以培养幼儿的早期阅读能力。（2）可以在幼儿园阶段适当开展游戏化的记忆训练、感知运动游戏等活动，以强化幼儿中文认知中枢的机能。（3）重视幼儿早期识字和阅读教育的理论与实践探索，在相关科学研究的支持下适当调整有关幼儿识字教育的政策及幼儿园的课程与教学安排。

【关键词】中文识字；脑科学研究；最新进展；识字教育

【中图分类号】G610 【文献标识码】A 【文章编号】1004-4604（2015）11-0010-04

一、有关中文识字的脑科学研究最新进展

中文认知与拼音文字（如英语）认知的神经心理机制是否不同？有何不同？认知科学家们从神经生物学的角度开展了很多研究和探索。借助功能性磁共振成像（fMRI）等脑科学研究的新手段，研究者对中文识字有了许多新的发现，主要表现在以下两个方面。

1.中文认知加工中枢

人类大脑左前额中回区（Left Middle Frontal Gyrus，LMFG）是对个体认知控制和协调起非常重要作用的脑区。〔1，2〕左前额中回区包括许多脑区，如第八、九、十、四十五、四十六脑区等。有关中文认知的脑科学研究表明，与阅读拼音文字（如英语）相比，中文认知时的左前额中回区会被更强烈地激活。这是因为在中文认知时左前额中回区可以利用“视觉正字法形态”进行信息加工。众所周知，非字母形态的中文字形更多强调的是视觉正字法信息，较少关注音位加工。这可能也解释了为什么中文读者的左前额中回区的神经网络与拼音文字读者的大脑活动映射存在相当显著的差异。Perfetti 等人的研究证实了左前额中回区在中文认知中的作用。〔3〕谭力海等人还提出左前额中回区可能会参与中文语音和语义的分析，只是因为错综复杂的中文字形会让中文认知更多地进入自动的视觉正字法加工程序，所以左前额中回区的主要功能变为对文字特征进行协调和整合，以期进一步提高中文认知处理效率。〔4，5〕

有关中文认知的众多脑科学研究显示，左前额中回区的第九脑区（BA9）可能是中文认知的主要加工中枢。例如，Siok等人比较了阅读障碍儿童与正常儿童在中文认知过程中的大脑活动，结果发现，中文阅读障碍儿童在左前额中回区的第九脑区和第四十六脑区存在功能性损伤，〔6〕而对英语阅读障碍儿童的脑科学研究却发现这种功能性损伤主要存在于左颞顶枕和枕颞区域。〔7，8〕这些研究结果进一步表明中文认知和英文认知可能存在完全不同的认知加工中枢。Siok等人的进一步研究发现，左前额中回区第九脑区和第四十六脑区，特别是第九脑区，可以被看作是识别中文阅读障碍的一项有效指标，因为中文阅读障碍患者在这些脑区，尤其是第九脑区，普遍存在功能和结构畸变。〔9〕左前额中回区与中文认知之间的这种联系已经被后续众多研究进一步证实。系统分析已有的有关中文认知加工，特别是对字形、字音和语义加工的功能性磁共振成像研究结果会发现，第九脑区在中文认知加工中发挥了重要作用，比如从中文语义到语音的转换加工需要第九脑区的激活，从字形到语义的映射也需要第九脑区和顶叶区域的参与，从字形到语音的转换也需要第九脑区的参与，等等。〔10〕可以说，左前额中回区，特别是第九脑区，在中文认知中起着非常重要的作用，相当于中文认知的加工中枢。

2.中文认知的大脑网络通路

中文认知的大脑网络通路是怎样的？它和英文认知所涉及的大脑网络通路有什么区别吗？脑成像技术的新发展为研究者探索这些问题的答案提供了便利条件。正电子发射断层成像（PET）、事件相关电位（ERP）、功能性近红外光谱技术（fNIRS）和功能性磁共振成像（fMRI）等技术日新月异，便于研究者绘制出大脑的语言加工通路。例如，谭力海等人利用fMRI和PET技术探究了与中文加工、学习、记忆和注意力相关的神经解剖学机制。他们的研究表明，负责言语工作记忆的左前额中回区，尤其是第九脑区对中文识别有重要作用，而对英文认知有重要作用的后颞叶区在中文认知中参与程度很低。〔11〕他们还发现中文和英文阅读的神经加工系统是由两种语言文字的早期学习经历所塑造的，左前额中回区的活动程度是判断中文阅读障碍的神经生物学标志。〔12〕这一研究佐证了不同的母语早期学习障碍儿童需要不同的早期干预方案的观点。

需要特别指出的是，虽然第九脑区是中文认知加工中枢，但这些认知活动其实是大脑前额叶和顶叶网络协调合作的结果，中间额叶皮层和顶叶上回皮层都广泛参与了中文认知加工过程。〔13〕谭力海等人在一项通过语义和同音异形异义字决策任务来探究中文认知神经加工机制的研究中发现，左前额中回区（第九脑区）、右额叶和顶叶都在中文认知过程中被激活。〔14〕这可能与中文是方块字、大脑需要更多的空间加工信息有关。Booth 等人也发现左前额中回区和顶叶脑区在需要语音和语义加工的任务中会被同时激活。〔15〕关于中文认知的大脑网络通路，Chen等人的研究工作也非常出色。〔16〕他们对比了与不同认知机制相关的大脑活动模式，发现拼音文字与中文所需要的认知机制有着明显差异。他们发现，阅读拼音文字会引发顶叶双侧皮层（楔前叶和前颞中回）更强烈的激活，而阅读中文激活的是左侧梭状回、双侧楔叶、后颞、额下回和双侧额上回。这些研究结果意味着，中文与拼音文字的认知存在不同的大脑网络通路。

二、脑科学研究成果对幼儿识字教育的启示

1.可以适当开展早期识字和阅读活动

有研究者对香港学前儿童进行了为期两年的追踪研究，发现同音语素意识、视觉技能和语音意识与中文识字能力显著相关，而视觉技能和音节删除能力与中文听写能力显著相关。〔17〕同年，该研究团队发现5岁时的语音意识和快速自动化命名（RAN）能力可以有效预测6岁时的拼音能力，并且能有效预测小学时的中文识字水平。〔18〕快速自动化命名还能够预测个体中文阅读的流畅性。研究者发现，词汇是中文读写能力的主要预测变量，执行能力（Executive Function）则能够很好地预测幼儿早期的中文识字水平。〔19〕诸如此类的脑科学研究表明，语音意识、视觉技能、快速自动化命名能力等能显著预测个体中文认知加工能力的发展水平，而这些能力都是可以在幼儿阶段的游戏和学习活动中逐步培养的。如果能在幼儿园阶段适当开展一些早期识字和阅读活动，并在活动中有意识地培养幼儿的早期阅读技能，则对促进幼儿中文认知能力的提高有较大帮助。

2.可以适当开展游戏化的记忆训练、感知运动游戏等活动

脑科学研究结果显示，左前额中回区第九脑区是中文认知加工的神经中枢，它主管工作记忆，并与负责动作的大脑运动皮层位置相近，而左脑后部则关乎字母与声音的转换，并与负责声音的大脑听觉皮层位置相近。因此，对工作记忆和感知运动机能的训练可能会对幼儿的中文学习更有帮助，而在字母与声音的转换和提高声音辨识敏感性方面的训练会对英文学习更有益。如果能在幼儿园阶段适当开展一些游戏化的记忆训练、感知运动游戏等活动，并在活动中有意识地培养幼儿的感知运动技能，则会对强化幼儿的中文认知中枢机能有较大帮助。

3.重视幼儿早期识字和阅读教育的理论与实践探索

脑科学研究证实，中文与拼音文字认知存在不同的大脑网络通路，而早期阅读的过程其实就是个体主管中文或拼音文字阅读加工的大脑皮层功能及其神经回路特异化的过程，并最终会形成在结构与功能上不太相同的“中文脑”或“英文脑”。中文认知和拼音文字认知存在截然不同的神经加工中枢和大脑网络通路，因此，我们需要重视符合“中文脑”特点的早期阅读教育、课程与教学法、早期识字活动等的理论与实践探索，而不能照搬西方理论。我们应当对那些盲目推崇西方全语言教学法、语音意识训练和读写萌发课程等的做法抱谨慎态度。

例如，在政策方面，中国目前只有香港特区政府允许在幼儿园开展幼儿识字教育活动，并有明确的相关课程指引。在其他地区，正式的识字教育活动是在幼儿园被明令禁止的，而事实上有许多幼儿园又或明或暗地在开展幼儿识字教育活动。美国的阅读战争（The Reading War）启示我们，早期识字和阅读教育是有必要的，因为早期识字是利大于弊的。美国现在已经在改正以往的错误了，我们也有必要对当下的教育政策进行科学论证。建议教育主管部门能组织幼儿中文教育专家对幼儿识字教育问题展开专项的科学实证研究，在有科学研究支持的基础上，及时调整、规范幼儿识字教育的相关政策，以期彻底解决目前的某些混乱现象。

又如，在幼儿园课程与教学方面，许多问题需要在有科学研究依据支持的前提下加以改进。例如，幼儿中文识字教育应该以什么形式开展？是识字优先还是拼音优先？是先读后写还是边读边写？诸如此类的困惑亟待通过科学研究加以解决。教育主管部门确实有必要组织专业人员开展深入的研究，以探究符合中国国情的幼儿园课程与教学安排。

参考文献：

〔1〕MILLER E K，COHEN J D.An integrative theory of prefrontal cortex function〔J〕.Annual Review of Neuroscience，2001，24（1）：167-202.

〔2〕PERFETTI C， CAO F， BOOTH J. Specialization and universals in the development of reading skill： How Chinese research informs a universal science of reading〔J〕.Scientific Studies of Reading，2013，17（1）：5-21.

〔3〕LIU Y，DUNLAP S，FIEZ J，et al.Evidence for neural accommodation to a writing system following learning〔J〕.Human Brain Mapping，2007，28（11）：1223-1234.

〔4〕〔14〕TAN L H， LIU H L， PERFETTI C A， et al.The neural system underlying Chinese logograph reading〔J〕.Neuroimage，2001，13（5）：836-846.

〔5〕〔11〕TAN L H，SPINKS J A，FENG C M，et al.Neural systems of second language reading are shaped by native language〔J〕.Human Brain Mapping，2003，18（3）：158-166.

〔6〕SIOK W T， PERFETTI C A， JIN Z， et al.Biological abnormality of impaired reading is constrained by culture〔J〕.Nature，2004，431：71-76.

〔7〕HOEFT F， HERNANDEZ A， MCMILLON G，et al.Neural basis of dyslexia：A comparison between dyslexic and nondyslexic children equated for reading ability〔J〕.The Journal of Neuroscience，2006，42（26）：10700-10708.

〔8〕PAULESU E，DEMONET J F，FAZIO F，et al.Dyslexia：Cultural diversity and biological unity〔J〕.Science，2001，291：2165-2167.

〔9〕SIOK W T，NIU Z，JIN Z，et al.A structural–functional basis for dyslexia in the cortex of Chinese readers〔J〕.Proceedings of the National Academy of Sciences，2008，105（14）：5561-5566.

〔10〕WU C Y， HO M H R， CHEN S H A. A meta-analysis of fMRI studies on Chinese orthographic， phonological， and semantic processing〔J〕.Neuroimage，2012，63（1）：381-391.

〔12〕SIOK W T， JIN Z， FLETCHER P， et al.Distinct brain regions associated with syllable and phoneme〔J〕.Human Brain Mapping，2003，18（3）：201-207.

〔13〕KUO W J， YEH T C， DUANN J R， et al. A left-lateralized network for reading Chinese words：A 3 T fMRI study〔J〕.Neuroreport，2001，18（12）：3997-4001.

〔15〕BOOTH J R，LU D，BURMAN D D，et al.Specialization of phonological and semantic processing in Chinese word reading〔J〕.Brain Research，2006，1071（1）：197-207.

〔16〕CHEN Y，FU S，IVERSEN S D，et al.Testing for dual brain processing routes in reading：A direct contrast of Chinese character and pinyin reading using fMRI〔J〕.Journal of Cognitive Neuroscience， 2002，14（7）：1088-1098.

〔17〕TONG X， MCBRIDE-CHANG C， WONG A M Y，et al.Longitudinal predictors of very early Chinese literacy acquisition〔J〕.Journal of Research in Reading，2011，34（3）：315-332.

〔18〕LEI L，PAN J，LIU H，et al.Developmental trajectories of reading development and impairment from ages 3 to 8 years in Chinese children〔J〕.Journal of Child Psychology and Psychiatry，2011，52（2）：212-220.

〔19〕CHUNG K K H，MCBRIDE-CHANG C.Executive functioning skills uniquely predict Chinese word reading〔J〕.Journal of Educational Psychology，2011，103（4）：909.