Stanislas Dehaene 担任法兰西学院实验认知心理学主席,同时也是法国最先进的神经影像研究中心 NeuroSpin 的 INSERM-CEA 认知神经影像 यूनिट 主任。他因其对数字大脑基础的研究而闻名,并在其著作《数字感》中普及化。在他的新书《大脑中的阅读》中,他描述了他为理解一项惊人的壮举而进行的探索,我们大多数人认为这是理所当然的:将页面(或屏幕)上的标记转化为语言。他最近接受了《心智 Matters》编辑 Gareth Cook 的提问。
COOK:您是如何对阅读的神经科学产生兴趣的?
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DEHAENE:我长期以来的兴趣之一是人类大脑如何因教育和文化而改变。学习阅读似乎是我们强加给我们孩子大脑的更重要的改变之一。它对我们产生的影响非常诱人。它提出了大脑和文化如何互动的非常基本的问题。
当我开始使用我掌握的不同工具(从行为到患者、功能性磁共振成像、事件相关电位,甚至颅内电极)在该领域进行实验研究时,我惊讶地发现我们总是找到参与阅读过程的相同区域。我开始怀疑,鉴于我们的大脑显然从未为这个目的进化,我们的脑如何能够适应阅读。寻找答案促成了这本书的诞生。并且,最终,阅读迫使我们提出一种非常不同的文化与大脑关系的观点。
COOK:这种“新的关系”是什么?
DEHAENE:社会科学中一种经典的,尽管常常是隐含的观点是,人类的大脑,与其他动物的大脑不同,是一种学习机器,它可以适应基本上任何新颖的文化任务,无论多么复杂。我们人类将从我们过去的本能中解放出来,并可以自由地发明全新的文化形式。
我提出的观点是,人类的大脑比我们想象的更受限制,并且它对可能的文化形式的范围施加了强大的限制。本质上,大脑不是为了文化而进化的,而是文化进化成可以被大脑学习的。通过其文化发明,人类不断地在大脑中寻找特定的生态位,无论哪里有可塑性空间,都可以被利用来“回收”大脑区域并将其用于新的用途。阅读、数学、工具使用、音乐、宗教系统——所有这些都可以被视为皮层回收的例子。
当然,这种将文化视为受约束的“乐高”游戏的观点并非新鲜事物。它与克劳德·列维-斯特劳斯和丹·斯珀伯所例证的结构主义人类学观点密切相关。我提出的观点是,跨文化重复出现的普遍结构实际上最终可以追溯到特定的脑系统。
在阅读的情况下,我们的书写系统的形状已经进化为逐渐简化,同时与所有灵长类动物大脑中存在的视觉编码方案兼容。美国研究员马克·张吉兹的一项引人入胜的发现是,世界上所有的书写系统都使用相同的基本形状集,并且这些形状已经成为所有灵长类动物视觉系统的一部分,因为它们对于编码自然视觉场景也很有用。猴子的大脑已经包含优先响应包括 T、L、Y 在内的“字母表”形状的神经元。我们只是“回收”这些形状(以及皮层的相应部分),并将它们变成语言的文化代码。
COOK:在书中,您将大脑的一部分描述为“信箱”。您能否解释一下您的意思?
DEHAENE:这是我给大脑区域起的名字,每当我们阅读单词时,它都会系统地做出反应。它位于左半球的下表面,属于帮助我们识别环境的视觉区域。这个特定区域专门识别书写字符和单词。令人着迷的是,它在我们所有人中都位于相同的位置——无论我们阅读中文、希伯来语还是英语,无论我们是使用整体语言还是语音方法学习,一个大脑区域似乎都承担了识别视觉单词的功能。
COOK:但是阅读是一项相对较新的发明,那么在我们有书面语言之前,“信箱”在做什么呢?
DEHAENE:这是一个极好的问题——我们真的不知道。插入这个区域的整个区域都参与了不变的视觉识别——它帮助我们识别物体、面孔和场景,而不管特定的视点、光照和其他表面变化。
我们正在开始对文盲进行脑成像实验,我们发现这个区域在对单词做出反应之前,对物体和面孔的图片有偏好。我们还发现,这个区域特别关注自然形状轮廓中存在的小特征,例如树枝中的“Y”形。我的假设是,我们的字母是从文化层面对这些形状的回收中产生的。大脑没有足够的时间“为了”阅读而进化——所以书写系统“为了”大脑而进化!
COOK:我们大脑的能力和局限性如何塑造其他人类活动,比如数学?
DEHAENE:我专门写了一本书《数字感》,讲述我们对数字的先天直觉以及它们如何塑造我们的数学。基本上,我们从进化中继承的只是一种粗略的数字感。我们与其他动物分享它,甚至婴儿在出生后的最初几个月就已经拥有它。然而,它只是近似的且非符号的——它不允许我们精确地区分 13 个物体和 14 个物体。尽管如此,它还是给了人类数字的概念,然后我们学会用文化符号(如数字和计数词)来扩展它,从而实现更精确的算术方法。
每当我们近似时,我们仍然可以找到这种进化上古老系统的痕迹,有时甚至非常不理性——例如,当我们在公寓销售中放弃一千美元时(因为这似乎只占总额的一小部分),却在讨价还价以 40 美元而不是 50 美元的价格买到地毯时非常努力!
高等数学一定也以类似的方式受到我们进化工具包的限制。例如,复数被认为是“虚构的”和不可能理解的,直到一位数学家发现它们可以直观地描述为一个平面——这对大脑来说是一个容易理解的概念。
COOK:这项研究告诉我们应该如何教授阅读?它是否更普遍地告诉我们关于如何最好地进行教育?
DEHAENE:我的两本书《数字感》和《大脑中的阅读》都指出了年轻儿童比我们想象的更有能力这一事实。学习不是像约翰·洛克所说的那样“填充心灵的白纸”。即使对于像阅读这样新颖的活动,我们也不是从头开始学习,而是通过最小程度地改变我们现有的脑回路,利用它们预先存在的结构来学习。因此,教师和教学方法应该更多地关注儿童的心灵和大脑的现有结构。
在阅读的情况下,非常具体地说,正如我在书中解释的那样,我们现在有大量的证据表明,整体语言方法与我们的视觉系统识别书写单词的方式无关——我们的大脑从不依赖单词的整体轮廓,而是以高速、潜意识地并行分解其所有字母和字素,从而给我们一种整体单词阅读的错觉。实验甚至表明,整体语言方法可能会将学习导向错误的大脑区域,即右半球视觉词形区域的对称区域!我们需要用最好的脑科学来指导我们的教学——我们还需要发展循证教育研究,使用课堂实验来验证我们关于教学方法的推论是否在实践中真正有效。
关于阅读的大脑回路的理论、实验和教育研究目前都指向字素-音素教学方法的优越性。
COOK:诵读困难症患者的大脑中发生了什么?他们是阅读方式不同,还是只是阅读速度较慢?
DEHAENE:诵读困难症患者的大脑在左颞叶显示出混乱的回路。在大多数诵读困难症儿童中,左半球的语音回路似乎略微混乱,这似乎导致无法学习将视觉字母识别与语音正确地联系起来。因此,他们的视觉词形区域没有充分发育,或者没有以正常速度发育,他们在正常阅读者并行阅读已经建立的年龄继续逐字母或逐块地串行阅读。
然而,我们永远不应忘记,诵读困难症存在很大的异质性——因此,一些儿童可能患有其他困难,例如与单词的空间组织有关的困难。一些孩子似乎混淆了左右,或者无法从左到右顺序地专注于字母而不会出错,这可能是诵读困难症的另一个原因,尽管不如语音问题那么常见。
COOK:如果诵读困难症患者的大脑组织方式不同,这是否表明他们可能具有其他能力——还是诵读困难症纯粹是一种障碍?
DEHAENE:这还不是很清楚,但我最近的研究引起了我的兴趣,该研究表明诵读困难症儿童和成人在对称检测任务中可能更好——他们更能够注意到对称模式的存在,甚至有证据表明这有助于一群天体物理学家检测黑洞的对称光谱!
我的理论是,镜像识别是我们学习阅读时必须部分“取消学习”的功能之一——这是灵长类动物大脑的普遍特征,不幸的是,这在我们的字母表中是不合适的,字母 p、q、d 和 b 比比皆是。通过某种方式设法保持这种能力,诵读困难症患者可能在视觉、空间甚至数学任务中具有一定的优势。
更普遍地说,我们在这里触及了一个非常有趣的问题,即文化回收是否会使我们失去一些曾经在我们的进化中有用的能力。大脑是一个有限的系统,因此,尽管教育具有压倒性的好处,但也可能存在一些损失。我们目前正在与亚马逊印第安人进行实验,部分目的是测试他们的先天能力是什么,以及在几何学和空间导航等某些领域,他们是否可能比我们更好。
COOK:在进行了所有这些研究之后,您是否发现自己现在的阅读方式不同,或者体验不同?
DEHAENE:并非如此——阅读已经变得如此自动化以至于不引人注目:作为一名熟练的阅读者,您专注于信息,不再意识到您的大脑所创造的奇迹!然而,当我看到幼儿破译他们的第一个单词时,我总是感到敬畏——他们脸上自豪的表情是对阅读奇迹的生动证明。