本文发表在《大众科学》之前的博客网络上，反映的是作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
在为当天的工作做准备后，63岁的心脏病技师“迈克·布伦南”坐下来享用他的晨间咖啡和报纸。在头版上，他发现了一件令人不安的事情：他再也无法阅读了。无论他盯着一个单词看多久，其含义对他来说都是迷失的。
由于有吸烟和高血压史，他担心自己可能中风了。于是，他放下咖啡，走过走廊来到急诊室，神经科医生在那里进行了一系列测试，以找出发生了什么。
迈克仍然能识别单个字母，并且非常困难地拼读出小单词。但是，即使是一些简单的词汇也出现了问题，例如，他把“desk（桌子）”读成“dish（盘子）”或把“flame（火焰）”读成“thame”。像介词和代词这样的功能词尤其给他带来麻烦。
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迈克无法阅读，但他的眼睛没有任何问题。听到的单词没有问题。他可以识别颜色、面孔和物体。他可以说话、移动、思考甚至正常写作。迈克患有“纯粹性失读症”，这意味着他无法阅读，但没有其他损伤。
迈克的大脑核磁共振扫描显示，他的左侧下枕颞叶皮层出现了一个豌豆大小的中风，该区域位于大脑表面，就在左耳后方。
迈克的医生请来了乔治城大学认知康复实验室主任神经科医生彼得·图克尔托布，他意识到这是第一个因如此小的中风而导致纯粹性失读症的病例。“纯粹性失读症是一种经典的神经系统综合征，已经被描述了100多年，”图克尔托布写信告诉我。在他的职业生涯中，他见过许多患有这种疾病的病人。但是，他指出，“这个特殊的病例之所以不寻常，仅仅是因为失读症是由非常小的中风引起的，”而且损伤发生在与围绕语言神经科学的数十年的辩论相关的区域。
视觉词形区域的案例
迈克不是我的病人，但他的中风发生在 2010 年，对于我们理解大脑如何处理书面文字具有如此重要的意义，以至于我决心追踪他的病例细节。
20世纪90年代初的研究已经确定，当有人看到拼写出有意义单词的字母时，左侧下枕颞叶皮层（迈克中风受损的区域）的活动增加。因此，科学家们想知道该区域是否参与识别来自眼睛检测到的对比线和曲线的单词和字母。他们称这个位置为“视觉词形区域”。
这些早期的发现令人兴奋、困惑且充满争议——这种发现会在会议上引起原本冷静而沉着的科学家的呼喊和尖叫。神经科学家彼得·T·福克斯回忆说，这些研究也非常新，他是此类语言研究的先驱。因此，许多其他研究人员对这项工作整体持怀疑态度。“我记得收到被拒绝的资助申请，评论说‘中枢大脑激活不能教会我们关于语言的任何东西——什么都不能，它在语言研究中没有作用’，”福克斯说。
神经科学家有两种方法来评估特定大脑区域的作用。病变缺陷研究最初是由古代罗马医生进行的，他们注意到大脑区域的损伤会导致特定的行为缺陷（例如，一名角斗士头部右侧被击中——病变——失去了移动左臂的能力——缺陷）。使用神经影像学的激活研究则相反：你记录大脑在执行特定任务（如阅读）时活动的区域。（在这个意义上，迈克的故事既涉及损伤又涉及影像学，位于经典和现代的交汇处。）
每种方法都有其优点和缺点。“激活研究表明，特定的大脑区域在任务期间参与其中，但它并没有表明它是该任务的必要和充分条件，”福克斯解释说。“然而，由于大脑具有冗余布线，几乎不可能声称特定区域（如视觉词形区域）的中风对于消除特定功能是必要和充分的。”因此，即使多项激活研究报告了视觉词形区域的存在，行为神经学家仍然不相信。
而且，有几个理由认为这样一个区域是“一个神话”，正如一份持怀疑态度的 2003 年论文所说的那样。首先，对“视觉词形区域”的搜索本身就是误导性的，因为它体现了大脑的真正工作，即处理和解码视觉信息。大脑区域充当神经群的装配线，每个神经群都为更大的感知贡献一些认知铆钉或焊接。一个视觉词形区域把装配线与单人乐队混淆了。
最后，还有进化问题。由于阅读是一种相对较新的文化发明，人类不可能像哺乳动物进化出识别面孔那样进化出阅读文本的方式——根本没有足够的时间。这使得很难相信有一个专门用于阅读的大脑结构。
在迈克中风的十年前，图克尔托布已经表明，当孩子学习阅读时，他们大脑处理文本的位置和方式会发生变化。但是，由于孩子们也在学习走路、说话、写作以及其他人类行为，因此很难说哪些大脑变化是单独由识字引起的。经过一系列对首次学习阅读的成年人进行的研究，才最终确定了有关视觉词形区域的真相。
一个意想不到的机会
在21世纪之交，一大群哥伦比亚游击队员放弃了武器，并在战斗数十年后重新加入主流社会。由于没有受过正规教育，许多战士在 20 多岁时才第一次学会阅读。
在哥伦比亚戏剧的掩盖下，由西班牙巴斯克认知、大脑和语言中心科学主任曼努埃尔·卡雷拉斯领导的一组神经科学家看到了研究学习阅读如何改变成人大脑的机会。卡雷拉斯与伦敦大学学院的神经科学家凯瑟琳·普莱斯合作，使用核磁共振成像来跟踪前游击队员学习阅读时大脑的变化。他们发现，学习阅读与特定大脑区域灰质增大有关，并且这些区域内的大脑活动随着识字能力的提高而变得更加紧密地协调，这表明结构和功能变化是同时发生的。就像高通勤交通促进沥青铺路和拓宽道路以改善交通流量一样，与学习如何阅读相关的大脑活动促进了特定神经高速公路的加强，从而使专门的神经中心能够更有效地执行阅读的认知任务。
卡雷拉斯和普莱斯于 2009 年发表的调查结果充实了大脑的阅读网络，但没有发现任何支持视觉词形区域作用的证据。视觉词形区域案例的下一个重大进展来自法国卫生和医学研究所的神经科学家斯坦尼斯拉斯·德海纳。在 2010 年，德海纳提出，阅读网络建立在进化上更古老的功能之上，以牺牲这些功能为代价。为了检验他的假设，德海纳收集了文盲成年人、成年后学习阅读的人以及在童年时期接受教育的识字成年人。
通过比较这些群体，德海纳报告说，一个人越识字，视觉词形区域对其他视觉刺激（特别是对面孔）的反应就越少，而对写作的关注度就越高。与此同时，在阅读能力较差的人中，视觉词形区域对单词、面孔、形状和棋盘格的反应相对不加区分。正如德海纳预测的那样，当一个人学习阅读时，左侧下枕颞叶皮层会从一般的视觉识别中心转变为专门的单词识别中心，从而牺牲其他任务。
迈克的中风是谜题的最后一块：一个仅由视觉词形区域损伤引起的纯粹性失读症病例。与大多数科学知识一样，视觉词形区域的确切作用仍未解决。但是，它不再是一个神话。并且该区域如何从一般的视觉识别重新用于单词专家，提醒我们大脑在学习和治愈过程中如何有力地进行改造和适应——这些都是重要的过程。
多亏了这种大脑可塑性，迈克很快康复了。在圣路易斯大学的言语语言治疗师和助理教授惠特尼·波斯特曼的指导下（她在 NIH 的博士后工作重点是中风后失语症），迈克开始了有针对性的治疗，以帮助他克服功能词的困难。她设计了一种“强力方法”，在这种方法中，他可以在不同的语境中查看、复制、说出和拼写词汇列表。“这很像我们小时候学习使用这些功能词的方式，”波斯特曼说。
就迈克而言，他是一位积极性很高的学生。他和波斯特曼只进行了两次治疗。中风一个月后，他的逐字阅读能力大大提高。三个月后，他正在阅读工作中的病历和实验室数据——以及他的早报。