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《脑与阅读》:为什么人的灵长类脑会进行阅读?,大脑,神经,文化
2024-07-23 03:09:03
《脑与阅读》:为什么人的灵长类脑会进行阅读?,大脑,神经,文化

此时此刻,你的脑正在完(wan)成(cheng)一件惊人的壮举:阅读。你的眼睛跳跃地扫视着这个页面,每(mei)秒钟会停四五次,让你刚好可(ke)以认清一两个字。当然,你根(gen)本意识不到这种跳跃的摄入信息(xi)的过程,只有字词的读音(yin)和意义进入你的意识。但是,白纸上的几个黑色符号是如何投(tou)射(she)到你的视网膜上,并(bing)唤起脑中(zhong)的整个阅读过程的呢?这种唤醒的活动正像弗拉基米(mi)尔·纳博(bo)科夫(Vladimir Nabokov)在《洛(luo)丽塔》的开头几行所(suo)写的那(na)样:

洛(luo)丽塔,我的生命之光,欲念之火(huo)。我的罪恶,我的灵(ling)魂。洛(luo)—丽—塔,发音(yin)分三步,舌尖向上,从上颚往下(xia),轻轻落在牙齿上。洛(luo)—丽—塔。

洛(luo)丽塔,我的生命之光,欲念之火(huo)。我的罪恶,我的灵(ling)魂。洛(luo)—丽—塔,发音(yin)分三步,舌尖向上,从上颚往下(xia),轻轻落在牙齿上。洛(luo)—丽—塔。

阅读者的脑拥有一套复杂的机(ji)制(zhi),这个机(ji)制(zhi)能够(gou)恰(qia)到好处地适应阅读的需要。可(ke)是多(duo)少个世纪以来,人类的这种天赋一直都是难解之谜。现(xian)在,大脑这个“黑匣子”已经被(bei)打开,真正关于阅读的科学正在形成(cheng)。近20年来,心理学与神经科学方面的研(yan)究进展已经开始揭示出阅读神经回(hui)路的基本原理。现(xian)代脑成(cheng)像技术只需要短短的几分钟,就可(ke)以显示出我们在加工书面文字时大脑中(zhong)有哪些区(qu)域被(bei)激活。科学家(jia)能够(gou)对文字投(tou)射(she)到视网膜的每(mei)一个加工阶(jie)段进行追踪,这些阶(jie)段可(ke)以分别用一个基本问题(ti)来表示:这些是字母吗?它们看起来像什么?它们组成(cheng)了一个词吗?这个词的发音(yin)是什么?怎么读出来?词的意义是什么?

《但是还有书籍》(2019)剧照。

在这些实证基础上,一种阅读理论正逐渐成(cheng)形。这种理论假定,灵(ling)长类动物进化而(er)来的大脑神经回(hui)路可(ke)以用于识别书面单词。根(gen)据(ju)这种理论,阅读实际上是对神经网络的“再利用”。关于读写能力如何改变(bian)脑的研(yan)究正深刻地改变(bian)着我们对教育和学习障(zhang)碍的看法。而(er)新(xin)的矫正方案也正在构思当中(zhong),以期能适时应对不能解码文字的问题(ti),即阅读障(zhang)碍。

在21世纪,人们更了解汽车(che)是如何运作的,对自身大脑的运作机(ji)制(zhi)却知之甚少,这是一个非常奇怪且令人震惊的事(shi)实。教育系统的决策者们随(sui)着教育改革的浪潮左右摇摆,往往公然无视人脑是如何真正阅读和学习的。家(jia)长、教育家(jia)和政界人士经常会注(zhu)意到,教育方案与最新(xin)的神经科学研(yan)究发现(xian)之间存在着巨大的鸿沟(gou),但是通常来说(shuo),他们对于神经科学领域的发现(xian)如何促进教育发展的认识,只不过是从少数几张展示大脑运作的彩色图片中(zhong)得来的。遗憾的是,这种将大脑活动可(ke)视化的脑成(cheng)像技术目前还难以捉摸,而(er)且偶尔还会误导他人。新(xin)的阅读科学的发展历程是如此短暂,而(er)发展又非常迅速,相对而(er)言,科学界之外的人对这一领域还不了解。

《脑与阅读》,[法]斯坦(tan)尼斯拉斯·迪(di)昂(ang) 著,周加仙 译,湛(zhan)庐(lu)丨浙江教育出版社2024年2月版。

为什么阅读如此难以掌握?

阅读的习得在儿童成(cheng)长发展中(zhong)是非常重要的一步。许多(duo)儿童从一开始就存在阅读上的困难。调查表明,10%的成(cheng)人甚至不能掌握最基本的语篇(pian)理解技能。阅读能力背后的大脑运作机(ji)制(zhi)如时钟般精(jing)巧(qiao),我们几乎意识不到它的存在,但是要达到自动化的熟练(lian)阅读水平,却需要多(duo)年的努力。

为什么阅读如此难以掌握?大脑的神经回(hui)路在获得了阅读能力以后又会发生怎样的重大变(bian)化?是否存在一些能够(gou)更好地适应儿童大脑的教学策略呢?如果可(ke)能的话,什么样的科学能解释(shi),为什么拼读教学法,即系统地教授字母与读音(yin)对应关系的教学方法,要比整体(ti)语言教学法的效(xiao)果更好?尽管还有更多(duo)的问题(ti)有待(dai)解释(shi),但是对于上述这些问题(ti),新(xin)的阅读科学已经得到了越来越精(jing)确的答案。特别是,新(xin)的阅读科学揭示了早期的阅读研(yan)究错误地支持整体(ti)语言教学法的原因,以及近期有关大脑阅读网络的研(yan)究证明了这种错误之所(suo)在的机(ji)制(zhi)。

《但是还有书籍》(2019)剧照。

阅读的能力让我们认识到人脑的卓越非凡。为什么在所(suo)有的物种中(zhong)只有人类能够(gou)主动地自我教学呢?为什么人类如此独一无二,能传播精(jing)细复杂的文化?突触和神经元的生物性(xing)世界又是怎样与人类文化产物的王国相通相连的呢?阅读,还有写作、算术、艺术、宗(zong)教、农耕和城市生活,无一不显著地提升了灵(ling)长类脑的天生能力。人类突破了生物性(xing)限(xian)制(zhi)的条条框框,为自身打造了一个人工的文化环境,并(bing)教授自己阅读等新(xin)技能。然而(er)我们对自身的这种非凡能力仍知之甚少,有待(dai)进一步的理论解释(shi)。

神经生物学家(jia)的研(yan)究工具箱中(zhong),有一项基本技术叫“培养神经元”(putting neurons in culture,culture在此处为培养物的意思),即让神经元在培养皿中(zhong)生长。我把它再命名(ming)为“神经元的培养文化”(culture of neurons),这是一种全新(xin)的视角,从文化活动与神经网络的对应关系来看待(dai)人类文化活动。神经科学一贯致(zhi)力于解释(shi)儿童和成(cheng)人身上可(ke)观察(cha)到的行为规律,包括高(gao)级认知技能是如何在神经系统的基本结构中(zhong)形成(cheng)的。阅读为“神经元的培养文化”观点提供了最合适的试(shi)验台。我们正逐步了解汉语、希伯来语和英(ying)语等不同的文字系统是怎样印刻到大脑神经回(hui)路中(zhong)的。在对阅读的研(yan)究中(zhong),我们能在先天的神经结构与后天的文化能力之间明确地建(jian)立起直接的联系。我们也希望(wang)将这一神经科学的研(yan)究方法拓展到阅读以外的人类文化领域。

为什么人类的脑具有阅读的本能倾向?

如果重新(xin)审视脑与文化的关系,我们有必(bi)要探(tan)讨这样一个令人费解的问题(ti),我称之为“阅读的悖论”(reading paradox):为什么人的灵(ling)长类脑会进行阅读呢?

阅读作为一种文化活动仅仅出现(xian)了几千年之久(jiu),为什么人类的脑具有阅读的本能倾向呢?

有充(chong)分的理由(you)来解释(shi),为什么这个看似简单的问题(ti)可(ke)以被(bei)称作悖论。研(yan)究发现(xian),识字的脑具有专门的皮质机(ji)制(zhi)来精(jing)巧(qiao)地适应识别书面文字的活动。更令人感到意外的是,人类所(suo)共同拥有的这种机(ji)制(zhi)竟系统性(xing)地存在于相同的脑区(qu),就好像是个位(wei)于脑中(zhong)的阅读器官一样。

然而(er),文字系统在5400年前才从新(xin)月沃土地带(dai)诞生,而(er)且拼音(yin)文字本身也只有3 800年的历史。从人类进化的进程来看,这些时间跨度都是微不足道的。因此,在进化过程中(zhong),人类并(bing)没有充(chong)足的时间来形成(cheng)专门的阅读神经回(hui)路。我们的脑是基于一种基因蓝图而(er)建(jian)构起来的,这一蓝图让我们的祖先通过狩猎(lie)采集得以生存。也就是说(shuo),我们的灵(ling)长类脑原本是为了适应非洲大草(cao)原的生活而(er)“设计”的,而(er)如今我们却兴趣盎然地运用它来阅读纳博(bo)科夫和莎士比亚的作品。进化中(zhong)并(bing)不存在任(ren)何因素帮助我们通过视觉来理解语言,但脑成(cheng)像研(yan)究表明,成(cheng)人的脑中(zhong)确实存在着专门用于阅读的固定回(hui)路。

阅读的悖论不禁让人联想到威廉·佩利(William Paley)神父旨在证明造物主存在的比喻。他在《自然神学》(Natural Theology,1802)一书中(zhong)假设了这样一个场景:在一片荒原中(zhong)发现(xian)一块构造精(jing)密的计时手表。他认为,这不就明证了世界上存在一位(wei)灵(ling)巧(qiao)的钟表匠人,有意制(zhi)造出了这块表吗?同样,佩利断言道,在生物体(ti)中(zhong)发现(xian)的种种精(jing)巧(qiao)设置,比如人眼那(na)令人叹为观止的神奇机(ji)制(zhi),都证明了大自然也是由(you)一位(wei)超凡的匠人精(jing)心雕琢的杰作。

达尔文证明了自然选(xuan)择就能产生高(gao)度有序的结构,这有力地驳斥了佩利的观点。即使生物有机(ji)体(ti)看似是出于特定目的而(er)设计出来的,但进一步的考察(cha)表明,这些有机(ji)体(ti)的组织(zhi)结构并(bing)不完(wan)美,不像是出自一位(wei)万(wan)能的造物主之手。这种种欠缺(que)都证明了进化并(bing)没有受到造物主的指引,而(er)是顺应了生存竞争中(zhong)的随(sui)机(ji)原则。举例(li)来说(shuo),在视网膜上,血管和神经纤维位(wei)于光感受器前方,这样就阻断了部(bu)分摄入光线,从而(er)导致(zhi)了盲点的存在,这种结构设计就是十分粗糙的。

《我不是笨小孩》(2021)剧照。

斯蒂芬·杰伊·古尔德(Stephen Jay Gould)追随(sui)达尔文的足迹,搜罗了许多(duo)自然选(xuan)择的缺(que)憾样例(li),这其中(zhong)包括熊猫的拇指。英(ying)国的进化论者理查德·道金斯(Richard Dawkins)也论证了为何眼或翅膀的精(jing)巧(qiao)机(ji)制(zhi)只能是自然选(xuan)择的结果,或者说(shuo)是“瞎(xia)子钟表匠”的手工作品。这些都表明,达尔文提出的进化论似乎才是我们所(suo)见的自然“设计”的唯一源头。

然而(er),在对阅读这一行为进行解释(shi)时,佩利的比喻则在另一层面上存在问题(ti)。从复杂程度和纯粹设计上讲,钟表般精(jing)密的大脑阅读机(ji)制(zhi)和荒原上的手表相差无几。大脑阅读机(ji)制(zhi)的整个组织(zhi)结构都服(fu)务于又快又好地解码书面文字这一简明的目的。但无论是万(wan)能造物主的假说(shuo),还是通过自然选(xuan)择进化的理论,似乎都没能对阅读的形成(cheng)做出令人信服(fu)的解释(shi)。如果说(shuo)用于阅读的神经回(hui)路是进化产生的,时间上又远远不够(gou)。那(na)么我们的灵(ling)长类脑又是如何习得阅读的呢?在书写出现(xian)以前,我们的大脑皮质已经经历了上百万(wan)年的发展演化,我们的脑为何能应对书面文字识别所(suo)带(dai)来的挑(tiao)战呢?

脑可(ke)以无限(xian)适应文化吗?

在社会科学中(zhong),鲜有人从生物学角度对阅读、算术或艺术的习得进行解读。直到最近,少数社会科学家(jia)才认识到脑生物学和进化论与他们的领域实际上是紧密相联的。即使是今天,大部(bu)分学者仍默默相信一种极不成(cheng)熟的脑模(mo)型,认为脑是具有无限(xian)可(ke)塑(su)性(xing)的器官,它的学习能力非常广,可(ke)以说(shuo)人类活动是不受限(xian)制(zhi)的。这并(bing)不是新(xin)出现(xian)的观点,我们甚至可(ke)以追溯其历史至英(ying)国经验主义者约翰·洛(luo)克(John Locke)、大卫·休谟(David Hume)和乔治·贝克莱(George Berkeley)的学说(shuo),他们认为人脑是一块白板,通过五种感官不断从所(suo)处的自然环境与文化环境中(zhong)学习,由(you)此在这块白板上刻下(xia)痕迹。

虽(sui)然这种“白板”的观点否认了人体(ti)生物基础的存在,但多(duo)数人仍毫无异议(yi)地接受。这一观点属于“标准社会科学模(mo)型”(standard social science model),这一模(mo)型受到了多(duo)数人类学家(jia)、社会学家(jia)、部(bu)分心理学家(jia),甚至少数神经科学家(jia)的广泛认同,他们把脑皮质表面看作是“功能等势的、并(bing)不存在区(qu)域特异性(xing)的结构”。他们还认为,是文化的浸润逐渐且灵(ling)活地塑(su)造出了人性(xing)。根(gen)据(ju)这种理论,因纽特人、亚马孙雨(yu)林狩猎(lie)采集部(bu)落以及纽约上东区(qu)家(jia)庭的孩子应该(gai)是千差万(wan)别的,色彩感知、音(yin)乐欣(xin)赏(shang)、是非观念都随(sui)文化情境的改变(bian)而(er)不同,因为人脑除了学习能力之外,几乎不存在稳定的结构。

经验主义者们进一步断言,与其他物种不同,人脑能够(gou)不受生物特性(xing)的限(xian)制(zhi)来吸(xi)收各种形式的文化。从这种理论观点来看,探(tan)讨阅读等文化产物背后的脑机(ji)制(zhi)就好像分析莎士比亚戏剧的原子组成(cheng)一样,是毫无意义的。

《我不是笨小孩》(2021)剧照。

我驳斥了脑可(ke)以无限(xian)适应文化这种过于简单的观点。有关脑阅读回(hui)路的最新(xin)研(yan)究证据(ju)表明,脑功能等势说(shuo)是不合理的。可(ke)以确信的是,如果人脑不具备学习的能力,那(na)么人也就无法掌握英(ying)语、日语或阿拉伯语的特定书写规则,但这种学习受到严格的限(xian)制(zhi),并(bing)且其背后的机(ji)制(zhi)本身也是由(you)基因严格决定的。人与人之间的脑结构类似,而(er)且与其他灵(ling)长类动物的脑仅存在微小的差异。解码书面文字所(suo)激活的脑区(qu)四海皆同。无论是学习阅读法语还是中(zhong)文,都是在由(you)基因限(xian)定的神经回(hui)路中(zhong)进行的。

基于以上研(yan)究资料(liao),我提出一种全新(xin)的神经与文化相互作用的假说(shuo),从根(gen)本上驳斥文化相对主义,从而(er)有效(xiao)解释(shi)阅读的悖论。我把这一假说(shuo)称作“神经元再利用”(neuronal recycling)假说(shuo)。这一假说(shuo)认为,人脑结构遵循严格的基因限(xian)制(zhi),但仍有少数神经回(hui)路进化出了一定的可(ke)变(bian)性(xing)。例(li)如,部(bu)分视觉系统并(bing)非与生俱来,而(er)是持续地接受后天环境的塑(su)造而(er)形成(cheng)的。正是在这样一个结构尚不完(wan)备的脑中(zhong),也正是因为视觉具有可(ke)塑(su)性(xing),原始文字才能够(gou)促成(cheng)阅读能力的形成(cheng)。

总之,基因决定的一系列神经回(hui)路提供了一些“预表征”(pre-representation),或者说(shuo)是一些预先假设,让大脑能够(gou)预想一些所(suo)处环境里(li)未来的发展变(bian)化。在脑的发育过程中(zhong),学习机(ji)制(zhi)选(xuan)择最适合特定环境的预表征。文化素养形成(cheng)于脑可(ke)塑(su)性(xing)的基础之上。脑并(bing)不像一块白板那(na)样吸(xi)收周围环境中(zhong)的一切信息(xi),而(er)是根(gen)据(ju)不同的用途进行最少的调整,来适应特定的文化的。同样,脑也不是一片空地,可(ke)以随(sui)意地让各种文化建(jian)筑建(jian)在上面,脑是一种能够(gou)局部(bu)转变(bian)用途的精(jing)巧(qiao)装置。学习一项新(xin)技能时,我们是再利用了原始灵(ling)长类脑中(zhong)的某(mou)些神经回(hui)路。当然,前提是这些神经回(hui)路能够(gou)接受后天环境的塑(su)造。

本文选(xuan)自《脑与阅读》,为该(gai)书的导论部(bu)分,较原文有删节修改,已获得出版社授权刊发。

原文作者/[法]斯坦(tan)尼斯拉斯·迪(di)昂(ang)

摘编(bian)/何也

编(bian)辑/张进

导语校对/王心

发布于:北京市
版权号:18172771662813
 
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