（基础心理学专业论文）新语言学习中vwfa选择性的变化.pdf

目录 i l l ll 11 11 111f i ll if lu i y 18 8 2 6 8 4 摘| 要i a b s t r a c t i i 英文缩写词表i v 1 文献综述1 1 1v w f a 是词形选择性加工区域1 1 2 关于v w f a 词形选择性的争论3 1 3v w f a 词形选择性的可重复性3 1 4 v w f a 词形选择性的可塑性。5 1 5 阅读经验和v w f a 词形选择性的关系尚不清楚8 2 问题提出与研究框架1 0 2 1 问题提出与研究框架1 0 2 2 研究的意义及创新之处1 l 3 实验一v w f a 词形选择性区域的可重复性研究1 2 3 1 实验目的与方法1 2 3 2 结果1 6 3 3 讨论18 4 实验。二新语言学习中v w f a 词形选择性的可塑性2 0 4 1 实验目的与方法2 0 4 2 结果。2 3 4 3 讨论2 6 5 总讨论和结论2 8 5 1 总讨论2 8 5 2 结论2 9 6 研究不足与展望3 0 6 1 研究不足3 0 6 2 展望3 0 参考文献3 l j 改谢3 7 科研成果及参与课题。3 8 西南大学硕士学位论文 摘要 新语言学习中v w f a 选择性的变化 基础心理学专业 指导教师 硕士研究生雷成 李红教授 摘要 视觉词形加工区( v i s u a lw o r df o r ma r e a ，v w f a ) 是左侧枕颞区梭状回中部外侧的一 个皮层区域，被认为是字词加工的基本脑功能区，对词形信息进行选择性表征。大量研究表 明，阅读经验在v w f a 词形选择性的形成和发展中发挥了关键的驱动作用，本项目拟在前人 发现的基础上，通过两个研究进一步探索v w f t 的可塑性机制，主要探讨了v w f t 词形选择性 的可重复性、以及新语言学习中v w f a 功能的可塑性变化及其神经机制。 实验一，采用f m r i 技术考察在十个月内的重复扫描中，被试v w f a 的定位和功能的可 重复性。刺激为汉字、英语和面孔。结果发现：不论是以汉字还是英语来定位的v w f a 都 具有良好的可重复性，在十个月内的重复测试中，峰值坐标平均变异约2 7 m m ；且r o i 内 神经元对熟悉词形( 汉字或英语) 的选择性也保持稳定。 实验二，通过纵向追踪范式考察被试学习阿拉伯语过程中v w f a 功能的可塑性机制。刺 激为汉字、面孔和阿拉伯语。结果发现：通过学习被试v w f a 区域皮层对阿拉伯语的选择性 显著增加，但自然学习引起的选择性增加比常用的短期人工符号培训方法引起的改变更为缓 慢，并呈现出阶段性；在前测中被试的v w f a 区域对阿语反应显著高于面孔，且阿语选择性 r o i 定位在重复测试中保持稳定( 峰值坐标平均变异约3 3 r a m ) 。 总之，( 1 ) 被试v w f a 的定位和功能均具有良好的可重复性，表明以往研究中对v w f a 区域的功能定位是可靠的；( 2 ) 自然学习中，阅读经验的增加驱动了v w f a 对新词形选择 性的增加，但其变化速度显著慢于短期人工符号培训，提示二者的可塑性机制可能根本不 同。( 3 ) 除阅读经验以外的其他因素，如v w f a 区域神经元本身的功能特性，及母语阅读 神经网络等，均可能有助于新词形选择性的形成。 关键词：功能性磁共振成像( 伽) ，视觉词形加工区( v 帆) ，可重复性，可 塑性，神经机制 r e s o n a n c ei m a g i n g ( f m r dt o i n v e s t i g a t e d , w i t h i n s u b j e c tr e p r o d u c i b i l i t y o f s e l e c t i v i t yi nv w f a a n dt h en e u r a lm e c h a n i s m so ff u n c t i o n a lp l a s t i cc h a n g e so ft h i s a r e a l u s i n gt h ef m r it e c h n i q u e ，s t u d y1t r a c k e dt h ew i t h i ns u b j e c tr e p r o d u c i b i l i t yo f s e l e c t i v i t yi nv 、ab e t w e e ns c a n n i n gs e s s i o n ss e p a r a t e db y1y e a r r e p r o d u c i b i l i t y w a sv e r y h i 曲f o rb o t h o fc h i n e s e - c h a r a c t e r - s e n s i t i v ev w f a ( c v w f a ) a n d e n g l i s h - w o r d - s e n s i t i v ev w f a ( e v w f a ) b e t w e e ns c a n n i n gs e s s i o n ss e p a r a t e db y n e a r l y1y e a r t h em e a nd i s t a n c eb e t w e e np e a kv o x e l so ft h es a m ea r e al o c a l i z e db y u s i n gd i f f e r e n tf u n c t i o n a lr u n sw a sl e s st h a n3 m m ，a n df u n c t i o n a lr e p r o d u c i b i l i t y ，a s e x p r e s s e db yt h es t a b i l i t yo ft - v a l u e sa c r o s ss e s s i o n sw a sh i 曲i nb e t w e e n - s e s s i o n c o m p a r i s o n sa sw e l l s t u d y2u s e dal o n g i t u d i n a lr e s e a r c hp a r a d i g mt of u r t h e ri n v e s t i g a t e dt h en e u r a l s u b s t r a t e so ft h ep l a s t i c i t yo fv i s u a lw o r ds e l e c t i v i t yi nv w f ad u r i n gc l a s s r o o m t r a i n i n go fa r a b i ci ns u b j e c t s 、v ef o u n dt h a tv w f ar e s p o n s et ot h ea r a b i cw o r d s t t 两南大学硕士学位论文a b s t r a c t w a ss i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e da f t e rt r a i n i n g ，w h i l et h i sc l a s s r o o mt r a i n i n g - i n d u c e d c h a n g ei nn e u r a la c t i v i t i e sw a ss i g n i f i c a n t l ys l o w e ri nc o n t r a s tw i t ht h ea r t i f i c i a l s t i m u l it r a i n i n gu s e di nm o s tp r e v i o u ss t u d i e s ，a n dc h a n g e di ns t a g ef o r m ；a tt h e p r e - t r a i n i n gs t a g e ，s u b j e c t ss h o w e ds i g n i f i c a n ts e l e c t i v i t yi nv w f af o ra r a b i cw o r d s t h a nf a c ei nl o c a t i o nj u d g e m e n tt a s k ，a n dt h em e a nd i s t a n c eb e t w e e np e a kv o x e l so f t h es a m ea r e al o c a l i z e db yu s i n gd i f f e r e n tf u n c t i o n a lr u n sw a sa b o u t3 3 m m i nc o n c l u s i o n , 1 ) t h ef i n d i n g sd e m o n s t r a t e ，w i t h i n s u b j e c t s ，h i 曲- l e v e l c a t e g o r y - s p e c i f i cv i s u a la r e a sc a nb el o c a l i z e dr o b u s t l ya c r o s ss c a n n i n gs e s s i o n s ， w h i c hs u g g e s tt h ef u n c t i o n a ll o c a l i z e ru s e di np r e v i o u ss t u d i e s ( a n do u rs t u d y2 ) i s s t a b l e ；2 ) o u rs t u d yc l e a r l yi l l u m i n a t e st h a tt h ep l a s t i c i t yo ft h ev w f ac a nb e s h a p e db yc l a s s r o o mt r a i n i n g ，b u tm u c hm o r es l o w e rt h a ns h o r t - t e r ma r t i f i c i a ls t i m u l i t r a i n i n g ，i n d i c a t et h en e u r a ls u b s t r a t e so fp l a s t i c i t yi n d u c e db yc l a s s r o o mt r a i n i n g m a y b ed i f f e r e n tf r o ms h o r t - t e r ma r t i f i c i a ls t i m u l it r a i n i n g 3 ) i na d d i t i o nt or e a d i n g e x p e r i e n c e ，o t h e rf a c t o r ss u c ha st h eo r i g i n a lf u n c t i o no fv w f aa n dt h er e a d i n g n e u r a ln e t w o r ks h a p e db yn a t i v el a n g u a g el e a r n i n gm a ya l s oc o n t r i b u t e dt ot h ep l a c i t y o fn e wm o r p h o l o g i c a ls e l e c t i v i t y k e yw o r d s - f m 对，v w f a ，r e p r o d u c i b i l i t y , p l a s t i c i t y ，n e u r a lm e c h a n i s m i i i - l v w f a f m l u r o i e b a p p l a f f l a l c d g l m h r f 英文缩写词表 v i s u a lw o r df o r ma r e a 视觉词形加工区 f u n c t i o n a lm a g n e t i cr e s o n a n c ei m a g i n g 功能磁共振成像 r e g i o no fi n t e r e s t e d 感兴趣区域 e x t r a s t r i a t eb o d ya r e a 外侧纹状体躯体区 p a r a h i p p o e a m p a lp l a c e a l g a旁海马回位置区 f u s i f o r mf a c ea r e a g e n e r a ll i n e rm o d e l 梭状回面孔区 局部特征探测器 一般线性模型 h e m o d y n a m i cr e s p o n s ef u n c t i o n 血液动力学函数 i v 两南大学硕+ 学位论文文献综述 1 文献综述 阅读是人类获取知识、存储知识和交流信息的重要途径，甚至也是从事科学研究的基本 技能之一。然而阅读并不是与生俱来的能力，必须通过长时间系统的学习才能获得。字词识 别是阅读的基础和基本功能，而位于左侧梭状回中部外侧的视觉词形加工区( v i s u a lw o r df o r m a r e a , v w f a ) 被认为是字词加工的基本脑功能区，因此阐明v w f a 的功能特性对揭示阅读的神 经机制具有重要和根本的科学意义。 1 1v w f a 是词形选择性加工区域 熟练阅读者可在2 0 0 m s 内准确辨认一个单词，且这种高效性和准确性几乎不受文字大小、 字体、空间位置、大小写等因素的影响，具有明显的抽象表征和整体加工特征。因此，阅读 心理学提出，在阅读早期阶段，存在一个视觉字词形( v i s u a lc h a r a c t e r w o r df o r m ) 或正字法 ( o r t h o g r a p h y ) 水平的加工过程，在此过程中文字被平行分解成有序且熟悉的视觉单元( 如 字母、字母组合、笔画、部件或整个字词) ，从而形成对字词的抽象视觉表征( m a r s h a l l & n e w c o m b e ，1 9 7 3 ；p a t t e r s o n & s h e w e l l ，1 9 8 7 ；d e h a e n e ，c o h e n , s i g m a n & v i n c k i e r ，2 0 0 5 ) 。 近期研究显示，人脑中存在一个专门化的功能区域进行文字信息的快速自动化与精细加 工。脑功能成像研究发现，无论与注视点、棋盘格等低水平视觉刺激相比( b e a u r e g a r d ，e la 1 ，1 9 9 7 ； f i e z & p e l e r s e n , 1 9 9 8 ；t a r k i a i n e n , e ta 1 ，1 9 9 9 ；p o l lc ta 1 ，2 0 0 2 ；j o b a r d ，e la 1 ，2 0 0 3 ；c o h e n ，e la 1 ， 2 0 0 0 ；c o h e n , e la 1 ，2 0 0 2 ；c o h e i l ，e ta 1 ，2 0 0 3 ；c o h e n & d e h a e n e ，2 0 0 4 ；p a m m e r , e la 1 ，2 0 0 4 ； g a l l i a r d , e la 1 ，2 0 0 6 ) ，还是与面孔、房屋、工具等高级视觉刺激对比( p u c e ，e la 1 ，1 9 9 6 ；g a u t h i e r , e ta 1 ，2 0 0 0 苟h a s s o n , e la 1 ，2 0 0 2 ；g a i l l a r d ，e ta 1 ，2 0 0 6 ；b a k e r , e ta 1 ，2 0 0 7 ；b e n - s h a c h a r , e la 1 ， 2 0 0 7 ) ，位于左侧梭状回中部外侧的一块脑区( 图1 ) 均表现出对文字刺激更强的激活；且其激 活强度与字体、呈现位置、尺寸和大小写等特征无关( c o h e n ，e ta 1 ，2 0 0 0 ；d e h a e n e ，e ta 1 ，2 0 0 1 ； d e h a e n e ，e la 1 ，2 0 0 4 ；d e h a e n e ，2 0 0 5 ；p o l k & f a r a h , 2 0 0 2 ) i 而听觉呈现单词并不激活该脑区 ( d e h a e n e ，e ta 1 。2 0 0 2 ) 。由此，c o h e n 等认为该区域负责视觉词形信息的抽象表征过程，是对 文字刺激具有类别选择性的特异性大脑模块，并将其命名为视觉词形加工区( v i s u a lw o r df o r m a r e a ，v w f a ) ( c o h e n , e ta 1 ，2 0 0 0 ；c o h e n , e ta 1 ，2 0 0 2 ) 。 西南大学硕士学位论文 文献综述 a l r b 嘲 l 图l 超高场( 7 t ) 高分辨率f m ri 条件下v w f a 的位置，和局灶性w f a 损伤病例的结构像 另外，应用e r p 技术的相关研究为v w f a 的字词选择性提供给时间信息证据。大量研究 发现，与控制刺激相比，文字刺激在1 7 0 m s 左右诱发了一个显著增大的负成分，表现为左半 球优势，而且对正字法敏感( b e n t i n , e ta 1 ，1 9 9 9 ；g r o s s i & c o c h , 2 0 0 5 ；s i m o n , e ta 1 ，2 0 0 6 ；s i m o n , e ta 1 2 0 0 4 ；t a r k i a i n e n , e ta 1 ，1 9 9 9 ) ，该成分被命名为n 1 7 0 。综合利用f m r i 和e r p 技术的研 究发现，文字诱发的n 1 7 0 波幅与左侧v w f a 周围区域激活强度有显著相关( b r e me t a 1 2 0 0 6 ；c o h e ne ta 1 。2 0 0 0 ) 。n 1 7 0 成分与左侧枕颞区腹侧( 包括v w f a ) 的神经活动有密切关 系( s c h l a g g a re ta 1 ，2 0 0 7 ) n 1 7 0 溯源分析的结果与v w f a 重叠( b r e m ，e ta 1 ，2 0 0 6 ；s c h l a g g a r & m c c a n d l i s s 2 0 0 7 ) 。近期研究还发现，文字诱发的m 1 7 0 成分主要分布在左侧的候补枕一颞皮 层( t a r k i a l n e ne ta 1 ，1 9 9 9 ) 。因此，左侧化的n 1 7 0 是反映左侧v w f a 神经活动动态的良好指 标。 对局灶性脑损伤病人的研究进一步证明了v w f a 对文字识别的必要性。左侧枕颞沟皮质 损伤( 如图1 b ) 的病人通常会出现纯失读( p u r ea l e x i a ) 。纯失读病人的典型表现是逐个字母 地拼读策略( 1 e t t e r - b y 1 e t t e rr e a d i n g ) 来识别所看到的单词。例如看到单词“h a p p y ”，患者只能 逐个的朗读出“h - a - p - p - y 五个字母，才能说出整个单词“h a p p y ”。因此，患者识别整个单词 的时间明显增加，即出现了词长效应( w o r dl e n g t he f f e c t ) ( w a r r i n g t o na n ds h a l l i c e1 9 8 0 ； b e h r m a n ne ta 1 1 9 9 8 ；c o h e ne ta 1 2 0 0 0 ；c o h e ne ta 1 2 0 0 3 ；c o h e na n dd e h a e n e2 0 0 4 ) 。c h a n o i n e 等( 1 9 9 8 ) 还发现，纯失读患者存在字母的大小写匹配缺陷。表现为当以数字作为干扰刺激 时，病人对字母大小写匹配任务的完成毫无困难，但是当以其它字母作为干扰刺激时却出现 2 一圜 西南大学硕士学位论文文献综述 了严重障碍( c h a n o i n ee t a l 1 9 9 8 ) 。然而他( 她) 们通常保留了基本正常的口语产生、听觉理解、 书写能力和其它物体的识别能力( a r g u i n & b u b ，1 9 9 3 ；b e h r m a n n , e ta 1 ，1 9 9 8 ) 。表现为词形加工 同一般视觉客体的加工在功能上的分离。但由于这些患者脑损伤的部位较广泛，因此对结果 的解释仍有很大分歧。v w f a 对文字加工必要性的较直接证据来自g a l l i a r d 等( 2 0 0 6 ) 对手 术局灶切除v w f a 后外侧脑组织病例的研究。该患者术前阅读能力正常，并可激活v w f a ， 而术后出现纯失读。 1 2 关于v w f a 词形选择性的争论 如前文所述，大量证据表明，v w f a 对视觉词形具有很强的选择性。然而，针对v w f a 词 形选择性的本质，即该区域的词形选择性究竟是通过何种神经机制出现的，这个问题还存在 激烈的争论。目前主要的理论假说有“模块化”假说和“分布式”假说。 模块化假说认为，脑对信息加工是以“模块化”的方式进行的( s p i r i d o n & k a n w i s h e r , 2 0 0 2 ； y o v e l & k a n w i s h e r , 2 0 0 4 ；d o w n i n g e ta 1 。2 0 0 6 ) ，是一种领域特异性( d o m a i n s p e c i f i c ) 的大脑 功能模块( m o d u l e ) 。按照这种假说，左侧v w f a 的词形选择性是一种类别选择性，v w f a 是针 对熟悉的文字刺激进行特异性抽象表征的区域。该假说的支持证据来自于枕颞区皮层一系列 类别选择性区域的发现( s p i r i d o n & k a n w i s h e r2 0 0 2 ；y o v e l & k a n w i s h e r2 0 0 4 ；d o w n i n ge ta 1 2 0 0 6 9 如f f a 是负责面孔加工的特异性脑模块等( k a n w i s h e r ，2 0 1 0 ) 。目前针对v w f a 功能 本质的主流观点认为，该区域的主要功能是加工正字法规则( m c c a n d l i s s ，e ta 1 ，2 0 0 3 ) ，而正 字法规则是文字所特有的，因此也可以看作是模块化观点的一个例子。其支持证据为，v w f a 对人工组合但符合正字法的字符串( 假词) 具有与真词几乎相同的反应( p o l k & f a r a h ，2 0 0 2 ； j a m e s ，e ta 1 ，2 0 0 5 ) ，而对不能拼读的辅音字母串反应则显著降低( c o h e n , c ta 1 ，2 0 0 2 ) 等实验证 据的发现。 分布式假说则认为信息是“分布式”表征的，神经元按某种原则以“连续”的方式组织 在一起，相邻的神经区域表征相似特征或相似维度，各个区域并非独立，而是分布式的、协 同的( h a x b y e ta 1 ，2 0 0 1 ) 。按照这种假说，左侧w f a 可能只是广泛分布的视觉加工网络的一 部分，其功能本质是领域一般性的。如最近有研究表现，恒河猴的颞叶下部对经过训练的文 字符号有较强的反应，且对普通图片的高频成分比低频成分有更强的反应( b i l e n k o , e ta 1 ， 2 0 0 8 ) 。这些研究似乎提示，梭状回外侧的词形选择性是因其对某些特定的视觉特征维度( 如 高空间频率信息) 更敏感而引起的。 1 3v w f a 词形选择性的可重复性 1 3 1v w f a 词形选择性的被试问可重复性 由于每个人的大脑形状差异很大，确定v w f a 的被试问一致性，需要将功能成像的数据 一一一_ 一 西南大学硕士学位论文文献综述 贴到一个统一的脑模板上，比如t a l 觥h 坐标系或者用于s p m 中的m n i 模板，由于需要进行 空间转换，被试问v w f a 位置差异的考察相对来说不够精确，但总体来说大多数选择性区域 在不同人群中的位置是非常稳定的。如，s o n g 等人的研究中在所有参与实验的1 0 个被试中都 成功定位出了对汉字和英语敏感的v w f a ，二者的重叠部分达到4 8 ( s o n g e ta 1 ，2 0 0 9 ) 。c o h e n 等综合多篇成像研究数据的综述中认为v w f a 在被试问的差异小于5 r a m ( c o h e ne ta 1 ，2 0 0 3 ) 。 1 3 2v w f a 词形选择性的跨文字可重复性 v w f a 词形选择性的证据大多来自英语、法语等拼音文字( c o h e n , e ta 1 ，2 0 0 0 ；c o h e n , e t a 1 ，2 0 0 2 ；c o h e n ，e ta 1 ，2 0 0 3 ；c o h e n & d e h a e n e ，2 0 0 4 ) 。而不同的文字系统在包括视觉特征在内 的许多方面都存在着很大的差异，如与二维线条形的拼音文字相比，汉字是方块形文字，并 且其形音对应规则也与拼音文字有很大区别。汉字的这些特征是否影响其神经加工模式成为 一个值得关注的问题。k u o 等( 2 0 0 4 ) 的研究发现，汉字的视觉词形加工区与拼音文字相比更 靠近内侧；而s i o k 等( 2 0 0 4 ) 的研究结果提示，汉字的视觉词形加工区更靠近大脑的后下方。 b o l g e r 等( 2 0 0 5 ) 则对汉字和拼音文字字形加工的脑成像结果进行元分析，认为，尽管不同文 字系统均引起了左侧枕颢沟皮层的激活，但汉字比拼音文字的视觉词形加工区更靠近背侧。 而l i u 等( l 沁e ta 1 ，2 0 0 8 ) 的研究则认为，汉语母语者的视觉词形加工区与英语母语者的视觉词 形加工区位于相同位置。因此，目前对于不同文字系统是否存在一致、可重复的词形选择性 v w f a ，仍然存在争议。 1 3 3v w f a 词形选择性的跨情景可重复性 依据严格的领域特殊的假设，类别选择性区域对特定类别刺激的响应优势应该在与所有 其他类别刺激的对比中显现。因此，可以假设选择性不会因为对比基线的不同而显著改变， 即类别选择性区域在所有的对比中，对优势类别的反应都应显著的高于非优势类别( k a n w i s h e r , m c d e r m o t t & c h u n ，1 9 9 7 ) 。并且相对来说不会随着实验任务需求的不同而出现显著的差异。 v w f a 词形选择性在不同实验情境中的跨情景可重复性研究为探索其选择性特征提供会聚的 证据。 对比基线方面：如前文所说，在与多种高水平和低水平视觉刺激如棋盘格、面孔等的对 比中，v w f a 都一致地表现了对词形的选择性敏感。 任务需求方面：研究表明不论在要求主动视觉识别的命名任务( d e h a e n e ，n a c c a c h e ，c o h e n , b i h a n ，m a n g i n , p o l i n ee ta 1 ，2 0 0 1 ) 中，还是不要求识别的被动任务( 运动方向判断任务) 中( b a k e r e ta 1 ，2 0 0 7 ) 研究者都一致的发现了v w f a 对熟悉词形的反应显著高于控制刺激。因此，v w f a 的词形选择性具有良好的跨情景的可重复性。 4 西南大学硕士学位论文文献综述 1 3 4 v 慨词形选择性的跨时间可重复性 研究类别选择性脑区的常用策略是通过功能定位( t h ef u n c t i o n a ll o c a l i z a t i o na p p r o a c h ) 来 确定每个被试的类别选择性区域的位置( 如通过对比文字和物体线条图的激活来定义 v w f a ) ，即通过确定感兴趣区域( r e g i o no f i n t e r e s t ，r o i ) 的办法来定位类别选择性脑区，。 而功能定位方法依赖于r o i 的位置和其选择性的跨时间和跨实验情境的稳定性( p e e l e n & d o w n i n g ，2 0 0 5 ) 。有研究者认为，一次扫描的峰值可能仅仅是巨大的分布式网络的一部分， 并没有比别的区域贡献更多或者更少( h a x b ye ta 1 ，2 0 0 1 ) 。因此对类别选择性区域的位置和反 应模式的可重复性测量就对解释实验结果非常关键。 目前已有的可重复性研究多针对功能定位较明显的区域如基本运动( r a m s e ye ta 1 ，1 9 9 6 ； t e g e l e re ta 1 ，1 9 9 9 ；y e t l d ne ta 1 ，1 9 9 6 ) 躯体感觉区等( y e t k i ne ta 1 ，1 9 9 6 ) 。针对高级视觉功能 区神经反应可重复性的研究还比较少见，而由于高级类别选择性区域的功能特性更为复杂和 不够确定等特点，确定这些区域的功能稳定性对解释大脑神经功能活动的一般规律具有更加 重要的意义。p e e l e n 等对腹侧视觉皮层的类别选择性区域，如外侧纹状体躯体区( e x t r a s t r i a t e b o d ya r e a ，e b a ) 、旁海马回位置区( p a r a h i p p o c a m p a lp l a c ea r e a ，p p a ) 、梭状回面孔区( f u s i f o r m f a c er r e a ，f f a ) 等分别对身体部位、场景和位置以及人类面孔具有选择性的脑区选择性的可 重复性进行了研究，发现在间隔三周的两次扫描中，这些脑区的类别选择性都具有很高的可 重复性( p e e l e n & d o w n i n g ，2 0 0 5 ) 。v w f a 词形选择性的跨时间可重复性研究，目前还处于 空白状态。这个问题将在本文的实验一中进行探讨。 1 4v w f a 词形选择性的可塑性 1 4 1v w f a 对词形的选择性是经验驱动的 文字的形成大约只有5 4 0 0 年的时间( d e h a e n e ，2 0 0 4 ) ，文字大范围普及使用的历史则更 短，并且在很长的一段历史时期内识字、阅读只是少数人的特权。+ 这意味着，文字特异性区 域基本不可能是通过自然选择机制形成的。即人类个体出生时，大脑中不太可能存在预置的 “视觉词形选择性加工区”。 第一，左侧o t s 文字加工区对熟悉的文字更为敏感 b a k e r 等人的研究中对比了美国( 英语单语者) 和以色列被试( 希伯来语和英语双语者， 但希伯来语是其母语) 看到英语和希伯来语时的腹侧视觉区的神经活动差异，发现被试v w f a 区域对阅读经验丰富的母语的神经反应显著高于不熟悉语种( 图2 ) ( b a k e re ta 1 ，2 0 0 7 ) 。更进 一步，v i n k e r 等人2 0 0 7 年的研究证明，即使在母语中，常见的字母组合引起的激活也大于相 对陌生的字母组合( v i n k e re ta 1 ，2 0 0 7 ) 等。视觉经验丰富的文字相对于不熟悉的文字引起左 侧v w f a 更强的神经反应，由此推断，左侧v w f a 对的词形选择性应该是在后天的阅读经验中。 5 西南大学硕士学位论文文献综述 形成的( b a k e re ta 1 。2 0 0 7 ) 。然而，实验中对不熟悉文字的加工是否会受到已掌握文字的神经 网络的影响仍然不得而知。 - 3oao1 2 51 8翻 帅 i a 碡町 4o3e91 2t 5l 翻 矗怕( a o n c a ) 卅o 心 澎 观 6 7 3 8 m 叩n 图2 美国( 右) 和以色列( 左) 被试看到英语和希伯来语时w o f a 的神经活动差异( b a k e re t a 1 ，2 0 0 7 ) 第二，儿童左侧v w f a 附近皮层激活与阅读技能相关 在发展研究中，有研究者发现相对于年龄因素来说，左侧枕颞沟皮层的b o l d 信号强度与 阅读技能的关系更加密切( s h a y w i t ze ta t ，2 0 0 2 ) 。另一项对阅读障碍儿童的为期两年的追踪干 预研究中，也得到了阅读训练干预导致左侧枕颞沟皮层在阅读任务中反应增强的结果 ( s h a y w i t ze ta 1 ，2 0 0 4 ) ，进一步证明了左侧枕颞区皮层与阅读技能的相关 第三，遗传背景对文字刺激的脑反应模式没有影响 双生子是研究遗传和经验对某种行为特征影响作用的有效途径。有研究者对比了同卵和 异卵双生子腹侧视觉区对不同类别刺激的反应模式，发现同卵双生子腹侧视觉区对面孔、场 景等类别的反应模式相似性显著高于异卵双生子，而对符合正字法的假词则没有这种效应 ( p o l k 研a 1 ，2 7 ) ，表明面孔和位置选择性区域受到遗传的驱动，而词形加工区的选择性则相 对不受遗传的影响。 第四，文字特异性左侧化n 1 7 0 效应与阅读经验相关 一项对幼儿的短期追踪研究发现，在前阅读( p r e = r e 埘i n g ) 阶段，学前儿童( 6 岁) 尚未 出现文字特异性的左侧化n 1 7 0 ( m a u r c re t a l ，2 0 0 5 5 ) 。经过十个月半正式阅读学习后，8 岁 儿童才表现出对文字视觉特征敏感的左侧化n 1 7 0 效应( m a m 饼眈a 1 ，2 0 0 6 ) 。另一项横断研 究发现，4 岁和7 岁儿童都没有出现文字正字法敏感的左侧化n 1 7 0 ，只有1 0 岁儿童才表现 出此种效应，而且，文字诱发的n 1 7 0 与单词阅读流畅性有着密切关系( p o s n c r & m c c a n d l i s s , 1 9 9 9 ) 。这些研究提示文字特异性加工是与后天的文字经验相关的。 1 4 2 a 词形选择性可塑性机制的理论探讨 如前文所说，左侧v w f a 的神经活动与文字熟悉性、阅读技能等密切相关，且几乎不受 遗传背景影响。可见，文字经验是驱动w f 词形选择性形成的一个基本条件。那么值得关注 6 暑童o；霉 &暑童i， 西南大学硕士学位论文文献综述 的问题是：在左侧l r f a 词形选择性形成过程中经验是如何起作用的? 根据现有关于视觉经验的理论，文字的选择性加工是从一般的物体识别开始发展的 ( m a r s o l e k & d e a s o n , 2 0 0 7 ) ，在文字经验的调控下，视觉系统以“适应 方式形成了文字特 异性加工。由于长期暴露在特定的、模式化的文字刺激下，视觉加工系统更加有效地调整其 活动、对局部神经结构进行利用，使系统集中加工输入信息中最主要的成分，达到最适状态， 同时也会减少对不适合神经结构的使用( r a i n e r e ta 1 ，2 0 0 4 ) 。通过这种选择性方式，视觉加工 系统就建立起了一个与文字加工最相关的特定信息的神经表征( r a m u s ，2 0 0 4 ) 。抽象刺激层 面上，各种抽象视觉特征间有共现( c o - o c c u r r e n c e ) 关系( k o u r t z ie ta 1 ，2 0 0 5 ) ，如单词是由空 间上经常同时出现的字母组成的，句子又是由空间上同时出现的单词组成的。在阅读环境中， 字母和单词或更高、更低层级的抽象视觉特征在时间和空间上形成了强烈的相关或共现关系。 这种空间相关性又构成了阅读中的时间相关性( p o l k & f a r a h , 1 9 9 8 ) 。这些空间、时间相关性 的重复出现使神经系统得以形成特定的神经表征。最近有研究者提出了一个词形编码模型( 图 3 ) 来说明这种由时间和空间相关性造成的词形表征的层次结构，模型认为左侧v w f a 神经元 具有一定的层次性，从后到前存在着对越来越复杂的视觉单元敏感的神经元称为局部特 征探测器( 1 0 c a lc o m b i n a t i o nd e t e c t o r s ，l c d ) ，这些探测器的感受野以2 3 倍的数率递增并且 对刺激大小写、形状、网膜位置变化越来越不敏感，最终达到对抽象词形身份的抽象识别 ( d e h a e n ee ta 1 。2 0 0 5 ) 。研究表明v w f a 及其附近区域是一个空间上具有功能渐变性的皮层 结构，在文字习得过程中逐渐调整，表现出高度的功能、空间层级性组织结构( v i n c k i e re ta 1 ， 2 0 0 7 ) 。 左侧v w f a 词形选择性形成的原因和条件可能如上理论所述，那么在神经群落水平上， 这种可塑性的特性是什么? 即这一功能区的局部神经群落的工作方式发生了什么变化? 它与 其它相关脑区之间的联结方式或强度发生了哪些变化? 关于局部神经元反应方式的变化。目 前认为至少有两种可能的解释。一种解释是，人类有着扩展了的皮层可塑性( d e h a e n e , 2 0 0 4 ； q u a r t z , & s e j n o w s k i 。1 9 9 7 ) 。人类大脑的体系结构较少地限制可获得能力的范围，广泛地适合 于学习各种各样的能力，因此神经元可以通过学习而不断获得新的或者更高效的功能。因此， 在词形选择性脑区形成过程中，大脑中可能“习得”了新的模块或形成了新的神经环路。另 一种解释认为大脑并没有针对词形加工形成新的选择性脑模块，而是对原有神经元及其环路 特征的改造。d e h a e n e 等提出的神经元的重利用( n e u r o n a lr e c y l i n g ) 假说，是体现这种思想 的一个代表性假说( d e h a e n e ，2 0 0 4 ，2 0 0 5 ；d e h a e n e & c o h e n , 2 0 0 7 ) 。人类大脑的体系结构是有 限的，文化习得( c u l t u r a la c q u i s i t i o n ) 在可塑性中具有重要作用，而经验引起的可塑性变化是 有限的，都依赖于人类大脑已有的进化功能，并受其限制。v w f a 的形成依赖于原有脑通路 ( p r e e x i s t i n gb r a i nc i r c u i t r y ) 的占用( p r e - e m p t i n g ) 或重利用( r e c y c l i n g ) 过程，通过功能的 重新调整，对实现了对文字的选择性加工。 7 西南大学硕士学位论文 文献综述 p u m 铟h , e 糟c o d e du n i t sr fs i z ea n ds l l r 眦w r e e ，m p l 摹o fp r e f e r r e ds a m u t i l e f to 删t $ ? 溅 坦骤洲嘲黼 ( y - 髓 妒。 b 赫 e m lv s ? 衲s 8 a n i 【智a c t 撇o f 玲# 埘 瞅嚣。 b i a