发展性阅读障碍者的快速命名缺陷

/发展性阅读障碍者的快速命名缺陷【摘要】快速命名任务是一种需要命名多个高熟悉项目的认知任务，尤其适合用来对成因复杂的发展性阅读障碍进行研究。许多研究者使用不同类型的快速命名任务发现，发展性阅读障碍者的快速命名缺陷在眼动过程中表现为中央凹和副中央凹的加工困难，在认知过程中表现为抑制能力较差等。未来的研究中应该注意到快速命名缺陷的复杂性，采用多种方法相结合的方式来探究快速命名缺陷的本质，从而建立系统性的假说。【关键词】发展性阅读障碍；快速命名；副中央凹加工；中央凹加工 1引言 发展性阅读障碍(developmentaldyslexia，DD)指不存在明显的脑损伤、神经及器质性损伤，智力水平在同龄人的中等或中等以上，拥有同等的受教育机会，但字词识别的准确性、流畅性、拼写及解码能力较低的一种学习障碍(Lyon，Shaywitz，&Shaywitz，2003)。DD占人群的比例为5%～17%(Shaywitz，1998)，DD儿童不仅在阅读上存在困难，也会表现出较低的自尊水平和较高的犯罪率(Grigorenko，2006)。 过去二十年，研究者对DD的成因进行了深入的探讨。基于拼音文字研究提出的DD成因的双缺陷假设(double-deficithypothesis，DDH)主张：快速命名缺陷和语音缺陷是相互独立的，快速命名缺陷是DD的一个核心缺陷(Norton&Wolf，2012；Wolf&Bowers，1999)。在汉语研究中，以往有关汉语DD亚类型的研究也发现：拥有快速命名缺陷的比例高于语音加工缺陷(孟泽龙，张逸玮，毕鸿燕，2017)，表明快速命名缺陷同样是汉语DD的核心缺陷之一。快速命名缺陷是指快速命名(rapidautomatizednaming，RAN)任务中，DD的命名时间显著长于同龄人平均水平的一种缺陷(Denckla&Rudel，1974；Norton&Wolf，2012；Wolf&Bowers，1999)。例如，DD儿童在字母(Wolf&Bowers，1999)、数字(Yan，Pan，Laubrock，Kliegl，&Shu，2013)RAN任务中的命名速度显著慢于年龄匹配组儿童。 采用RAN任务对DD的成因进行研究是因为RAN任务具有自己独特的优势。与日常阅读任务类似，RAN任务包含复杂的认知加工过程，即对视觉输入的语音文字符号信息进行解码、形-音转换通达等多个方面(冯小霞，李乐，丁国盛，2016)。DD作为在阅读上存在额外障碍的一个特殊群体，在左侧颞顶联合区、颞枕区和前额皮层所组成的一个左侧化的神经网络上均存在一定的特异性(冯小霞等，2016)。即DD不可能由于某项单一的认知加工缺陷(如语素意识缺陷假说仅强调DD对语素的学习和利用存在缺陷(Breadmore&Carroll，2016)，这难以解释DD在单个字母识别上的缓慢)导致，它必然有较为复杂的成因。RAN这个表面简单而实际上包含复杂过程的任务是最适合研究DD成因的任务(Norton&Wolf，2012) 近些年，研究者开始采用多种方法从不同的角度对DD的RAN缺陷进行研究(AlDahhan，Brien，Kirby，&Munoz，2016；Araújo，Faísca，Reis，Marques，&Petersson，2016；Cummine，Chouinard，Szepesvari，&Georgiou，2015；Cummine，Szepesvari，Chouinard，Hanif，&Georgiou，2014；Jones，Ashby，&Branigan，2013；Jones，Branigan，&Kelly，2009；Jones，Branigan，Hatzidaki，&Obregón，2010；Jones，Obregón，Kelly，&Branigan，2008；Jones，Snowling，&Moll，2016；Silvaetal.，2016；Yanetal.，2013)。结果发现：采用眼动追踪技术发现了DD在眼动加工的副中央凹加工及中央凹加工中均存在困难，采用认知任务发现与认知加工的工作记忆、抑制能力等也存在显著相关。 2快速命名任务的类型 快速命名(rapidautomatizednaming，RAN)任务是研究DD阅读能力的常用实验范式，该范式最早由Denckla和Rudel于1974年提出。该任务是由一系列重复呈现的熟悉项目(通常为10×5的网格状分布，如字母、数字、颜色和常见物体，如图1所示)构成的一种计时命名任务，在任务中被试需要尽快地从左到右对这些项目进行命名。目前，国外已经有许多标准化的RAN任务作为阅读能力测验(如RAN-RASTests)使用(张敏等，2017)。相比于阅读任务，RAN任务的一个优势是对于学前儿童可以采用颜色RAN任务对其阅读能力进行预测，能够及时发现潜在的DD儿童并对其进行干预。 图1字母RAN任务 RAN任务具有不同的种类，各类RAN任务主要涉及的认知加工过程也并不相同。因此，研究者们根据各类RAN任务的特点对DD的快速命名缺陷成因进行研究。 2.1系列RAN与单项RAN 经典快速命名任务需要对同时呈现的50项目标进行连续命名，即系列版本(continuous/serialversions)或系列RAN。单项版本(discreteversions)或单项RAN指每次仅呈现一个目标项并要求命名(Jonesetal.，2009，2013)。系列RAN与阅读更为相似，需要副中央凹与中央凹的同时加工。而单项RAN仅需要每次对一个目标项进行加工，因此仅包含中央凹加工。 2.2字符型RAN与非字符型RAN 在最初提出的四种快速命名任务中，以字母、数字为材料的RAN与阅读能力的关系更为密切，而以颜色、物体为材料的RAN与阅读能力的相关较小，与执行功能的关系更为密切，因此，有人将字母和数字RAN称为字符型快速命名(alphanumericRAN)，将颜色和物体RAN称为非字符型快速命名(non-alphanumericRAN)(Jonesetal.，2010；Song，Georgiou，Su，&Hua，2016；Zoccolottietal.，2013)。 来自脑成像的研究也支持了两类RAN任务之间存在差异：Cummine等人(2014)采用fMRI对字母、数字和物体快速命名进行了研究，结果发现：字母与数字RAN相比于物体RAN拥有更多相似的脑区激活，尤其在语义和发音区域拥有更加相似的激活，包括楔前叶(precuneus)、双侧缘上回(bilateralsupramarginalgyrus)、伏隔核(nucleusaccumbens)和丘脑(thalamus)；而物体RAN所激活的独特区域包括双侧梭状回(bilateralfusiform)，通常涉及物体加工。 2.3字母RAN与汉字RAN 在汉语DD的研究中，常采用以汉字为材料的汉字RAN任务。与以字母为材料的字母RAN任务相比，汉字RAN存在自己的特点，即汉字RAN不仅与阅读流畅性具有显著的相关，与阅读准确性也存在相关(Songetal.，2016)。这种与字母RAN的差异，可能是由于：(1)汉字不仅与字母一样具有形、音的属性，还能表征意义；(2)汉字的数量也远远大于字母；(3)汉字的视觉复杂度与单位信息容量远高于字母；(4)汉字并没有显著的形-音转换规则，因此需要读者大量的机械记忆记住汉字的发音。这使得汉字RAN的难度大于字母RAN，所包含的认知加工过程也可能更为复杂(Liaoetal.，2015；Peng，Wang，Tao，&Sun，2017)。 3DD快速命名缺陷在不同任务中的表现 DD的命名时间显著长于同龄人平均水平，是DD的RAN缺陷的外在表现。随着研究的深入，研究者开始探讨其在各种任务上的不同表现，具体为：在眼动加工任务中表现为中央凹加工和副中央凹加工的困难，在认知加工任务中与抑制能力、一般加工速度、语音工作记忆等存在显著相关，同时在脑机制上也表现出一定的异常(AlDahhanetal.，2016；Araújoetal.，2016；Cummineetal.，2014，2015；Jonesetal.，2008，2009，2010，2013；Jones，Snowlingetal.，2016；Silvaetal.，2016；Yanetal.，2013)。 3.1眼动加工上的表现 3.1.1副中央凹加工困难 单项RAN仅包含中央凹加工而系列RAN同时包含了中央凹加工与副中央凹加工，DD在系列RAN上的表现差于单项RAN，而正常读者相反(Jonesetal.，2009)。那么仅存在于系列RAN而在单项RAN任务中不存在的副中央凹加工可能是DD的RAN缺陷的核心问题(Silvaetal.，2016)。中央凹视野(fovealvision)是注视点为中心2度的区域，副中央凹视野(parafovealvision)为中央凹视野之外2-10度的区域(Rayner，1998)。 在系列RAN和阅读中，读者在中央凹对注视项N加工时，同时会对下一项N+1在副中央凹中进行加工。对N+1项的预视加工可以缩短之后对其进行注视加工所需的时间，从而优化阅读。这一现象被称作词N+1的副中央凹预视效益(parafovealpreviewbenefits；Schotter，Angele，&Rayner，2012)。副中央凹预视对读者存在益处的同时，也需要读者处理额外的刺激，即需要对预视到的信息进行额外的加工。从另一个角度来看，副中央凹预视加工也需要额外的负荷，被称作副中央凹负荷代价(parafovealloadcosts)。这种负荷代价对加工目标项N的影响也必须被考虑到(Silvaetal.，2016)。 对于DD的副中央凹缺陷，存在两种不同的解释，即DD的副中央凹预视效益较少和副中央凹负荷代价较大。 副中央凹预视效益较小是指DD忽略了来自副中央凹的信息输入，导致其很少或者没有对副中央凹预视到的信息进行加工，使其在进行系列命名时速度较慢(Zoccolottietal.，2013)。Zoccolotti等人(2013)采用单项和系列的颜色和数字RAN及不同长度的单词命名(5个与7个字母)进行研究发现，在颜色和数字RAN中，DD和正常被试在系列RAN上的时间都显著短于单项RAN，但DD时间的减少小于正常被试。此外，在5字母单词条件下，DD这种时间减少效应就消失了；在7字母单词条件下，DD的时间会显著增长；但正常被试在5字母与7字母条件下的时间减小程度相同。作者认为，当中央凹刺激的负荷增大时(单词条件相比于颜色/数字RAN，长单词相比于短单词条件)，会减少从副中央凹获得信息的可能性。 有研究者认为，DD对于副中央凹信息是敏感的，但副中央凹信息实际上成为了一种干扰读者命名的成分(Jonesetal.，2008，2009)。Jones等人(2009)采用单项、矩阵单项与矩阵多项的刺激呈现方式，对DD成人的阅读能力进行研究发现：尽管在单项呈现时DD在命名速度上已经慢于与正常被试，但在矩阵多项呈现下正常被试的总时间降低而DD的总时间增加。研究者认为，同时呈现的多个项目导致中央凹加工的目标项与副中央凹加工的相邻项相互竞争，使DD难以快速地进行语音输出，导致DD在系列RAN中表现更差。这种来自副中央凹的信息在事实上增大了DD的副中央凹负荷。 以往研究在改变副中央凹预视效益的同时也会改变其负荷代价，难以分离两者之间的影响，因此Silva等人(2016)修改了传统的字母RAN任务。相比于传统的字母RAN任务，修改后的字母RAN任务通过插入空格的方式，使不同的目标项存在不同的预视条件。包括无预视有负荷条件、有预视有负荷条件、有预视无负荷条件及无预视无负荷条件。研究发现，正常成人的副中央凹预视效益大于DD成人，而副中央凹负荷代价差异不显著。王雯(2017)将汉字与上述RAN任务相结合，对汉语DD儿童进行研究发现，结果与Silva等人(2016)的研究类似：正常儿童的副中央凹预视效益大于DD儿童，而副中央凹负荷代价差异不显著。说明这一结果具有跨年龄、跨语言的一致性。但两个研究的结果也存在一定的差异：王雯(2017)的研究中DD儿童在首次注视时间上表现出了显著的负副中央凹预视效益，即有预视条件显著长于无预视条件，而Silva等人(2016)的研究中并没有报告这种现象。 需要注意的是，DD并非不能从副中央凹预视中获得信息，仅在利用这种预视信息的能力上差于正常被试，或者在抑制干扰信息时存在困难。这是因为首先，在Jones等人的一系列研究中发现：DD对于副中央凹的信息是非常敏感的(Jonesetal.，2008，2009，2010，2013；Jones，Snowlingetal.，2016)。Jones等人(2013)采用字母RAN结合边界范式进行研究发现，DD与正常被试一样均可以从副中央凹预视中获取字形信息，不同的是DD对这种副中央凹信息的加工存在一定的迟滞。其次，DD被试与正常被试一样均存在副中央凹负荷代价，说明DD需要付出一定的代价来对副中央凹信息进行加工，从反面证明了DD在加工中央凹信息的同时也可以加工来自副中央凹的信息。 3.1.2中央凹加工困难 尽管DD在系列RAN上会表现出更大的困难，但在单项RAN上也会表现出一定程度的迟滞(Jonesetal.，2009；Yanetal.，2013)。Jones等人(2009)将RAN任务以单项、矩阵单项和矩阵连续三种方式呈现，结果发现：DD成人在单项和矩阵单项呈现中已经表现出一定程度的加工困难。单项和矩阵单项呈现的RAN中仅有中央凹加工，因此Jones等人(2009)认为DD成人在RAN任务中存在中央凹加工困难。 Araújo等人(2016)采用事件相关电位(ERP)对DD成人在单项物体RAN任务中的表现进行了研究。该研究基于Jones等(2008)的成果，对被试在相邻项为视觉、首音及意义相关和不相关条件下启动效应的N/P190，N300和N400成分进行了分析，结果发现：DD成人相比于正常被试在N/P190和N300成分上均表现出了不同程度的较小的知觉启动效应，这表明DD在较早和较晚的中央凹视觉信息加工中均有一定程度的困难。Araújo等人(2016)的研究补充了以往DD在RAN中脑机制研究的不足，证明了DD成人在物体RAN中时间进程上的异常。然而，物体RAN作为一种非字符型RAN与阅读的相关性较低，因此并不能完全反映DD成人在RAN及阅读中的缺陷。 Jones等人(2013)通过在相邻项呈现相似的混淆信息(字形或字音相似)，并使这种信息仅存在于副中央凹预视阶段或者中央凹加工阶段。结果发现：当混淆信息仅在副中央凹预视阶段呈现时，DD表现出字形加工的额外困难；当混淆信息仅在中央凹加工阶段呈现时，DD表现出字音加工的额外困难。Jones等人(2013)认为，DD在RAN任务中会出现加工瓶颈，致使其相对于正常被试在从竞争项中(如字形混淆信息的p和q，字音混淆信息的q和k)选择表征时出现额外的困难，这种困难在副中央凹和中央凹加工过程中均存在。在早期(副中央凹)加工阶段，DD对于特定正字法的激活更困难；在晚期(中央凹)加工阶段，DD对于特定语音的发音更困难。Jones等人(2013)的研究表明了DD在中央凹加工副中央凹加工中均存在困难，并且两种困难的起因并不相同。因此，DD的副中央凹加工和中央凹加工困难均为其RAN缺陷的具体表现。 3.2认知及脑机制上的表现 也有研究者采用认知加工任务对DD的RAN缺陷进行了研究，结果发现DD在RAN任务上的表现与其在认知加工任务中抑制能力、一般加工速度和语音工作记忆上的表现存在显著相关(Amtmann，Abbott，&Berninger，2007；Bexkens，vandenWildenberg，&Tijms，2015)。 Amtmann等人(2007)测量了被试的抑制能力(采用colorword-forminhibition任务测试干扰抑制)及语音工作记忆，同时对被试的字母RAN任务表现进行了分析。结果发现：DD成人和儿童在RAN任务的表现上均慢于同龄的正常被试，抑制能力与语音工作记忆对于RAN的表现也均有显著影响。 抑制(inhibition)涉及两种不同的认知控制过程，运动控制(motorcontrol)和干扰控制(interferencecontrol)(Barkley，1999)。运动控制涉及停止一个优势反应。干扰控制涉及抑制干扰信息影响的能力。Bexkens等(2015)采用Stop任务，对DD儿童的运动控制能力进行测量，用Simon任务对干扰控制能力进行测量，用选择反应时任务(choiceRTtask)对一般加工速度(generalprocessingspeed)进行测量，此外还对语音能力进行了测量。将字母、数字RAN归为字符型RAN，颜色和物体RAN归为非字符型RAN，通过比较DD在两类RAN任务上表现的差异，结果发现：DD儿童在字符型RAN任务中的缺陷主要与语音能力有关，非字符型RAN任务与干扰控制有显著相关，一般加工速度则在两类RAN任务中均有影响。 Raschle，Chang和Gaab(2011)对有家族发展性阅读障碍史(FHD+)和无家族发展性阅读障碍史(FHD-)的学前儿童进行研究发现FHD+儿童表现出了显著的物体和颜色RAN缺陷。采用功能性核磁共振(fMRI)进行研究发现，FHD+儿童相比于FHD-儿童在左侧枕颞联合区、双侧颞顶联合区、左侧梭状回和右侧舌回区域的灰质体积指数均显著较低。此外，左半球枕颞联合区和颞顶联合区的灰质体积指数也与RAN表现存在显著正相关。表明在学前阶段FHD+儿童的大脑已经表现出显著的功能和结构变化。该研究被试虽然并非严格的DD儿童，但很好地避免了阅读行为对大脑功能和结构的影响，证明了DD儿童大脑皮层的变化在出生时或儿童早期已经先于阅读行为出现。 Jones，Kuipers和Guillaume(2016)认为DD对视觉-正字法信息与响应的语音编码捆绑存在缺陷导致其无法实现完全的自动化是DD存在RAN缺陷的原因之一。Jones等人(2016)采用事件相关电位技术(ERP)在两个实验中分别同时呈现语音和视觉的一致及不一致的词汇及非词汇任务，结果发现：在词汇任务中，正常被试在不一致试次中相比于一致试次表现出了更大的语音不匹配负波(phonologicalmismatchnegativity，PMN)，DD则较小；在非词汇任务的实验2中两组被试并未表现出这种差异。Jones等人(2016)的研究表明，DD早期的视觉-语音捆绑不敏感，还伴随有对正确正字法编码选择的困难。 Raschle等人(2011)和Jones等人(2016)的分别采用fMRI和ERP技术证明了存在RAN缺陷的DD在脑机制上与正常人的差异，弥补了以往Amtmann等人(2007)和Bexkens等人(2015)行为研究的不足。Jones等人(2016)从自动化视角出发仅对DD视觉-语音信息的加工过程进行研究，避免了传统RAN涉及加工过程过多的问题，为以后的研究提供了新的思路。 4总结与展望 近年来，研究者以成人或儿童为被试，对DD的RAN缺陷的多方面成因进行研究，证明了RAN缺陷的复杂性与普遍性。它表现在多个不同的加工过程中：从眼动加工的角度表现为副中央凹加工和中央凹加工困难，从认知加工的角度表现为工作记忆和抑制能力等困难。然而以往的研究还存在诸多不足，需要进一步深化，具体为： 第一，以往研究对于实验结果的解释可能存在问题。目前为止，大部分关于副中央凹加工机制的研究都是以成人为被试进行的(Marxetal.，2017)。关于儿童和DD儿童的中央凹-副中央凹加工尚有很大争议。Marx等人(2017)的研究表明，儿童中央凹的加工负荷并不影响副中央凹的加工。而Yan等人(2013)认为DD儿童中央凹加工的负荷过大导致其副中央凹的预视效益较小，这种解释与E-Z读者模型对成人读者的假设是相符的，但与Marx等人(2017)对儿童的研究结果相悖。因此，以成人为被试得出