你喜欢阅读吗?阅读是人类独有的活动之一,人类使用带有语法规则的语言系统相互交流已经有至少10万年的历史了,但读写只有几千年的历史!当我们阅读时,大脑发生了什么?我们的大脑已经进化出一个专门理解书面文字的区域,它与大脑的其他区域紧密合作,帮助我们理解单词和语句。重要的是,当我们学习阅读(不论什么语言)的时候,这个大脑区域都会被训练来识别单词的形状。
人类制造工具的历史比用语言交流更长,最早的石器可以追溯到大约250万年前[1],但是我们开始阅读写字却是发生在仅仅几千年前!大约5400年前,巴比伦人在美索不达米亚南部(也就是如今的伊拉克)发明了文字(图1和图2)[2],那时只有少数人会读和写。如今,这些技能都是在学校里学会的,我们很多人都能接触到。但是世界上仍然有许多人——儿童和成年人都一样——从来没有机会学习阅读和写作,如今地球上每十个人中就有一个人不会读写!
图1. 语言演变的时间轴
阅读和写作是人类掌握的相对较新的能力,虽然我们使用工具已经超过250万年,但我们在大约50万年前才开始相互交流。遵循语法规则的系统语言的使用是在十万年前才开始的,而阅读和写作是在最近几千年才开始的!
图2
A.约公元前3100-2900年的苏美尔楔形石碑,书写和阅读大约在5400年前开始在美索不达米亚出现。早期的写作主要用来记录和储存与货物交易有关的信息,人们用芦苇作为书写工具在大约有几英寸宽的枕头形状的粘土板上做标记,芦苇在粘土上留下了小痕迹,我们称之为楔形文字。这个碑文很可能来自一座寺庙,描绘了一个男性牵着两条狗,在沼泽中打猎或放牧野猪(图片来自大都会艺术博物馆);B.美索不达米亚在如今大致伊拉克的位置(取自谷歌地球)。
当我们学习阅读时大脑会发生什么变化?
大脑中有大约三分之一区域专门用来分析我们看到的东西,这一部分也称为视觉系统。视觉系统的区域主要位于大脑的枕叶皮层(图3中的红色),部分位于颞叶皮层(黄色)的以及顶叶皮层(绿色)。
图3. 大脑中的“文字匣子”
上图显示了大脑的左半球从侧面看的样子,下图显示了从底部视角看到的左半球。大脑皮层分为四个部分:枕叶皮层(红色)、颞叶皮层(黄色)、顶叶皮层(绿色)和额叶皮层(蓝色)。我们看到的东西是在位于枕叶皮层(用眼睛图标标记)和颞顶叶皮层部分的视觉系统中分析的。人类大脑已经进化出专门处理语言信息的区域,我们说或理解的单词是在用橙色椭圆标记的区域处理的;用于识别我们看到的单词形状的区域由紫色椭圆标记,我们把这个区域称为“文字匣子”,可以从底部观察大脑时才能看到,如果从侧面看紫色的椭圆形虚线就是这个区域。“文字匣子”在我们的视觉系统和语言区域之间担任“翻译”的工作。
大脑的一些部分帮助我们理解和产生语言(从而说话),主要位于大脑的左半球(图3)。大脑的这个区域将视觉形状信息(单词的样子)转换成有意义的信息,我们的语言区域可以理解这些信息并进一步处理它们。“文字匣子”是大脑上一个专门“翻译”书面文字形状的区域[3]。
当我们出生的时候,“文字匣子”就已经存在于我们的大脑中了吗?还是在我们学会了如何阅读之后,才存在于大脑中呢?不会阅读的人有“文字匣子”吗?
大脑是如何建立一个“文字匣子”的?在学会阅读之前,你不知道单词和字母是声音的符号——你的大脑只是把它们看成是弯弯曲曲的形状,“O”是圆形的,但是橘子或篮球也是圆形的。任何形状的物体都储存在大脑中一个叫做物体识别皮层的区域,是视觉系统中颞叶皮层的一部分(图4A),这个区域可以区分“O”、橘子或篮球,尽管它们都有相似的圆形形状。物体识别皮层还提供了关于世界上不同事物的目的和意义的信息:你吃的是一个橘子,而不是一个字母或一个篮球!
图4
A.位于“文字匣子”附近的物体识别皮层(绿色椭圆形)帮助我们识别物体,例如它可以区分形状相似的不同物体,比如橘子、篮球或字母“o”。B.字母串根据它们的顺序有不同的含义,尽管它们看起来很相似,例如如果我们把“tap”的字母从后向前排列就是“pat”,如果我们把“united”中的字母“t”移动,就会变成“untied”;另一方面,当我们从前面或下面看篮球框时,我们都可以认出它,虽然在这两种情况下它看起来非常不同。C.不管我们从什么角度看物体,物体识别皮层都能识别形状或物体(比如篮球框)。另外,“文字匣子”可以区分相同的形状(在本例中是字母),它们以不同的方式组成不同的单词,例如物体识别皮层会识别出形状相同的“p”、“q”、“b”和“d”,而“文字匣子”会区分这四个不同的字母[4]。
多亏了物体识别皮层,无论我们怎么看,都能识别不同的形状和物体。例如,当我们进入体育馆时,我们可以从远处认出一个篮球框;当我们站在体育馆正下方时,我们可以从近处认出一个篮球框;即使把铁环倒过来,我们仍然知道它是什么(图4B)!我们的物体识别皮层一直将它识别为同一个框。
然而,想想字母“d”,翻转过来的形状是“b”,倒转过来的形状是“q”——在所有这些情况下,形状都保持不变。但当我们学会了字母表,学习了字母的含义,它们的用法就会改变,我们的视觉系统必须非常精确地识别“d”是“d”,而不是偶然地把它变成“b”或“q”。
当我们第一次开始学习阅读,“文字匣子”从物体识别皮层发展而来,使我们能够从所有的视角识别相同的形状——你可以反过来写,可以上下颠倒过来阅读等等(图5)。随着时间的推移,“文字匣子”逐渐知道字母的顺序是很重要的,因为它定义了单词——例如,英文中“pat”和“tap”含义不同(图4 B),这就是为什么英文需要从左到右读。
图5. 手写文本示例
在这里你可以看到一个5岁孩子的笔迹,有些字母是向前写的,有些是向后写的,例如“BEN”这个名字写反了。
如果你是一个有经验的中文读者,当你读这篇文章你的“文字匣子”将会被激活;但如果这篇文章是英文的,而你看不懂英文,那怎么办?
文字匣子由阅读 的语言决定
当你看到用你最熟悉的语言写成的单词时,你的“文字匣子”会变得最活跃,然而在不同的文化和语言中,“文字匣子”是在大脑的同一部位发育的——当一个说中文的人用中文阅读、一个说英语的人用英语阅读时,大脑的同一部位将会激活(图6)。事实上,即使是那些先天失明并学习如何通过触摸阅读(称为盲文阅读)的人都有“文字匣子”,这个区域与通过“看”来阅读的人的位置相同。
图6.通过阅读来训练“文字匣子”
在世界各地,不管一个人学什么语言,“文字匣子”都是在大脑的同一区域形成的。一旦一个人学会了阅读和写作,这个“文字匣子”就会随着阅读某种语言单词的经验而形成,就像你的手臂肌肉随着你举重次数的增加而塑形一样。
我们的大脑是由我们一生的经历所塑造的。大脑中的“文字匣子”准备好识别单词的形状,当我们学习阅读时,我们会训练它识别任何语言中的单词形状[5]。
参考文献
[1] Zimmer, C. 2005. Smithsonian Intimate Guide to Human Origins. Toronto, ON: Madison Press Books.
[2] Dehaene, S. 2009. Reading in the Brain. New York NY: Penguin Viking.
[3] Cohen, L., Lehéricy, S., Chochon, F., Lemer, C., Rivaud, S., and Dehaene, S. 2002. Language-specific tuning of visual cortex? Functional properties of the visual word form area. Brain 125:1054–69.
[4] Dehaene, S., Pegado, F., Braga, L. W., Ventura, P., Nunes Filho, G., Jobert, A., et al. 2010. How learning to read changes the cortical networks for vision and language. Science 330:1359–64.
[5] Dehaene S., and Cohen L. 2007. Cultural recycling of cortical maps. Neuron 56:384–98.
原文
Kassuba T and Kastner S (2015) The Reading Brain. Front. Young Minds. 3:5.
作者
Tanja Kassuba
Sabine Kastner
编辑
Robert Knight
小小评阅人
Riverside Elementary School
科学顾问
Mark Eastburn
中文翻译版权
脑与心智毕生发展研究中心
中文翻译
张青
范雪如
中文编辑
范雪如
中文校对
左西年