人腦語言中樞與語言能力開發、保護和重塑

譚力海

大腦終生具有可塑性，認知訓練可改變成人的學習能力

我們通常認為，兒童的大腦具有高度可塑性。最近三十年神經科學領域的重大發現之一是：正常成年人的大腦在某些功能方面也具有高度的可塑性。比如，有研究者讓正常成年人接受為期三個月的“三個球”雜耍游戲訓練后發現，大腦負責視覺運動區的灰質（主要是胞體和樹突）體積會顯著增加。另一項研究發現，二三十歲重新回歸社會的哥倫比亞游擊隊隊員，經過兩到三年閱讀訓練之后，其大腦負責閱讀區域的白質神經纖維束顯著增多。在香港大學筆者的碩士研究生曾做過一個實驗，讓正常大學生像嬰兒一樣學習用新的詞匯對顏色方塊重新命名，研究發現，經過不到兩個小時的訓練，大腦負責顏色加工的V2/3區域灰質體積顯著增加。這說明，正常的成年人大腦仍具有高度可塑性。

以前，心理學家假設人的智商（IQ）發展到青少年時期便趨于穩定。但最近有研究者在青少年被試平均年齡為14歲和18歲時分別測一次IQ，結果發現這兩次測試中青少年IQ的變化是巨大的，而且該變化和大腦相應區域的灰質體積變化顯著相關。這一結果說明，不僅IQ變化了，大腦結構也發生了變化。所以我們說，“終身學習”是有道理的。

大腦的語言表達存在文化特異性

如前文所述，既然正常兒童和正常成年人的大腦均具有很強的可塑性，那么，對學習不同類型的語言文字者來說，在經過多年訓練之后，其大腦主管不同語言的區域應該也有明顯的差異。

世界上現存六千多種口頭語言，其中兩百多種有書面文字。這些文字在字型、字音、語義、語法方面有共同點，也有差異。那么，大腦對語言的表達是否會受到語言特點的影響呢？一百多年來，國際神經科學領域的學者普遍主張大腦語言功能區“統一論”（Universal Theory），認為世界上所有各類語言均由相同的大腦區域處理，這一理論主要是基于對西方語言的研究所作出的結論。相應的研究有許多重要的發現，比如負責“說”的區域是布洛卡區，負責“聽”的言語理解的區域是威爾尼克區。而對閱讀來說，顳枕區、顳頂區和額下回三個腦區特別重要，其中最重要的是顳頂區，如果它的結構或功能出現異常，就會產生非常嚴重的閱讀障礙。

中文的漢語跟西方的英語顯著不同，不僅口頭語言有差別，書面語言也存在著差別。過去二十多年的研究發現，大腦主管漢語和西方語言“聽”和“說”的區域確實有重要重疊。比如左額下回，這個腦區既負責漢語的“說”，也負責英語的“說”;左顳葉負責“聽”。但是大量研究同時也發現，右顳上回對于漢語理解有著獨特的作用，它的主要功能是對漢語的聲調進行加工。

關于閱讀能力發展問題，漢語使用的是視覺形狀的文字，其在字形、字音、字義各個方面和西方都不一樣。比如我們的語音，是整個漢字直接匹配到音節上。例如，國家的“國”這個漢字，沒有一個部件或者筆畫能夠發出“g”“u”“o”的音，而在英文里每一個字母都是可以單獨發音的（例如cat一詞的每個字母都可以發音）。在過去二十年里，我們實驗室主要采用功能磁共振和結構磁共振的方法，研究正常成人和兒童的閱讀能力。我們發現，大腦的左側額中回對中文加工非常重要，臨近額中回區域的白質體積與中文閱讀能力顯著相關，與英文閱讀能力則沒有關系。

在一項研究中，我們使用磁共振機器掃描60多歲未接受過教育的香港漁民和同齡但接受過高等教育的大學生的大腦，結果發現正常大學生識別漢字時左腦額中回的激活程度非常強，不能讀書識字的漁民左腦的額中回則沒有激活。進一步研究發現，相對于正常兒童，患有中文閱讀障礙的兒童識別漢字時左腦額中回激活非常弱，而右腦負責視覺加工的非語言區域激活則非常強。這說明閱讀障礙兒童還在初級視覺加工水平上掙扎著，他們的左腦額中回的灰質數量也顯著少于正常兒童。

一系列的研究發現，中文和西方語言的閱讀障礙患者相比，大腦出現結構性病變的部位是不同的，顯示出兩種語言的閱讀障礙者患有兩種截然不同的大腦發育失調。人腦負責中文聽說讀寫加工的區域，和負責英文的區域相比，數量上是有區別的（數量多或少和好與壞無關）。所以我們提出了大腦語言功能區文化特異性理論，認為語言類型影響神經表達，中文屬于表意文字，漢語屬于帶調語言，與拼音文字（如英文）在語言特征和神經表達方面有顯著區別。

我們的研究結果得到了國內外十幾個實驗室所發表的研究結果的重復和支持。比如哈佛大學醫學院用我們的行為實驗任務以近紅外的方法采集大腦活動，發現左腦額中回主管中文的語音加工，而左腦顳葉區負責英文的語音加工。倫敦大學的團隊使用語義任務，發現額中回的最強激活點與我們通過語義任務所發現的最強激活點在坐標上幾乎完全一致。佛羅里達大學的教授研究中美兩國被試在數字大小加工時的大腦活動，發現中國人受中文閱讀經驗的影響，左腦額中回和臨近區域不但支配語言加工，而且也控制國人的數學計算能力。2009年，北京天壇醫院神經外科把我們關于左腦額中回的基礎研究成果應用到臨床上，在顱腦手術時為腦疾病患者設計個體化入路切除病灶，結果發現，在左側額中回中心點十毫米之內造成腦組織破壞的話，會導致嚴重的語言障礙。這個成果獲得了國家科技進步二等獎。這是醫學界第一次把我們團隊的基礎研究成果應用于臨床，在手術中保護腦疾病患者的語言功能。

過度使用拼音輸入法會影響大腦中文閱讀中樞的發育和發展

為什么左腦額中回主管中文閱讀？為什么左腦的顳頂區負責英文的閱讀？從腦的結構圖可以看出，負責英文閱讀的顳頂區靠近大腦聽覺區，負責中文閱讀的額中回靠近大腦運動區。大家都知道，學中文靠寫，兒童上小學時，一個漢字需要寫十遍、百遍，每天都要寫一兩個小時，不然很難記住。但學英文不靠寫，靠聽就夠了。這就是兩種語言閱讀區域臨近的大腦功能區不同的原因。這是大腦語言功能區發育形成的一個環境因素。

我們曾經做過書寫和閱讀能力之間關系的研究。在我們提出大腦中文閱讀區的形成受書寫經驗的影響這一結論之前，全球研究中文閱讀能力發育發展的學者，都是用語音測試的任務來研究影響中文閱讀的因素。但我們發現，書寫和中文閱讀的關系最為密切，書寫技能能夠解釋中文閱讀能力變異的最大部分。語音意識的能力和中文閱讀有關系，但相對次要很多。既然書寫這么重要，那么現在的兒童如果過度使用手機、電腦、iPad，使用拼音輸入法，使用智能拼音輸入法，高級聯想的拼音輸入法，會產生什么樣的后果呢？

先前我們曾做過一項調查，在北京、廣州和濟寧調查了將近6000個兒童，分別在字水平上和句子水平上測試這些兒童的閱讀能力。我們發現，平均閱讀年齡滯后兩個年級的兒童大概占25%～28%。也就是說五年級的兒童閱讀三年級教材上的句子都難以達標。這在西方已經算閱讀障礙了，但是我們發表這一成果時把它叫作閱讀困難，因為閱讀障礙者存在腦部發育失調，而閱讀困難者可能沒有這種情況。

我們發現，閱讀和書寫能力之間存在著正相關，而且隨著年級的升高，這種正相關越來越強。另一方面，閱讀和拼音輸入法的使用時間存在著負相關，隨著年齡的增加，負相關也越來越強。大家可以想象一下，用拼音輸入法輸入一個字，比如“譚”字， “Tan”和“言西早”之間沒有任何關系，你天天用拼音“Tan”，還會寫“言西早”嗎？

那么拼音輸入法的使用會不會影響大腦中文閱讀中樞的發育和發展呢？來自山東德州的50個兒童參加了我們在北京組織的夏令營活動，并經父母和學校同意參加了我們的腦成像實驗。我們將兒童分成兩組，一組兒童每天平均使用拼音輸入法的時間多于65分鐘，另外一組兒童每天平均使用拼音輸入法不到9分鐘。通過磁共振設備掃描發現，每天使用拼音輸入法65分鐘的兒童，其主要閱讀中樞的活動顯著少于較少使用拼音輸入法的兒童，兩者左腦額中回的結構和功能均存在著顯著差異。這一研究是首都師范大學的周蔚博士、羅勁教授和筆者一起完成的。

幾十年以前，信息科學、計算機科學領域的科學家們成功解決了漢字的數碼化問題，但是現在的研究發現，智能拼音輸入法的使用，會影響中國兒童的閱讀能力的發展甚至是智力的發展。所以近年來，我們一直在呼吁國家要立法限制拼音輸入法的使用時間。我們不反對小學生學習拼音，拼音是學習漢字的“拐杖”。但是學了拼音以后，要適度使用。中文閱讀能力的發展，主要是靠書寫來形成和維持。如果沒有書寫，如何保證閱讀能力、書寫能力的發展？所以我們一定要嚴格限制拼音輸入法的使用時間。我一直提議，凡是給兒童使用的電腦、電子設備，一定要自帶書寫功能。既可以書寫，也可以使用拼音，用拼音輸入法半個小時，電腦就自動切換到手寫。否則我們中文的書寫能力、語言能力將受到很大的影響，再過二十年，會寫兩千個漢字的中國人將會很少。當我們連兩千個漢字都不會寫的時候，我們的民族文化怎么傳承？所以這是一個非常嚴峻的問題。由于西方語言的特點，西方國家可以不立法限制使用電子設備，但中文不同，中國應該建立有關限制使用拼音輸入法時間的法律法規。語言能力是人類最重要的能力，語言是人類區別于動物的最主要的交流工具、最主要的思維載體。