Stanislas Dehaene 擔任法蘭西學院實驗認知心理學主席,同時也是法國最先進的神經影像研究中心 NeuroSpin 的 INSERM-CEA 認知神經影像 यूनिट 主任。他因其對數字大腦基礎的研究而聞名,並在其著作《數字感》中普及化。在他的新書《大腦中的閱讀》中,他描述了他為理解一項驚人的壯舉而進行的探索,我們大多數人認為這是理所當然的:將頁面(或螢幕)上的標記轉化為語言。他最近接受了《心智 Matters》編輯 Gareth Cook 的提問。
COOK:您是如何對閱讀的神經科學產生興趣的?
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DEHAENE:我長期以來的興趣之一是人類大腦如何因教育和文化而改變。學習閱讀似乎是我們強加給我們孩子大腦的更重要的改變之一。它對我們產生的影響非常誘人。它提出了大腦和文化如何互動的非常基本的問題。
當我開始使用我掌握的不同工具(從行為到患者、功能性磁共振成像、事件相關電位,甚至顱內電極)在該領域進行實驗研究時,我驚訝地發現我們總是找到參與閱讀過程的相同區域。我開始懷疑,鑑於我們的大腦顯然從未為這個目的進化,我們的腦如何能夠適應閱讀。尋找答案促成了這本書的誕生。並且,最終,閱讀迫使我們提出一種非常不同的文化與大腦關係的觀點。
COOK:這種“新的關係”是什麼?
DEHAENE:社會科學中一種經典的,儘管常常是隱含的觀點是,人類的大腦,與其他動物的大腦不同,是一種學習機器,它可以適應基本上任何新穎的文化任務,無論多麼複雜。我們人類將從我們過去的本能中解放出來,並可以自由地發明全新的文化形式。
我提出的觀點是,人類的大腦比我們想象的更受限制,並且它對可能的文化形式的範圍施加了強大的限制。本質上,大腦不是為了文化而進化的,而是文化進化成可以被大腦學習的。透過其文化發明,人類不斷地在大腦中尋找特定的生態位,無論哪裡有可塑性空間,都可以被利用來“回收”大腦區域並將其用於新的用途。閱讀、數學、工具使用、音樂、宗教系統——所有這些都可以被視為皮層回收的例子。
當然,這種將文化視為受約束的“樂高”遊戲的觀點並非新鮮事物。它與克勞德·列維-斯特勞斯和丹·斯珀伯所例證的結構主義人類學觀點密切相關。我提出的觀點是,跨文化重複出現的普遍結構實際上最終可以追溯到特定的腦系統。
在閱讀的情況下,我們的書寫系統的形狀已經進化為逐漸簡化,同時與所有靈長類動物大腦中存在的視覺編碼方案相容。美國研究員馬克·張吉茲的一項引人入勝的發現是,世界上所有的書寫系統都使用相同的基本形狀集,並且這些形狀已經成為所有靈長類動物視覺系統的一部分,因為它們對於編碼自然視覺場景也很有用。猴子的大腦已經包含優先響應包括 T、L、Y 在內的“字母表”形狀的神經元。我們只是“回收”這些形狀(以及皮層的相應部分),並將它們變成語言的文化程式碼。
COOK:在書中,您將大腦的一部分描述為“信箱”。您能否解釋一下您的意思?
DEHAENE:這是我給大腦區域起的名字,每當我們閱讀單詞時,它都會系統地做出反應。它位於左半球的下表面,屬於幫助我們識別環境的視覺區域。這個特定區域專門識別書寫字元和單詞。令人著迷的是,它在我們所有人中都位於相同的位置——無論我們閱讀中文、希伯來語還是英語,無論我們是使用整體語言還是語音方法學習,一個大腦區域似乎都承擔了識別視覺單詞的功能。
COOK:但是閱讀是一項相對較新的發明,那麼在我們有書面語言之前,“信箱”在做什麼呢?
DEHAENE:這是一個極好的問題——我們真的不知道。插入這個區域的整個區域都參與了不變的視覺識別——它幫助我們識別物體、面孔和場景,而不管特定的視點、光照和其他表面變化。
我們正在開始對文盲進行腦成像實驗,我們發現這個區域在對單詞做出反應之前,對物體和麵孔的圖片有偏好。我們還發現,這個區域特別關注自然形狀輪廓中存在的小特徵,例如樹枝中的“Y”形。我的假設是,我們的字母是從文化層面對這些形狀的回收中產生的。大腦沒有足夠的時間“為了”閱讀而進化——所以書寫系統“為了”大腦而進化!
COOK:我們大腦的能力和侷限性如何塑造其他人類活動,比如數學?
DEHAENE:我專門寫了一本書《數字感》,講述我們對數字的先天直覺以及它們如何塑造我們的數學。基本上,我們從進化中繼承的只是一種粗略的數字感。我們與其他動物分享它,甚至嬰兒在出生後的最初幾個月就已經擁有它。然而,它只是近似的且非符號的——它不允許我們精確地區分 13 個物體和 14 個物體。儘管如此,它還是給了人類數字的概念,然後我們學會用文化符號(如數字和計數詞)來擴充套件它,從而實現更精確的算術方法。
每當我們近似時,我們仍然可以找到這種進化上古老系統的痕跡,有時甚至非常不理性——例如,當我們在公寓銷售中放棄一千美元時(因為這似乎只佔總額的一小部分),卻在討價還價以 40 美元而不是 50 美元的價格買到地毯時非常努力!
高等數學一定也以類似的方式受到我們進化工具包的限制。例如,複數被認為是“虛構的”和不可能理解的,直到一位數學家發現它們可以直觀地描述為一個平面——這對大腦來說是一個容易理解的概念。
COOK:這項研究告訴我們應該如何教授閱讀?它是否更普遍地告訴我們關於如何最好地進行教育?
DEHAENE:我的兩本書《數字感》和《大腦中的閱讀》都指出了年輕兒童比我們想象的更有能力這一事實。學習不是像約翰·洛克所說的那樣“填充心靈的白紙”。即使對於像閱讀這樣新穎的活動,我們也不是從頭開始學習,而是透過最小程度地改變我們現有的腦回路,利用它們預先存在的結構來學習。因此,教師和教學方法應該更多地關注兒童的心靈和大腦的現有結構。
在閱讀的情況下,非常具體地說,正如我在書中解釋的那樣,我們現在有大量的證據表明,整體語言方法與我們的視覺系統識別書寫單詞的方式無關——我們的大腦從不依賴單詞的整體輪廓,而是以高速、潛意識地並行分解其所有字母和字素,從而給我們一種整體單詞閱讀的錯覺。實驗甚至表明,整體語言方法可能會將學習導向錯誤的大腦區域,即右半球視覺詞形區域的對稱區域!我們需要用最好的腦科學來指導我們的教學——我們還需要發展循證教育研究,使用課堂實驗來驗證我們關於教學方法的推論是否在實踐中真正有效。
關於閱讀的大腦回路的理論、實驗和教育研究目前都指向字素-音素教學方法的優越性。
COOK:誦讀困難症患者的大腦中發生了什麼?他們是閱讀方式不同,還是隻是閱讀速度較慢?
DEHAENE:誦讀困難症患者的大腦在左顳葉顯示出混亂的迴路。在大多數誦讀困難症兒童中,左半球的語音迴路似乎略微混亂,這似乎導致無法學習將視覺字母識別與語音正確地聯絡起來。因此,他們的視覺詞形區域沒有充分發育,或者沒有以正常速度發育,他們在正常閱讀者並行閱讀已經建立的年齡繼續逐字母或逐塊地序列閱讀。
然而,我們永遠不應忘記,誦讀困難症存在很大的異質性——因此,一些兒童可能患有其他困難,例如與單詞的空間組織有關的困難。一些孩子似乎混淆了左右,或者無法從左到右順序地專注於字母而不會出錯,這可能是誦讀困難症的另一個原因,儘管不如語音問題那麼常見。
COOK:如果誦讀困難症患者的大腦組織方式不同,這是否表明他們可能具有其他能力——還是誦讀困難症純粹是一種障礙?
DEHAENE:這還不是很清楚,但我最近的研究引起了我的興趣,該研究表明誦讀困難症兒童和成人在對稱檢測任務中可能更好——他們更能夠注意到對稱模式的存在,甚至有證據表明這有助於一群天體物理學家檢測黑洞的對稱光譜!
我的理論是,映象識別是我們學習閱讀時必須部分“取消學習”的功能之一——這是靈長類動物大腦的普遍特徵,不幸的是,這在我們的字母表中是不合適的,字母 p、q、d 和 b 比比皆是。透過某種方式設法保持這種能力,誦讀困難症患者可能在視覺、空間甚至數學任務中具有一定的優勢。
更普遍地說,我們在這裡觸及了一個非常有趣的問題,即文化回收是否會使我們失去一些曾經在我們的進化中有用的能力。大腦是一個有限的系統,因此,儘管教育具有壓倒性的好處,但也可能存在一些損失。我們目前正在與亞馬遜印第安人進行實驗,部分目的是測試他們的先天能力是什麼,以及在幾何學和空間導航等某些領域,他們是否可能比我們更好。
COOK:在進行了所有這些研究之後,您是否發現自己現在的閱讀方式不同,或者體驗不同?
DEHAENE:並非如此——閱讀已經變得如此自動化以至於不引人注目:作為一名熟練的閱讀者,您專注於資訊,不再意識到您的大腦所創造的奇蹟!然而,當我看到幼兒破譯他們的第一個單詞時,我總是感到敬畏——他們臉上自豪的表情是對閱讀奇蹟的生動證明。