本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
大腦並非為了閱讀而進化。它利用預先存在的視覺和語言處理區域的神經力量，使我們能夠理解托爾斯泰和湯姆·克蘭西的作品。當然，閱讀始於學齡的最初幾年，此時這些大腦區域仍在發育中。但是，當成年人在30歲之後開始學習時會發生什麼呢？5月24日發表在《科學進展》上的一項研究發現了一些意想不到的結果。
在該報告中，來自德國、印度和荷蘭等國大學的廣泛研究小組對來自印度北部城市勒克瑙附近的21名約30歲的婦女進行了閱讀教學，並將她們與由9名婦女組成的安慰劑組進行了比較。在研究開始時，大多數學習閱讀的人都不認識一個印地語單詞。六個月後，該小組達到了小學一年級的熟練程度。
當研究人員進行腦部掃描（使用功能性磁共振成像）時，他們感到震驚。新學習者大腦中褶皺表面（皮層）深處的區域發生了變化。他們的結果讓他們感到驚訝，因為大多數與閱讀相關的大腦活動被認為與皮層有關。
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這項新研究可能會推翻這一假設，並且可能也適用於兒童學習者。視覺資訊透過眼睛過濾後，可能會首先傳遞到進化上古老的大腦區域，然後再傳遞到通常與閱讀相關的皮層視覺和語言區域。
《大眾科學》採訪了該研究的資深作者，馬克斯·普朗克心理語言學研究所的法爾克·許提格，以瞭解更多資訊。[以下是經過編輯的文字記錄。]
是什麼促使您研究不識字的成年人在獲得一定程度的識字能力後大腦會發生哪些變化這個問題？
這類研究的社會意義是巨大的。 全世界有數億成年人完全不識字。而且在美國等西方國家，也有數百萬功能性文盲，即那些甚至閱讀非常簡單的句子都很困難的人。我們需要了解成年人的大腦在生命後期獲得閱讀這種極其複雜的技能方面有多大的靈活性，以便能夠制定最有可能成功的掃盲計劃來幫助這些人。
從基礎研究的角度來看，與不識字的人一起工作也很有意義。如果我們回顧人類物種的進化史，就會發現文字是一種非常晚近的文化發明。最早的規範文字是在不到6000年前發明的。這意味著在我們的基因中不可能存在指定的閱讀區域或閱讀網路。觀察文化發明如何改變大腦功能和結構有助於我們從根本上理解大腦是如何運作的。
您是如何著手組織這項研究的？
我們需要找到完全不識字的成年人來回答我們的研究問題。我們還想使用最新的技術來觀察大腦中的變化。印度是世界上為數不多的可以進行這項研究的地方。印度在提高識字率方面取得了很大進展，但今天仍然有大量成年人甚至一個字都不認識。與此同時，至少在印度的大城市可以使用現代核磁共振掃描器。因此，我們聯絡了印度同事來進行這項研究。
當一個人學習閱讀時，相互連線的大腦區域會被啟用。來源： 馬克斯·普朗克人類認知與腦科學研究所
組織起來困難嗎？如果困難，您能具體說明嗎？
後勤方面的挑戰非常巨大。 儘管印度有很多文盲，但他們往往居住在遠離擁有核磁共振掃描器的大城市的偏遠農村地區。即使在印度，文盲在某種程度上也是一種恥辱，讀寫能力與社會階層密切相關。我們必須確保社會因素不會影響研究結果。我們很感激一群賤民——印度最弱勢的社會群體——樂於參與。腦部掃描是在城市勒克瑙進行的，距離參與者住所有三個小時的計程車車程。
您發現了什麼？您期望發現什麼？您對最終結果感到驚訝的是什麼？
我們期望重現之前的發現，即變化僅限於大腦的外層——皮層，已知皮層可以快速適應新的挑戰。我們發現了皮層中預期的變化，但我們也觀察到，學習過程導致了重組，這種重組延伸到了丘腦和腦幹的深層大腦結構。因此，人類識字這種相對年輕的現象改變了從進化角度來看非常古老的大腦區域，這些區域已經是小鼠和其他哺乳動物大腦的核心組成部分。
更準確地說，我們發現，被稱為 上丘的腦幹部分以及位於丘腦的丘枕，會使其活動模式的時間安排適應視覺皮層的時間安排。丘腦和腦幹中的這些深層結構幫助我們的視覺皮層從大量的視覺輸入中過濾出重要的資訊，甚至在我們有意識地感知到它之前。有趣的是，這兩個大腦區域之間的訊號時序越對齊，閱讀能力似乎就越好。似乎這些大腦系統 隨著學習者閱讀越來越熟練，它們之間的交流也越來越精細。
您的研究結果對誦讀困難症等疾病有任何啟示嗎？
這些發現不僅為成人文盲帶來了希望，也為誦讀困難症等閱讀障礙的可能原因提供了新的線索。以前，在誦讀困難症患者身上觀察到的基本缺陷的一個可能原因被認為是丘腦功能障礙。既然我們發現僅僅幾個月的閱讀訓練就可以從根本上改變丘腦，我們就必須更仔細地研究這個假設。也可能是受影響的人在丘腦中表現出不同的大腦活動，僅僅是因為他們的視覺系統沒有經驗豐富的讀者訓練有素。這意味著，只有當這些異常在入學前就出現時，才能被認為是誦讀困難症的先天原因。這就是為什麼只有在兒童開始學習閱讀之前對其進行評估並跟蹤數年的研究才能闡明閱讀障礙的起源。
以下是研究人員的完整列表
Michael A. Skeide，馬克斯·普朗克人類認知與腦科學研究所神經心理學系； Uttam Kumar，印度北方邦生物醫學研究中心；Ramesh K. Mishra，印度海德拉巴大學和印度北方邦阿拉哈巴德大學行為與認知科學中心；Viveka N. Tripathi，阿拉哈巴德大學行為與認知科學中心和心理學系，阿拉哈巴德；Anupam Guleria，印度北方邦生物醫學研究中心；Jay P. Singh，阿拉哈巴德大學行為與認知科學中心；Frank Eisner，荷蘭奈梅亨拉德堡大學唐德斯研究所；以及 Falk Huettig，荷蘭奈梅亨馬克斯·普朗克心理語言學研究所語言心理學系。