成年後才開始學習閱讀,大腦依然會產生巨大改變

■學會識字會使大腦產生大幅度的變化,這是無庸置疑的。不過如果不是從小開始學,而是成年後才開始學,大腦一樣會產生變化嗎?

圖片來源:Wikimedia Commons天城文/天城體(Devanagari),用來書寫印地語、梵語、尼泊爾語等超過一百種語言的字體。每個字母或符號有其相對應之讀音,與拼音文字(如英文)相似。但另一方面又擁有和象形文字系統(如中文)相似之特點,例如兩個以上的符號可組合成一個複雜的符號並擁有其特有之讀音。

撰文|林雯菁

人類發明文字未滿六千年,從演化的角度來看,這是一段很短的時間,短到嬰兒的大腦剛出世時並沒有一個專門的神經迴路只為閱讀而存在。過去,研究者藉由比較識字者和不識字者(文盲)、兒童學習識字前後的差別等研究方法,來尋找閱讀時必須動用的大腦網絡。

以兒童為對象的研究發現,當六歲兒童開始學習辨識字母、字母發音短短八周之後,左腦的枕顳回(occipito-temporal gyrus),也就是所謂的「視覺字形處理區」(VWFA, visual word form area)便產生了明顯的改變—變得對「真」的文字敏感,而且對「真」文字和「假」文字(長得像文字的符號)開始有不同的反應。

相較於兒童的大腦,成年人的大腦較不具可塑性,那麼成年人學習閱讀之後大腦會產生任何變化嗎?答案是肯定的。

2010年,法國研究者狄漢(Stanislas Dehaene)所率領的研究團隊曾比較三組不同的實驗參與者對文字的大腦反應有何不同。這三組人雖然都是葡萄牙文使用者,但一組人完全不識字,另一組人小時便開始學習閱讀,第三組人則是在成年後才開始學習閱讀。他們發現識字的參與者和不識字的參與者相比,不只在觀看文字和觀看其它圖形時有不同的大腦反應,整個語言處理系統都產生了改變。這些改變包括:左側枕顳回(也就是「視覺字形處理區」)對文字變得敏感,但對人臉或其它圖形的反應降低了、左大腦半球的語言系統變得對「文字」有所反應、對語音訊息的反應增強。更重要的是,即使是成年後才開始學習閱讀的這組參與者也出現了上述的變化,顯示學習閱讀也能引發成年人大腦的改變。

在一項新的跨國研究中,研究者召集了一群不識字的成年印度實驗參與者加入學習識字和閱讀的課程,再比較他們學會識字前後大腦的功能性連結有何改變。這群女性參與者平均年齡31歲,以說印地語(Hindi,又稱為印度語或北印度語)為主。他們原屬於賤民階級,從未上過學,也從未學過如何讀、寫、或拼字。實驗一開始的測試也發現,他們之中無人能夠識得八個以上的(天城文)字。研究者將參與者分成實驗組和對照組,其中,實驗組接受了六個月的讀寫訓練,從最簡單的天城文字母、雙音節的單字、多音節單字、一直學到基本的文法,而同一時間對照組則沒有接受任何的教學。為了測量學習識字的過程是否會使成人大腦的功能性連結發生變化,研究者在實驗一開始和結束前皆測量了所有參與者的靜息態功能性磁振造影(Resting-state Functional Magnetic Resonance Imaging)。

在六個月的學習後,實驗組在閱讀和拼字能力方面都獲得了大幅度的進步,達到了等同於一年級學童的程度。而靜息態功能性磁振造影的結果顯示,在學會識字後,位於大腦枕葉的視覺皮質(包括V1, V2, V3,& V4)和丘腦後結節(pulvinar nuclei,位於視丘)以及上丘(superior colliculus,位於中腦)等兩處皮質下區域有了更強的連結。而且學習表現愈佳者,這個皮質-皮質下(cortico-subcortical)連結也愈強。

如前所述,關於大腦因學習閱讀而產生的改變,先前研究多著重於大腦皮質,也就是比較表層、在演化上較晚發展出來的區域,像是視覺皮質、枕顳回或其他語言處理區域。而這項新研究將閱讀對大腦所產生的影響往前推到皮質下,包括位於間腦和中腦內的兩個和注意力分配與眼動控制有關的區域。間腦和中腦位於頭顱深處,在演化中與大腦皮質相比甚為古老,誰料得到這些區域會輕易地受到「閱讀」這麼晚才發展出來的技能的影響呢?

研究大腦因學習閱讀而產生的改變,除了能令我們對大腦有更多了解以外,也能讓我們對閱讀障礙(dyslexia/ reading disorder,或稱失讀症)發生的可能原因有更多了解,進而能夠發展出更有效率的篩選和介入方法。

 

註:其實閱讀障礙人口廣泛,至少影響3~7%的人口或更多,只是早期在台灣很多時候這些學生都被誤以為只是「不認真、懶惰、不用功」罷了。

 

參考文獻

  1. Brem, S., Bach, S., Kucian, K., Kujala, J. V., Guttorm, T. K., Martin, E., … Richardson, U. (2010). Brain sensitivity to print emerges when children learn letter–speech sound correspondences. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(17), 7939–7944. doi:10.1073/pnas.0904402107
  2. Dehaene, S., Pegado, F., Braga, L. W., Ventura, P., Filho, G. N., Jobert, A., … Cohen, L. (2010). How Learning to Read Changes the Cortical Networks for Vision and Language. Science, 330(6009), 1359–1364. doi:10.1126/science.1194140
  3. Skeide, M. A., Kumar, U., Mishra, R. K., Tripathi, V. N., Guleria, A., Singh, J. P., … Huettig, F. (2017). Learning to read alters cortico-subcortical cross-talk in the visual system of illiterates. Science Advances, 3(5), e1602612. doi:10.1126/sciadv.1602612

相關報導:For the Illiterate Adult, Learning to Read Produces Enormous Brain Changes

 

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作者:英國倫敦學院大學(UCL)認知神經科學博士。研究人類行為的腦神經機制。喜歡在《Wen-Jing的科學文獻報告》上與大家分享地球上最新的科學新知。

 

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