中文发展性阅读障碍的认知

中文发展性阅读障碍的认知和神经机制研究A Cognitive and neurophysiological study ondevelopmental dyslexia in Chines北大心理系王慈欣王珏指导老师周晓林摘要：本研究运用事件相关电位ERP技术，采取被动听觉怪球范式，从认知和神经机制两个层面上，对阅读障碍儿童的语言加工及听觉加工能力进行探讨，以深刻了解阅读障碍儿童阅读障碍的实质及其神经机制。

研究比较了阅读障碍儿童与正常儿童在非注意条件下听纯音频率变化、复合音模式变化、声母、韵母、声调变化时产生的失匹配负波（MMN），发现阅读障碍儿童在听复合音模式差异、声母差异、韵母差异时，表现出显著的更弱或者迟滞的MMN。

而在听纯音频率差异和声调差异时，两组被试间没有表现出显著差异。

本研究结果显示发展性阅读障碍者存在听觉时间加工能力以及语音加工（声母，韵母）的缺陷，但是在简单的改变声音频率和音调的任务中没有发现加工能力缺陷。

由此预测可能是由于阅读障碍者对于声音时间信息加工能力的缺陷影响了他们对于言语刺激的知觉并导致了阅读障碍。

关键词：发展性阅读障碍事件相关电位（ERP）失匹配负波（MMN）听觉怪球范式（Oddball）一导言发展性阅读障碍是指某些儿童具有正常的智力水平和接受教育的机会，没有明显的神经或器质上的损伤，却在标准阅读测验上的成绩低于正常读者约两个年级（孟祥芝，周晓林，2001）。

研究表明，汉语儿童的阅读障碍发生率在4%-8%之间（Stevenson，1982；张承芬等，1998）。

学龄儿童一旦产生阅读障碍，对其认知、情感、自我概念以及社会性发展都会产生重大影响，因而，发展性阅读障碍成为教育学、心理学、认知神经科学和行为遗传学等多门学科共同关注的课题。

目前越来越多研究显示，发展性阅读障碍有一定的遗传和神经基础（Castles，1999，周晓林等，2002）。

1 发展性阅读障碍的理论及行为研究对阅读障碍的理论解释分为两大类型。

其中一种理论认为，阅读障碍来源于语言学层次的加工缺陷，阅读障碍者言语信息的表征和加工上存在障碍，但他们的其它认知能力和信息加工能力完整无缺。

这种理论的突出表现是把阅读障碍按语言学概念和语言加工过程分成几个亚类型，如“深层（语义）阅读障碍”、“表层阅读障碍”、“语音阅读障碍”。

另一类理论强调发展性阅读障碍的非语言特性，认为阅读障碍是由更深层、更基本的视觉与听觉障碍造成的，其根本原因在于非语言的听觉和视觉能力的损伤或发展不完善。

这类理论的核心是阅读障碍没有语言特异性，不局限于语言学层次。

20世纪70年代到90年代之间，西方的阅读障碍研究致力于语音阅读障碍和表层阅读障碍的语言学特征及其加工过程的研究。

研究者普遍认为，阅读障碍儿童在多种语音任务上的困难，如语音记忆障碍、命名障碍、找词困难等都源于缺乏语音分析技能。

20世纪90年代后期，研究者开始关注阅读障碍的非言语因素。

主要出现了三种理论，一种是巨细胞障碍理论，一种是听觉加工障碍理论，还有一种是时间加工障碍理论。

巨细胞障碍理论认为阅读障碍者视觉神经系统中的巨细胞障碍导致他们对某种类型的视觉刺激加工存在困难，进而影响阅读。

研究者认为巨细胞与眼动控制、运动知觉有关，巨细胞障碍会导致眼动控制不稳，进而产生视像模糊，也会使运动知觉阈限提高，或者导致在低空间频率下视觉暂留时间长、对比敏感度下降，因而导致阅读障碍，这种预测得到部分实验的支持。

该理论的特点是直接把阅读障碍行为表现与神经机制联系起来。

听觉障碍观点认为阅读障碍不仅仅局限于语言学的语音加工领域，他们的非语言快速听觉加工能力也存在障碍。

听觉系统对声音信息时间变化的高度准确加工是语音技能发展的重要条件。

语音分析依靠声音的听觉表征，语音差异由声音频率和波幅的变化标志，而对声音频率和波幅变化的加工和知觉是通过听觉系统实现的。

近期不断有研究表明，听觉加工障碍与发展性阅读障碍有关。

有研究发现障碍者觉察、分辨快速系列呈现的声音或者觉察这些声音的先后顺序存在困难，也有研究发现有些被试从噪音背景中觉察非言语的目标声音有障碍。

阅读障碍的视觉与听觉加工是非言语障碍研究探讨最多的领域，除此之外，研究者还在多种感觉信息通道发现阅读障碍者加工异常，如运动知觉、平衡、触觉等。

来自不同领域的研究结果使研究者思考：这些不同系统的加工异常是否反映了共同的内在机制？Lovegrove提出阅读障碍的语音加工和视觉加工障碍可能反映了普遍的内在过程。

他认为在不只一个知觉模式中加工快速呈现刺激上的差异，可能反映了阅读障碍有一般的知觉时间控制问题。

该假设反映了阅读障碍领域不同研究发现和观点走向融合的趋势，但是，时间控制假设目前还只是一种尝试性的理论，其具体内容和神经机制尚有待探讨。

2 阅读障碍的神经生理学研究正常的字词阅读涉及到大脑皮层的广泛区域，包括大脑左半球的枕叶和颞—顶联合区、左侧额下回、颞上回与颞中回、双侧小脑、运动区、运动辅助区中部和扣带回前部（Fiez & Petersen，1998；Price，1997）。

对成年发展性阅读障碍者和儿童阅读障碍者的PET和fMRI研究显示，阅读障碍者在进行语言（语音）加工时，左侧颞叶——顶叶交界处，特别是角回的活动异常，是阅读困难的核心定位。

相对于正常阅读者，阅读困难者的颞——顶联合区只有较低的激活，而额下回有较高的激活。

颞——顶联合区的低激活揭示了从字形向语音转换的困难，而额下回的超激活则可能是反映了对语音加工困难的一种补偿机制。

Johannes等人（1994）记录了阅读障碍组与控制组在简单视觉分辨任务上的ERPs，在整体波幅上阅读障碍组与控制组没有差异，但阅读障碍组的分布是对称的，而控制组左脑优势。

阅读障碍组的潜伏期长，但未达到显着性水平。

听觉加工障碍观点也得到许多研究结果的支持。

Nagarajan等人（1999）使用脑磁图（MEG）研究发现，在ISI为100ms或200ms时，阅读障碍者对快速呈现的系列短促刺激的反应波幅显着弱于控制组，在ISI为500ms时没有这种差异。

在20-60Hz范围内，快速呈现的系列刺激诱发的平均反应强度阅读障碍组也弱于控制组。

作者认为由于听觉皮层是声学信息进入听觉语言表征的一个主要途径，所以它的受损表明阅读障碍者对复杂声学输入的表征方式与正常读者存在本质差异，这种表征差异对言语和语言学习、表征和使用以及阅读中语音-字形符号表征的建立具有广泛的影响。

近期的一个研究（Molfese，2000）显示，新生儿的大脑电生理反应（EEG）可以用来预测八年后该儿童是否会成为阅读障碍。

Leppanen等考察了儿童早期的脑电波与阅读障碍之间的关系。

被试是新生儿和6个月的婴儿，其中一半来自阅读障碍背景家庭（父母中一个是阅读障碍或者有阅读障碍家族史），另一半来自正常家庭，作为控制组。

ERPs表明高危险（at-risk）婴儿和控制组婴儿都被动地区分了元音和辅音长度上的变化。

两组婴儿ERPs上的差异提示言语成分，尤其是时间成分的加工对于有阅读障碍危险的儿童可能在婴儿期就已经变异了。

从上述文献综述可见，在语言加工和视觉听觉加工任务中都找到了阅读障碍与正常读者行为表现和脑神经功能激活上的差异。

但是这些差异是拼音文字系统特有的，还是在不同文字系统中具有普遍意义，还有待进一步研究。

3.阅读障碍者听觉加工的ERP研究事件相关电位法（ERP）作为研究神经机制的手段，技术本身具有很高的时间分辨性，是无创性实验技术，适合任何年龄的被试，它能够从一个更为直观的角度验证行为实验的结果，在发展性阅读障碍研究中具有得天独厚的作用。

ERP 某些成分的特性在既往的实验研究中已得到充分论证。

如失匹配负波MMN （mismatch negativity），是ERP中的一种负成分，由一系列重复性同质刺激中偶尔出现的任何可觉察变化引起，如，声音的频率、强度、声音刺激持续时间或声音模式上的变化均能引起MMN。

因此这种成分可以作为知觉声音变化敏感度的电生理指标。

对发展性阅读障碍者听觉加工特征的ERP研究多采用听觉Oddball范式。

被动Oddball范式不要求被试投入注意力资源，在实验过程中将被试的注意力转移到其它的非实验刺激上去（如在听觉实验中让被试注视屏幕上的刺激，忽视耳朵中传入的声音刺激），当偏差刺激出现时就会诱发失匹配负波（MMN）。

刺激的频率、持续时间的长短、甚至于更复杂的声音变化都会引起MMN，如MMN可以由音素的变换引起，也可以由纯音对序列的倒置引起。

标准刺激和偏差刺激的差别越大，MMN出现的越早，波幅也越大。

（Teija Kujala,2001）已有大量的证据表明，MMN可以作为诊断阅读障碍神经异常的线索（Kujala T, Näätänen R,2001）。

有研究者指出，言语知觉是语音加工的前提条件（MacBride-Chang,1995）。

Schulte-Korne等人（1998）以MMN为指标，采用被动听觉Oddball范式，在刺激为言语条件和非言语条件下比较了阅读障碍组和控制组的成年人在辨别标准刺激和偏差刺激时的差异。

言语刺激是音节（标准刺激/da/和偏差刺激/ba/），非言语刺激是纯音（1000HZ为标准刺激，1050HZ为偏差刺激）。

他们发现，纯音刺激所引发的MMN在两组被试间没有显著差异，而言语刺激在阅读障碍组中诱发的MMN波幅要比在控制组中诱发的MMN的波幅要小。

作者解释说，这个结果反映了阅读障碍者对听觉瞬时信息加工的缺陷，但由于阅读障碍者只在对言语刺激的加工上和控制组有显著差异，而在对非言语刺激，纯音刺激的加工上和控制组没有显著差异，因此阅读障碍者的听觉信息加工缺陷是基于言语知觉的。

随后，Schulte-Korne（1999）使用频率结构相同的标准刺激和偏差刺激的，变化声音持续时间的模式子, 以 MMN为指标，考察了成年阅读障碍者与控制组在听觉时间加工上的差异，结果发现阅读障碍者在250－600ms区域失匹配负波显着小于控制组。

由于在研究中作者操纵了声音的时间性质，所以作者认为阅读障碍者存在听觉时间加工能力的缺陷。

结合两个研究，Schulte-Korne（1999）认为，言语声音中的瞬时信息性质导致了阅读障碍者MMN的波幅比控制组小，即阅读障碍者存在听觉瞬时信息加工的缺陷。

然而，另一些ERP的听觉研究表明，阅读障碍不仅存在着和语音相关的听觉加工障碍，还存在着更一般的听觉加工缺陷。

MMN的研究发现表明，阅读障碍对言语声音和非言语声音的辨别都存在着困难。

Baldeweg等人的研究（1999）表明阅读障碍可能在辨别音高中存在困难。

Baldeweg等改变声音的呈现时间，保持音频不变，结果没有发现阅读障碍和控制组的差异，也没发现两者行为表现的差异。