漢語兒童腦發育與閱讀發展的探路人
——記北京師范大學認知神經科學與學習國家重點實驗室副教授劉麗

本刊記者 李玉琨

漢語兒童腦發育與閱讀發展的探路人
——記北京師范大學認知神經科學與學習國家重點實驗室副教授劉麗

本刊記者 李玉琨

專家簡介：

2016年，以4:1擊敗圍棋世界冠軍李世石后，谷歌人工智能AlphaGo火了。之后，它的戰績作為人工智能有望取代人類智慧的佐證，被一些技術決定論者大肆頌揚。北京師范大學心理學部的劉麗副教授對此卻持保留看法，她說：“別看AlphaGo贏了圍棋，讓他轉行學習千變萬化的語言，恐怕贏不了三四歲的孩子吧。”人類嬰兒學習掌握語言的速度之快常常令人驚嘆，“一個三歲的孩子往往還不會獨立穿衣、吃飯，卻往往能表達豐富的語言”，兒童語言發展與腦發育的關系正是劉麗的研究領域。

踏進這個領域，與她的個人愛好有關。“2016年，一檔叫《中國詩詞大會》的節目特別火，其實我也是個詩詞愛好者，我似乎從小就對語言的美有一種天然的敏感性。”愛好使然，在結束了北京師范大學生命科學專業本科的學習后，劉麗決定朝語言研究的方向走一走。

想法萌生后，她懷著忐忑的心情，拜訪了我國著名心理語言學家彭聃齡教授，向他表明了自己對語言研究的熱情。沒想到，和藹可親的彭聃齡老先生，毫不猶豫地把她收下了。從此，劉麗對人腦語言加工的研究歷程正式開啟。

科學閱讀，啟智未來——漢語兒童閱讀發展與障礙的認知神經科學研究

近年來，劉麗開展的研究主要與兒童閱讀能力的發展相關。世界各國對國民閱讀尤其兒童青少年閱讀非常重視。為推動國民閱讀素養的提高，多國已出臺了相關的立法。我國對閱讀的重視程度也逐年加強，從街頭廣告到國家電視臺，以閱讀為主題的公益廣告比比皆是。2013年我國開始著手的國民閱讀立法，更將倡導全民閱讀提高到了法律的層面。“一個不愛讀書的民族是沒有希望的民族”，出于對全民閱讀素養的深切關懷，圍繞“漢語兒童閱讀發展與障礙”這一主題，劉麗主持了多項國家自然科學基金項目，參與了“973”、北京市腦科學計劃等重大課題，發表SCI/SSCI論文20余篇，相關成果在Neuroimage、Human Brain Mapping、Journal of Cognitive Neuroscience等國際腦科學主流期刊上發表后,受到國內外同行的廣泛關注。

首先，劉麗團隊通過系列研究揭示了漢字字形、語音、語義的大腦表征區，以及參與形—音轉換和形—義轉換的腦區網絡。這些研究在刻畫出成熟漢語讀者閱讀神經網絡的同時，更為研究兒童閱讀的神經網絡奠定了基礎。

此外，團隊通過比較漢語母語閱讀和英語母語閱讀的神經網絡發現，在腹側通路上，漢語母語閱讀者更加依賴雙側的楔葉和右側的舌回；而在背側通路上，漢語母語者更加依賴頂上小葉。作為漢語特色之一的聲調，其加工則更加依賴右腦額下回。這些研究對回答文字特點對人腦閱讀網絡的塑造作用有著重要的學術價值。

針對漢語兒童閱讀能力的發展，劉麗團隊的研究發現，從兒童的不熟練閱讀到成人的熟練閱讀，腦功能網絡有兩個重要變化：一是兒童更加依賴皮層下腦區與皮層腦區之間的聯結，而成人更加依賴皮層上腦區之間的聯結；二是，兒童更加依賴語音加工區（如顳葉區域）與其它腦區之間的聯結，成人更加依賴字形加工區域（如枕葉區域）與其它腦區之間的聯結。這項研究揭示了兒童閱讀發展的腦網絡基礎。

針對一直以來都存在爭議的漢語兒童母語閱讀障礙的主要認知缺陷問題，劉麗通過進行單字和詞兩個層面多個腦功能成像（fMRI）的實驗發現，在單字層面，漢語兒童母語閱讀障礙的主要認知缺陷是字形加工缺陷，其在腦機制上主要表現為雙側的顳枕區域的激活不足；而在詞的層面，漢語兒童母語閱讀障礙的主要認知缺陷則是語素加工缺陷，在腦機制上表現為左腦額下回的激活不足。這些發現在一定程度上彌合了以往研究中存在的“字形加工缺陷vs語素加工缺陷作為漢語閱讀障礙兒童的主要認知缺陷”的爭議。

劉麗課題組還進一步從局部和大尺度腦網絡兩個層面比較了正常兒童與閱讀障礙兒童腦結構的差異。在局部腦區層面，通過比較漢語閱讀障礙兒童與正常兒童的腦灰質密度，發現障礙兒童除在經典的語言加工區（如左腦顳上回、額下回）灰質密度降低外，在一些低級的視知覺加工區域（如右腦枕下回）和執行控制腦區（如腹內側前額葉）也表現出灰質密度的下降趨勢。這一發現支持了“漢語閱讀障礙的非語言范疇缺陷”理論,表明漢語閱讀障礙的缺陷不僅僅局限在語言范疇，可能也與早期較為初級的視覺皮層的發育異常有關。在大尺度腦網絡的層面，團隊發現，閱讀障礙兒童腦結構網絡的核心節點較多分布于前部額葉，而正常兒童多分布于大腦后部頂葉，表明閱讀障礙兒童跟正常兒童的腦有著不同拓撲組織結構；同時，閱讀障礙兒童左右半腦的連接強度大于正常兒童，表明閱讀障礙兒童語言功能的大腦偏側化進程可能晚于正常兒童，而語言功能的大腦左側化是良好語言和閱讀功能的一個重要標志。

綜合一系列研究所獲的研究成果，劉麗團隊不僅在理論上揭示了腦發育與閱讀發展及障礙的關系，更在實踐上為我國數億兒童的閱讀教學以及閱讀障礙兒童的診斷和干預提供了基于腦科學的新理念、新思路及新方法。“語言文字的差異導致我們不能照搬國外的閱讀研究結果，漢語兒童閱讀能力的提升必須依據我們自己開展的漢語閱讀研究”，劉麗說道。

與來自各地的學者一起參加中美青年科技人員交流計劃

拓展新方向，迎接新挑戰——漢語兒童二語閱讀及障礙的認知神經科學研究

在全球化的大背景下，掌握二語甚至三語已經成為非常普遍的現象，很多孩子從小便學習第二語言。因此，對二語閱讀的腦機制研究成為閱讀研究中一個非常重要也非常有趣的問題。

通過研究，劉麗團隊發現漢語母語者在閱讀英語時使用的腦區跟其閱讀母語時使用的腦區高度重合，但跟英語母語者閱讀英語時使用的腦區有較大不同。并且英語熟練度越高，漢語母語者越多使用閱讀母語時的腦區，而更少使用英語母語者閱讀英語時使用的腦區。研究結果還發現，英語母語者閱讀漢語時與漢語母語者閱讀英語時的情況正好相反。英語母語者在閱讀漢語時使用的腦區跟其閱讀母語時使用的腦區差異較大，但卻跟漢語母語者閱讀漢語時使用的腦區高度重合，并且漢語熟練度越高，英語母語者會越多使用漢語母語者加工漢語的腦區，而更少使用英語母語者加工英語的腦區。這項研究揭示了母語和二語的關系對二語閱讀腦機制的調節作用，顯示了漢字加工的腦網絡的包容性特征。

劉麗團隊正與北京大學孟祥芝教授的團隊合作開展母語閱讀困難與二語閱讀困難的關系研究。在前期對2000多名北京市郊區和市區的小學兒童的調研中，他們發現母語閱讀困難有30.84%的可能性會同時引發二語閱讀困難，并且該概率顯著大于母語正常群體表現出二語閱讀困難的概率。這說明，母語閱讀困難更有可能引發二語閱讀困難，也就是說母語閱讀中的認知加工缺陷可能會負向遷移至二語閱讀加工中。

“長期以來我國兒童的二語學習存在學習時間長、學習效率低、啞巴英語等問題，我們的研究結果將為開發優質高效的二語學習方法提供腦科學的證據。”劉麗說，“二語學習往往發生在母語學習之后，因此其腦的加工機制既受到二語本身特點的影響，也受到已有的母語加工系統的影響，比較復雜，這給我們的研究帶來了很多挑戰。不過這也正是研究的樂趣之一。”

課題組與美國神經語言學家James Booth教授合影

合作共贏 和悅共處

“開放性是我們課題組的特征，宏大的事業，不是單打獨斗能完成的，必須與別的團隊合作，合作使我們更強大。”北京大學孟祥芝老師的課題組、中科院心理所畢鴻雁老師的課題組、北京科技大學官群老師的課題組，都是劉麗團隊合作的對象，在一起辦的小沙龍及開展的合作項目，令他們每個課題組都獲益匪淺。劉麗課題組還與美國麻省理工學院、德克薩斯大學、密歇根州立大學以及加拿大西安大略大學的多位學者建立了實質的合作關系。2016年10月，劉麗團隊聯合北京大學和中科院心理所的語言研究團隊合作舉辦了“語言發展與障礙工作坊”。參加工作坊的10余位教師以及30余位研究生濟濟一堂，從語言能力的正常發展、雙語閱讀發展與障礙、音樂能力與語言能力的關系、漢語的聽覺語音加工等多個方面，共同梳理了漢語兒童語言發展和障礙方面的認知神經科學研究進展。

劉麗課題組雖學生不多，但卻是一個很有凝聚力的小團隊。“眾人拾柴火焰高”正是這樣的團隊氣氛保障了課題組高效率的科研產出。談到招收學生的要求，劉麗大笑：“我招學生真的沒有特別的要求，‘熱愛生活、追求夢想、喜歡探索、不畏挑戰’是我招生的要求，同事們老拿這個要求跟我開玩笑，他們覺得我的要求‘太浪漫’，但我會真的把這個要求落實到實處。”

她認為學生的基礎不是考量招收與否的重要因素，熱愛生活、敢于追求夢想，渾身充滿正能量才是最重要的。遇到困難，不退縮的品質，對于探索未知世界的科研工作特別重要。“我喜歡有正能量的孩子，遇到打擊的話，睡一覺第二天起來接著干，還是一身勁，這就是我需要的學生。因為在科研工作中我們經常會遇到各種各樣的困難，只有正能量的孩子才能堅持到底。再聰明的孩子，如果沒有一顆積極向上和堅強的心，我覺得不適合做科研。一個正能量的人，能帶給整個課題組積極向上的氛圍，這也是很難得的。”

劉麗很珍惜與學生的互動，學生特別信任她，跟她特別親近。遇到問題或實驗結果不理想的時候,她的學生經常第一時間找到她，她總是耐心地與他們一起討論，幫他們找問題的癥結。即使看到不理想的實驗結果，自己也很迷茫的時候，她也總是正能量十足地鼓勵學生，不把負能量帶給學生，這是她對自己的要求。“不可能所有的事情都是理想的，科學研究更是這樣，科學研究的不確定性，正是它的魅力所在。”劉麗說。

眼下，劉麗的兒子已經3歲了。專業使然，她經常觀察孩子的語言發展，并有意地根據自己的專業經驗培養孩子的語言能力。“對一個女性，特別是媽媽而言，研究兒童發展應該是最適宜、最快樂的事情之一了。而我剛好能進入到兒童語言發展與腦發育這個研究領域，覺得特別幸運。”劉麗眼角含笑地告訴記者。

劉麗，北京師范大學心理學部、認知神經科學與學習國家重點實驗室副教授。2001年和2004年，分別獲得北京師范大學生物科學專業學士學位，基礎心理學專業碩士學位。2006年至2009年，在北京師范大學認知神經科學與學習研究所和美國西北大學語言交流與障礙系進行博士聯合培養，并獲得基礎心理學專業博士學位。作為第一完成人的“漢語兒童閱讀障礙的腦功能研究”獲教育學會首屆基礎教育成果網絡博覽會二等獎，《漢語兒童閱讀困難的神經基礎研究》獲2011年全國優秀博士論文提名獎，2013年劉麗入選北京市高校青年英才計劃。