辟谣！别再用智商高低来解释读写困难了！
前言
这四位从左到右分别是：嘉信理财集团创始人Charles Schwab、伊利诺伊州最高法院法官Anne M. Burke、加州州长Gavin Newsom、著名作家Carmen Agra Deedy。
这四位来自不同领域，但是他们都是读写困难(dyslexia)患者。他们都在耶鲁大学读写困难和创意中心榜上有名，因为他们就是很好的证明：读写困难和智商没有关系，患有读写困难也可以在各个领域获得成功。
在我们之前的文章里讲解过读写困难有哪些表现。这周的文章专门来科普读写困难背后的脑科学。
国际读写困难协会(International Dyslexia Association)在读写困难的定义中指出：“读写困难是一种特殊的学习障碍，是由脑神经结构决定的。(Dyslexia is a specific learning disability that is neurobiological in origin)”
那么，读写困难患者的脑神经结构到底有什么特别？两位来自麻省理工学院MIT的脑神经科学家，Anila D’Mello和John Gabrieli，对近年来学术界读写困难和脑科学研究的成果进行了总结。
一、脑功能和阅读
大脑左半球图片来自The University of Queensland网站。中文注释来自本文作者。
由于阅读是现代人类进化后出现的文化发明，因此大脑中并没有某一个位置是阅读中心。阅读依赖于大脑左半球的语言区域的神经网络。这个“阅读网络”主要有三个重要区域：枕颞皮层、颞顶皮层、下额叶皮层。
“阅读网络”的三个区域。截图来自Anila D’Mello和John Gabrieli的论文。中文注释来自本文作者。
枕颞皮层Occipito-Temporal Cortex
大脑左半球的枕颞皮质对于自动进行字符、字母的视觉识别是至关重要的。所以，也通常被称为视觉文字辨识区visual word form area (VWFA)。在功能磁共振成像研究fMRI中，这个视觉文字辨识区在阅读文本时尤其活跃。
患有读写困难的人，无论是小孩还是成人，在面对文本时，他们的视觉文字辨识区 (VWFA)激活度低。正常读者的视觉文字辨识区 (VWFA)能敏感地识别捏造的字词（比如zegifs不是一个真的英文单词），但是读写困难患者对于捏造的字词敏感度低。有研究表明，这个区域的低激活度还影响读写困难患者的快速命名(rapid naming)。
颞顶皮层Temporo-Parietal Cortex
大多数孩子都是先学听说，再学读写的。也就是说，学习阅读的过程相当于把读音和字母联系起来的过程。大脑左半球的颞顶皮层通常参与跨模式整合，也就是音和形的联系和整合。在这个区域的颞上回（superior temporal gyrus）以及周围就是大家常说的韦尼克区（Wernicke's Area）。如果韦尼克区受损，那么就会出现言语理解障碍。
读写困难的患者在面对语音加工任务时颞顶皮层的激活度低下。这也就是为什么他们在音和形的对应方面尤其薄弱，比如孩子明明听过blog这个单词，但是看着blog这几个字母却不知道发音是/b/ /l/ /ɔ/ /g/而看不懂。
下额叶皮层Inferior Frontal Cortex
大脑左半球的下额叶皮层和阅读的很多方面相关，包括语言工作记忆、语音和语义处理、默读以及言语计划。在这个区域的额下回（inferior frontal gyrus）就是大家熟知的布洛卡区（Broca's Area）。如果布洛卡区受损，就会出现语言表达障碍。
读写困难患者虽然在枕颞皮层和颞顶皮层的激活度都偏低，但是在这个下额叶皮层区域的激活度比常人偏高。有学者认为这是读写困难患者因认词困难而含糊阅读，这些补偿行为在大脑里的体现。也有学者认为这个脑区的激活度和读写困难相关性不大。
总结要点：从大脑功能层面来看，读写困难患者的枕颞皮层（负责文字识别）和颞顶皮层（负责音和形的对应）的激活度都偏低。打个通俗的比方：如果你近视800度而且有些耳背，那么你戴着400度的眼镜和耳机出门，视听方面的困难就不难想象。
二、脑结构和阅读
大脑中的灰质(grey matter)含有大量神经突触，是神经信号深度处理的重要部位，相当于电脑的芯片组。在大脑的“阅读网络”中，尤其是在枕颞皮层和颞顶皮层，灰质的体积与阅读能力、语音处理能力、快速命名能力等成正相关。读写困难患者在大脑的视觉文字辨识区 (VWFA)和颞顶皮层的灰质都比常人少。
大脑中的白质(white matter)是大量神经纤维聚集而成，负责神经信号的快速传导，相当于电脑里的各路数据线。脑神经影像分析发现：在颞顶皮层，随着一个人的阅读能力提高，白质体积也会随之增加。
大脑中“阅读网络”之所以被称为“网络”，是因为各个区域之间互相连接和交互。而这是由白质纤维束(white matter tracts)所实现的。与阅读相关的皮层区域通过多个白质纤维束相连，包括弓形纤维束(arcuate fasciculus)，下纵纤维束(inferior longitudinal fasciculus)，上纵纤维束(superior longitudinal fasciculus)。
相比较于常人，读写困难患者的白质纤维束连接强度更低，就好像电脑里的数据线传导慢，且连接不顺畅。脑神经学家认为白质纤维束的低连接强度影响了语音处理能力和拼写能力。
总结要点：从脑结构层面来讲，读写困难患者的灰质（负责神经信号深度处理）和白质（负责神经信号快速传播）体积小，白质纤维束连接强度低。打个通俗的比方：一般我们从上海去北京坐高铁五小时就到了。如果你坐绿皮车先从上海去武汉，再从武汉坐大巴去西安，最后从西安开车去北京。那么，这样的旅途漫长艰辛可想而知了。
截图来自Anila D’Mello和John Gabrieli的论文。中文注释来自本文作者。
三、其他脑区域和阅读
尽管上面提到的“阅读网络”和阅读密切相关，在阅读时这些区域也和大脑的其他区域协同合作，比如听觉区域和视觉区域。
有不少行为报告提到读写困难患者的视觉缺陷。也有神经影像学研究支持这一说法：读写困难患者和视觉感知相关的脑区域激活度低，视觉处理流(visual processing streams)终止于与阅读相关的顶叶区域。尽管如此，很多学者认为这些可能是读写困难的结果而不是原因。因为当读写困难的孩子提高读写技能后，视觉处理区域的功能差异会消失。而且，它可能会随着阅读干预而变化。
有功能性神经影像学研究报告说：快速听觉处理训练可改善阅读能力和大脑对快速听觉非言语刺激(rapid auditory nonverbal stimuli)的反应。尽管可能并非在所有读写困难患者中都存在，但这些听觉缺陷可能在某些患者中存在。
小脑图片来自library.neura.edu.au
小脑的差异也经常在读写困难的神经影像学研究中被提到。小脑在功能性与结构性上与颞顶和额叶连接，对语音处理，言语工作记忆和语义很重要。研究认为：某些读写困难的亚型（例如既有语音缺陷又有流利度缺陷的个体）可能更容易出现小脑差异。
四、大脑可塑性
既然读写困难是由脑神经结构决定的，那么患者就没救了吗？
脑神经影像学对儿童和成人都进行了研究，大量研究表明大脑是具有可塑性的，会由于经历而改变。有效的干预可以使读写困难的大脑在结构和功能上都更接近常规。
科学家们还发现：虽然“阅读网络”在大脑左半球，但是干预后的读写困难患者大脑右半球的前额叶激活度更高了，右半球顶叶和额叶区域之间的白质连通性也更高了。也就是说大脑右半球的神经认知网络进行了替代性发展，不同于对左半球“阅读网络”的典型依赖性。我们的大脑是多么的神奇和强大呀！
五、全球读写困难大脑都一样吗？
目前为止，本文里的读写困难都指的是英文的读写困难。但是我们都知道世界上有几千种语言。各种语言阅读文本主要的差异有两个：
阅读时是语音解码还是图像解码，比如英语就是语音解码，中文汉字就是图像解码。
拼写透明度高低，比如西班牙语的声音和字母对应透明度很高，看到西班牙语单词即使你不认识也能猜对读音，而英语就相对拼写透明度更低，比如neighbor的读音是/neɪbər/而不是/neɪghbər/。
科学家们认为不同的语言对阅读有不同的需求，而这些不同的需求可能会改变大脑的阅读组织。例如，有研究发现法国和意大利的读写困难患者颞顶皮层激活度低，而中国的读写困难患者颞顶皮层激活度正常。
在全球化的今天，也有很多双语和多语者。取决于对文字系统进行解码所需的技能，与阅读相关的大脑激活在每种语言中可能有所不同。尽管双语者在阅读两种语言时会激活相似的大脑区域，但激活方式会根据拼写透明度而有所不同。例如：英语和西班牙语的双语者在阅读英语时，下额叶激活度比阅读西班牙语时更高。这是因为英语是一种不透明的语言，一个字母可能对应几个不同的音，一个音也可能对应不同的字母。而在西班牙语中阅读时，字母和发音则更为直接、一对一的对应关系。
此外，与双语者阅读相关的大脑激活模式也可能受第二语言习得年龄的影响。尽管针对双语的读写困难脑神经研究不多，但是有一些对读写困难的双语儿童进行的行为研究发现：与透明语言相比，不透明语言的阅读准确性缺陷更为严重。
结语
既然了解了读写困难背后的脑科学，以及大脑强大的可塑性，那么什么样的干预最有效呢？国际读写困难协会(International Dyslexia Association)指出最有效的干预是结构化识字(Structured Literacy) 。什么是结构化识字？近年来盛行的自然拼读是不是结构化识字呢？欢迎关注《多样学堂》阅读后续更多的读写困难相关文章。
参考文献
D’Mello, A. & Gabrieli, J. (2018). Structural and Functional Brain Bases of Dyslexia. Language, Speech, and Hearing Services in Schools, Vol. (49), 798–809.