曹曉華，閆晉斌，段海丹

(浙江師范大學(xué)心理系，浙江 金華 321004)

一、大腦認(rèn)知偏側(cè)化的一般模型

大腦兩半球認(rèn)知功能不對(duì)稱是腦科學(xué)研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域。許多研究者采用不同的模型來(lái)解釋大腦功能的偏側(cè)化。在此領(lǐng)域較著名的第一個(gè)理論模型認(rèn)為左側(cè)大腦加工言語(yǔ)信息而右側(cè)大腦加工視空信息。此模型認(rèn)為大腦兩半球分別對(duì)不同的信息進(jìn)行加工處理，早期的失語(yǔ)癥為此模型提供了相關(guān)證據(jù)。最近Vallar等的研究也發(fā)現(xiàn)注意障礙病人對(duì)呈現(xiàn)在整個(gè)視野中的信息進(jìn)行處理時(shí)，會(huì)忽視左半邊視野的空間特征信息[1]。但是這一模型最近被提出質(zhì)疑，Lindell等的研究顯示左側(cè)在空間方位相關(guān)類別判斷占優(yōu)勢(shì)，而右側(cè)腦區(qū)也顯示出相關(guān)的語(yǔ)言技能[2]。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)被試對(duì)詞匯和輔音串的認(rèn)知顯現(xiàn)出左側(cè)的優(yōu)勢(shì)，而對(duì)詞匯判斷和語(yǔ)義分類等任務(wù)，則顯示是右側(cè)優(yōu)勢(shì)。最近Shan等的對(duì)漢字純失讀癥病人的研究也表明右側(cè)腦區(qū)的語(yǔ)言功能[3]。因此這一傳統(tǒng)模型受到了許多最新研究成果的挑戰(zhàn)。

在此領(lǐng)域的第二個(gè)經(jīng)典模型是依據(jù)物體表征的內(nèi)在組織原則進(jìn)行左右腦功能的區(qū)分的。此模型認(rèn)為大腦兩半球的主要區(qū)別是左側(cè)偏重于對(duì)物體組成信息的“分析”，而右側(cè)偏重于對(duì)物體組成的整體“構(gòu)建”信息進(jìn)行加工。人臉的許多相關(guān)研究為此模型提供了重要證據(jù)。有研究者對(duì)倒置人臉進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)大腦兩半球激活程度的差異與人臉的正立和倒立顯著相關(guān)。Barton等的研究進(jìn)一步表明人臉倒置效應(yīng)是對(duì)人臉部件信息的直接感知而不是依靠長(zhǎng)時(shí)記憶中人臉的整體信息線索進(jìn)行編碼[4]。Freire也表明，人臉識(shí)別的翻轉(zhuǎn)效應(yīng)優(yōu)先影響大腦右半球?qū)π畔⒌奶幚韀5]。

Goldberg等提出了第三個(gè)經(jīng)典的大腦偏側(cè)化模型，他依據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程的差異來(lái)定位大腦兩半球的功能。他們認(rèn)為右側(cè)是專門(mén)處理那些需要用新的信息進(jìn)行分析的新異情景，而左側(cè)專門(mén)對(duì)已經(jīng)形成的、規(guī)范化的情景進(jìn)行處理[6]。Goldberg等依據(jù)此模型進(jìn)一步認(rèn)為兩半球加工時(shí)所依靠的線索也是有差別的。右側(cè)依靠外部線索對(duì)反應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因?yàn)樵谛缕媲榫诚?，人需要根?jù)情景做出選擇判斷；左半球?qū)π袨榈恼{(diào)節(jié)是基于內(nèi)部定型的程序，人在已經(jīng)熟悉的情境下會(huì)有大量的經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)情景進(jìn)行辨別而做出最佳選擇。因此，他們推測(cè)在物體識(shí)別的最初階段是右側(cè)對(duì)新遇到的情景做出反應(yīng)，出現(xiàn)右側(cè)的單側(cè)化優(yōu)勢(shì)，而在情景熟悉后，將逐漸地轉(zhuǎn)為左側(cè)單側(cè)化優(yōu)勢(shì)[7]。Goldberg等認(rèn)為這種偏側(cè)化的轉(zhuǎn)移暗示兩半球的功能組織的差異性，右側(cè)是可以發(fā)展成為標(biāo)準(zhǔn)化的一般功能模塊，左側(cè)則發(fā)展為特定功能模塊能力[7]，因此，語(yǔ)言的左側(cè)偏側(cè)化可以理解為是此模型的重要證據(jù)。而且Gauthier等和Kanwisher等都通過(guò)人臉研究支持了這一模型，并且進(jìn)一步認(rèn)為這一現(xiàn)象受視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)的影響[8-9]。

Sergent等依據(jù)物體空間信息頻率的差異，提出了一個(gè)相關(guān)的大腦偏側(cè)化加工模型。他們認(rèn)為左側(cè)大腦處理高頻的信息，而右側(cè)處理低頻的信息。這一模型依據(jù)信息頻率能對(duì)物體認(rèn)知的很多現(xiàn)象做出較好的解釋。如數(shù)字加工的研究發(fā)現(xiàn)注意局部特征是左側(cè)偏側(cè)化的，而注意較大的整體形狀是右側(cè)偏側(cè)化的，此理論解釋這種現(xiàn)象的原因是由于同樣的信息呈現(xiàn)在較小的局部范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率較高，而呈現(xiàn)在較大的整體范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率則較低[10]。Okubo等運(yùn)用半視野技術(shù)對(duì)語(yǔ)言加工的研究結(jié)論也是支持這一模型的[11]。

最新的模型是Dien提出的兩面神模型(Janus model)(Janus是羅馬神話中的兩面神，其有前后兩張人臉，前面的人臉面向未來(lái)，后面的人臉面向過(guò)去)，Dien認(rèn)為左半球是面向未來(lái)，對(duì)將來(lái)可能發(fā)生的事情多種結(jié)果進(jìn)行預(yù)期和選擇；而右半球是專門(mén)負(fù)責(zé)對(duì)正在發(fā)生事件的各個(gè)部分信息進(jìn)行整合，然后事后右腦會(huì)對(duì)這些整合好的事件進(jìn)行進(jìn)一步的理解和判斷[12]。Calvo等也認(rèn)為人類都像Janus一樣，左側(cè)大腦是處理計(jì)劃行為而右側(cè)是處理即時(shí)行為，也就是說(shuō)左側(cè)展望未來(lái)右側(cè)總結(jié)過(guò)去。如在閱讀小說(shuō)的時(shí)候，左側(cè)將會(huì)試圖猜測(cè)誰(shuí)是兇手并且預(yù)見(jiàn)故事的轉(zhuǎn)折和故事情節(jié)的轉(zhuǎn)變，右側(cè)將會(huì)隨著故事的展開(kāi)去欣賞并且試圖按故事的發(fā)展去理解使故事通順和有意義[13]。Dien認(rèn)為根據(jù)兩面神模型可以認(rèn)為學(xué)習(xí)和記憶不僅僅是右側(cè)的獨(dú)有特性，因?yàn)樽髠?cè)的預(yù)見(jiàn)性并不排除依靠已獲得的經(jīng)驗(yàn)和能力來(lái)提高預(yù)見(jiàn)性，而右側(cè)的即時(shí)反應(yīng)也需要運(yùn)用過(guò)去的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)辨別新異刺激并進(jìn)行反應(yīng)。另外，語(yǔ)義啟動(dòng)研究中的兩個(gè)效應(yīng)，語(yǔ)義期望效應(yīng)和語(yǔ)義匹配效應(yīng)，也是對(duì)此模式的有力支持[12]。

二、人腦偏側(cè)化研究的新進(jìn)展

(一)文盲的偏側(cè)化研究

大腦的偏側(cè)化一直是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中的一個(gè)重要領(lǐng)域，最近的文盲研究和物體專家化的腦成像研究又引起研究者對(duì)這個(gè)問(wèn)題的進(jìn)一步思考。最近由于腦成像技術(shù)的發(fā)展，研究者開(kāi)始探討一類特殊被試群體——文盲的大腦偏側(cè)化問(wèn)題。Castro-caldas等等以文盲為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)大腦皮層右側(cè)受損的文盲會(huì)在與語(yǔ)言相關(guān)的任務(wù)上有更多的困難，正常的非文盲和左側(cè)輕微受損的非文盲不存在這一現(xiàn)象[14]。Ostrosky-Solís等的一項(xiàng)采用雙耳分聽(tīng)的ERP實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)文盲和非文盲的語(yǔ)言激活在左右腦后部腦區(qū)的差異均顯著，這也進(jìn)一步地支持了大腦皮層右半球也同樣具有語(yǔ)言功能的結(jié)論[15]。Petersson等采用腦成像技術(shù)研究文字加工對(duì)腦功能偏側(cè)化的影響，他們認(rèn)為當(dāng)前對(duì)于兩半球的交互作用的理解是有限的，并不清楚兩半球的功能特異性是環(huán)境還是遺傳或是兩者相互作用的結(jié)果。他們以文盲和非文盲為被試對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行探討，結(jié)果顯示，兩類被試在顳葉皮質(zhì)上部的初級(jí)語(yǔ)音相關(guān)區(qū)域顯示出一個(gè)相似的左—右腦不同，但文盲比非文盲更具有右側(cè)偏側(cè)化[16]。Dehaene等2010年發(fā)表在世界頂尖刊物《科學(xué)》上的文盲研究也表明字詞識(shí)別的區(qū)域與左側(cè)腦區(qū)有關(guān)[17]。

(二)FFA和VWFA研究

最近研究發(fā)現(xiàn)在大腦左右側(cè)的梭狀回存在兩個(gè)對(duì)應(yīng)的區(qū)域。右側(cè)梭狀回中部的區(qū)域?qū)θ四樧R(shí)別具有特異性，Gauthier等把此區(qū)域命名為人臉識(shí)別區(qū)(Fusiform Face Area，F(xiàn)FA)[18]。而在對(duì)應(yīng)的左側(cè)梭狀回區(qū)域，此區(qū)域?qū)ψ衷~識(shí)別具有特異性，Cohen等把此區(qū)域命名為視覺(jué)詞形區(qū)(Visual Word Form Area,VWFA)[18]。由于此兩個(gè)區(qū)域的位置左右對(duì)稱，而且字詞與人臉的識(shí)別一個(gè)是后天經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果，一個(gè)是遺傳的結(jié)果，而且人臉具有整體加工優(yōu)勢(shì)而字詞是以分析為主。因此對(duì)此兩個(gè)區(qū)域的深入研究能促進(jìn)大腦功能的理解，特別是對(duì)偏側(cè)化功能的深入理解。

對(duì)于FFA的右側(cè)化取得了較為一致的結(jié)論。Cabeza等采用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技術(shù)對(duì)人臉識(shí)別進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)FFA的激活存在右側(cè)偏側(cè)化現(xiàn)象[19-20]。Kanwisher等進(jìn)一步認(rèn)為FFA是人臉加工特異性的[21]。Reddy等研究發(fā)現(xiàn)雖然此區(qū)域?qū)ζ渌碳ひ灿蟹磻?yīng)，但是在不同的人臉識(shí)別任務(wù)中都能對(duì)FFA和其他區(qū)域的神經(jīng)元進(jìn)行區(qū)別[22]。Dien等對(duì)大量的FFA研究進(jìn)行元分析。他們對(duì)人臉識(shí)別的116個(gè)研究結(jié)果進(jìn)行元分析，結(jié)果表明FFA是右側(cè)偏側(cè)化的[23]。同時(shí)ERP研究也表明人臉識(shí)別的N170成分也多是右側(cè)化的。

對(duì)于VWFA的fMRI研究表明左側(cè)梭狀回中部區(qū)域?qū)ψ衷~識(shí)別具有特異性[24]。熟練閱讀者對(duì)書(shū)面字詞進(jìn)行加工時(shí)左中部梭狀回就會(huì)被激活，即該區(qū)在被試閱讀字詞時(shí)與其它非文字刺激如面孔、房屋或工具等相比有顯著激活[8，18，25-27]。腦電研究也表明該區(qū)和詞匯閱讀時(shí)頭皮記錄的溯源區(qū)域源相一致[25，28]。視覺(jué)詞形加工障礙即純失讀患者的神經(jīng)心理學(xué)研究也表明VWFA的損傷導(dǎo)致純失讀[18，25，27]。而且最近的文盲訓(xùn)練研究也進(jìn)一步證實(shí)了此結(jié)論。馬力飛對(duì)中文文盲和非文盲被試以及英語(yǔ)被試的漢字加工進(jìn)行研究，結(jié)果在中文非文盲被試的左側(cè)梭狀回發(fā)現(xiàn)了一致性的激活，而在文盲和英文被試的漢字再認(rèn)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)激活VWFA。而且，研究者還對(duì)文盲進(jìn)行了6個(gè)月的漢字培訓(xùn)，之后再對(duì)文盲進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)VWFA 區(qū)域被激活。此結(jié)果不但證實(shí)了中文漢字字形加工特異性區(qū)域的存在，而且表明此區(qū)域具有經(jīng)驗(yàn)依賴性[29]。

綜上所述，目前對(duì)于大腦偏側(cè)化這一傳統(tǒng)領(lǐng)域的研究，主要集中在進(jìn)行理論模型探討上。雖然研究者提出了許多理論模型，但是每個(gè)模型都有其自身不完善的地方，需要作進(jìn)一步的探討。這些模型有的依據(jù)物體信息的類別，有的依據(jù)物體組織的內(nèi)部原則，有的依據(jù)學(xué)習(xí)信息的過(guò)程差異，有的依據(jù)空間信息的高低，有的依據(jù)物體信息加工的時(shí)間前后進(jìn)行區(qū)分左右腦的功能，都能解釋部分實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果，都有自己的實(shí)驗(yàn)研究證據(jù)，但是都不能解釋所有的偏側(cè)化實(shí)驗(yàn)。因此加強(qiáng)對(duì)特殊被試，如文盲和腦損傷病人的研究能有助于此問(wèn)題的進(jìn)一步深入。當(dāng)然，對(duì)于人臉識(shí)別區(qū)域(FFA)和字詞識(shí)別區(qū)域(WVFA)的深入研究，也能促進(jìn)對(duì)大腦左右側(cè)的組織原則和功能理解，以推動(dòng)此領(lǐng)域的長(zhǎng)足發(fā)展。

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