徐芳芳
盧春明,認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授。2008年獲得北京師范大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。采用基于磁共振和功能性近紅外光學(xué)成像(fNIRS)技術(shù)考察人際間語言交流及其障礙的腦機(jī)制。發(fā)表SCI論文20多篇,包括以獨(dú)立第一/通訊作者發(fā)表的PNAS、Journal ofNeuroscience、Neurology等期刊文章。2009年開始在北京師范大學(xué)開設(shè)并主講腦功能彌散功能成像(又稱fNIES)研究生課程。社會兼職包括Society for fNIES的communication committee成員,中國教育學(xué)會腦科學(xué)與教育分會理事,多個(gè)SCI期刊審稿人等。
他長期從事語言交流的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制研究,揭示了人際間的腦活動(dòng)同步在有效進(jìn)行語言交流、建立和發(fā)展人際關(guān)系等方面的重要作用,及其在疾病治療和師生教學(xué)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值。
人是一種社會性動(dòng)物。人與人之間不僅要交流思想,傳遞知識,而且還要構(gòu)建復(fù)雜的社會關(guān)系。這種交流的需求在剛剛出生的嬰兒身上就已經(jīng)表現(xiàn)出來了,只不過她們只能通過哭聲來傳遞信息。在很小的時(shí)候,嬰幼兒就對媽媽的面孔和聲音表現(xiàn)出特別的偏好。通過與成人的交流,他們的各種心理能力得到快速發(fā)展。因此,人際交流可以說是個(gè)體心智發(fā)展的重要外部條件之一。同樣,在人類社會的層面上,社會架構(gòu)的構(gòu)建、社會文明的積累都離不開交流。那么,交流到底是怎么發(fā)生的?交流的時(shí)候,人們的大腦中到底發(fā)生了什么?為什么有的人交流能力特別強(qiáng),而有的人卻存在各種交流困難呢?帶著對人際交流相關(guān)研究的濃厚興趣,記者專訪了北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的盧春明副教授,他正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展人際交流及其障礙的腦活動(dòng)同步機(jī)制研究。
結(jié)緣實(shí)驗(yàn)室十三載
原本學(xué)教育的盧春明,最初沒有想過自己會成為一名心理學(xué)方向的科學(xué)家。
2003年,盧春明做了一個(gè)大膽的決定。本科畢業(yè)后留校的資格已經(jīng)獲批,而他卻想冒險(xiǎn)一搏,向著更高遠(yuǎn)的夢想前進(jìn)??鐚I(yè)、跨學(xué)??佳校贸隽似聘林鄣闹練?,盧春明一舉奪得專業(yè)魁首。
“幸運(yùn)的是,能夠跟隨我國著名的認(rèn)知心理學(xué)家彭聃齡老師讀博士,跟隨彭老師做研究。碩士快畢業(yè)的時(shí)候,彭聃齡老師找我談話,建議我繼續(xù)讀博士做研究,他當(dāng)時(shí)說可以在國內(nèi),也可以出國。我考慮到做語言的研究不應(yīng)脫離語言文化的大環(huán)境,而且也非常喜歡彭老師的課題組,于是選擇跟隨彭老師繼續(xù)在北師大讀博士?!?/p>
2005年,盧春明開始了博士生的學(xué)習(xí)研究生涯。也是那一年,北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立??梢哉f,盧春明是跟隨實(shí)驗(yàn)室一步一步成長起來的。“我見證了實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室也見證了我個(gè)人的成長。這種感情是非常微妙的。2008年,我博士畢業(yè),也恰逢實(shí)驗(yàn)室處于飛速發(fā)展的時(shí)期。”
從沒有讀大學(xué)的機(jī)會,到獲得讀大學(xué)的機(jī)會;從本科畢業(yè)分配留校,到堅(jiān)守夢想冒險(xiǎn)考研……盧春明與北京師范大學(xué)的結(jié)緣,來自于一步一步踏實(shí)刻苦的勤奮學(xué)習(xí),也來自于對看似遙不可及的夢想的不,懈追求。而他,則把這些歸結(jié)于運(yùn)氣。他說:“一路走到今天,能夠從事心理學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究并取得一點(diǎn)成績,個(gè)人努力是一方面,外在的環(huán)境、老師、同學(xué)的幫助,都非常重要。所以我感覺自己還挺幸運(yùn)的。”
近紅外腦功能光譜成像為心理學(xué)研究帶來一線曙光
上世紀(jì)八九十年代,心理學(xué)研究者無不關(guān)注兩個(gè)蓬勃發(fā)展的前沿交叉領(lǐng)域,即認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和認(rèn)知行為遺傳學(xué)。這兩個(gè)學(xué)科吸收了認(rèn)知科學(xué)和行為科學(xué)的理論與神經(jīng)科學(xué)和遺傳學(xué)的新技術(shù),共同向智能的本質(zhì)和意識的起源這一基本的重大理論問題發(fā)起沖擊,將心理學(xué)的研究推到了一個(gè)新的發(fā)展水平。
與此同時(shí),傳統(tǒng)心理學(xué)研究發(fā)展到21世紀(jì)后,遇到了一個(gè)問題——腦成像的技術(shù)應(yīng)用問題。這些技術(shù)能夠在無損的情況下研究腦子里發(fā)生了什么,從而帶來了很多優(yōu)勢,但是同時(shí)也造成了一些困擾——很多時(shí)候,心理學(xué)研究如果不采用這些技術(shù),就很可能得不到廣泛的認(rèn)可。
認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)這一支強(qiáng)心劑,促進(jìn)了心理學(xué)的發(fā)展,但也產(chǎn)生了很多爭議。尤其是腦成像技術(shù)應(yīng)用過程中對實(shí)驗(yàn)情境等條件的苛刻要求,給心理學(xué)的研究造成了一些阻礙,很多經(jīng)典的、重要的方向研究不了。
“比如磁共振,人躺在里面不能動(dòng),微小的動(dòng)作都會影響到圖像清晰度。而恰恰很多傳統(tǒng)的重要心理學(xué)項(xiàng)目——如群體互動(dòng),特別是師生互動(dòng)的心理學(xué)研究——是需要進(jìn)行語言互動(dòng)的,是會產(chǎn)生動(dòng)作的。那么,依靠磁共振就沒法開展研究了。”盧春明說,當(dāng)時(shí)他走在了一個(gè)分叉點(diǎn)上,不知該何去何從,“恰好就在這時(shí),我們實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃引進(jìn)近紅外腦功能成像技術(shù),讓我負(fù)責(zé)調(diào)研和搭建平臺,同時(shí)也得到了實(shí)驗(yàn)室其他老師的大力支持?!?/p>
調(diào)研過程中,盧春明發(fā)現(xiàn),這種技術(shù)不必像磁共振那樣放在一個(gè)屏蔽間里,它有一個(gè)“帽子”,可以戴著在生活中移動(dòng),說話、做手勢都沒有問題,甚至可以去跑步、騎自行車,成像結(jié)果都不會受到干擾。
“我當(dāng)時(shí)就覺得這項(xiàng)技術(shù)給心理學(xué)的腦機(jī)制研究帶來了一線曙光,突破了過去的腦成像技術(shù)的限制,使心理學(xué)研究真正回歸到現(xiàn)實(shí)生活中,為心理學(xué)發(fā)展帶來了很大潛力?!?/p>
認(rèn)識到這個(gè)契機(jī)后,盧春明和團(tuán)隊(duì)將設(shè)備引進(jìn),他還把之前做磁共振研究的朱老師拉過來,一起做初步研究。在國際上,他們與華盛頓大學(xué)的另一個(gè)研究組在同一時(shí)間,分別獨(dú)立地把過去基于磁共振的靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)研究,成功遷移到近紅外腦功能成像技術(shù)上,從而為采用基于近紅外的兒童青少年腦發(fā)育研究提供了理想的技術(shù)手段。
“我們越發(fā)意識到,磁共振能做的,再用近紅外做,并沒有任何優(yōu)勢可言。近紅外腦成像的真正優(yōu)勢在于回答心理學(xué)的問題。它能夠讓心理學(xué)真正的‘回歸生活?!?/p>
為了讓近紅外技術(shù)為更多的人所掌握,真正發(fā)揮它促進(jìn)心理學(xué)發(fā)展的作用,盧春明聯(lián)合朱朝喆、牛海晶以及美國德克薩斯州立大學(xué)艾靈頓分校的劉漢莉老師,開設(shè)了近紅外腦功能成像研究生課程?!吧线^我們這個(gè)課的很多同學(xué)都成為其他單位的近紅外技術(shù)骨干。看到越來越多的人開始使用和關(guān)心這種技術(shù),我心里非常高興,也很有成就感?!?
人際間語言交流的腦活動(dòng)同步效應(yīng)
語言的本質(zhì)在于人際交流。但是,以往的語言腦機(jī)制研究幾乎都集中在個(gè)體孤立的、片段的語言活動(dòng)上,忽視了自然語言交流的社會互動(dòng)特征和人際交流過程。
盧春明嚴(yán)肅地說:“針對這一局限性,我們前期采用基于fNIRS的多人同時(shí)腦功能成像技術(shù),首次在社會互動(dòng)情境下對進(jìn)行自然語言交流的兩個(gè)人的腦活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行了考察(Jiang et al.2012.Journal of Neuroscience)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在面對面對話條件下,交流雙方在左側(cè)額下回出現(xiàn)顯著的腦活動(dòng)同步效應(yīng),而在沒有人際互動(dòng)的面對面獨(dú)白條件下,或者在沒有視覺信息的背對背(包括對話和獨(dú)白)條件下,都沒有發(fā)現(xiàn)腦活動(dòng)同步效應(yīng)?!?/p>
進(jìn)一步分析后,盧春明和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),腦活動(dòng)同步與對話過程中的社會互動(dòng)有密切關(guān)聯(lián),包括口語的話輪轉(zhuǎn)換和反饋回應(yīng)以及非口語的面部表情和體勢動(dòng)作等。這些發(fā)現(xiàn)表明,人際間的腦活動(dòng)同步可能是有效進(jìn)行語言交流的神經(jīng)基礎(chǔ)。國際同行在綜述文章中認(rèn)為,該研究是國際上首個(gè)考察社會互動(dòng)情境下自然語言交流腦機(jī)制的研究,突破了傳統(tǒng)研究只關(guān)注個(gè)體孤立語言活動(dòng)的局限性,對深入了解語言的社會屬性有重要意義。
語言交流不僅是為了傳遞信息,更是為了建立和發(fā)展人際關(guān)系、鞏固和維系群體團(tuán)結(jié)。無論人還是動(dòng)物,支配關(guān)系都是其社會內(nèi)部最基本的社會關(guān)系之一。那么,在人類領(lǐng)導(dǎo)者建立支配關(guān)系的過程中,語言交流發(fā)揮怎樣的作用呢?這是社會學(xué)、心理學(xué)和人類進(jìn)化學(xué)等學(xué)科共同關(guān)注的核心科學(xué)問題。
“傳統(tǒng)的‘babble假設(shè)認(rèn)為,無論交流內(nèi)容是否有用,說話多的人總是更容易成為領(lǐng)導(dǎo)者。但是最近的一些研究發(fā)現(xiàn),與交流頻率相比,交流技巧和能力更加重要?!北R春明說,為了檢驗(yàn)上述假設(shè),他們采用了一個(gè)小組討論任務(wù),同時(shí)對小組內(nèi)三名被試者的腦活動(dòng)進(jìn)行考察。結(jié)果發(fā)現(xiàn),從小組中自然產(chǎn)生的一名領(lǐng)導(dǎo)者與兩名追隨者之間在左側(cè)顳頂聯(lián)合區(qū)出現(xiàn)顯著的腦活動(dòng)同步效應(yīng),而兩名追隨者之間則沒有出現(xiàn)顯著的同步效應(yīng)。而且,領(lǐng)導(dǎo)者和追隨者在發(fā)起的交流次數(shù)上沒有顯著差異,表明交流頻率與支配關(guān)系的建立并沒有直接關(guān)系。但是,與追隨者相比,領(lǐng)導(dǎo)者發(fā)起的交流活動(dòng)伴隨著更強(qiáng)的領(lǐng)導(dǎo)者一追隨者腦活動(dòng)同步效應(yīng),并與領(lǐng)導(dǎo)者的交流技巧和能力的評價(jià)分?jǐn)?shù)有顯著相關(guān),而與其交流頻率沒有顯著相關(guān)。
“因此,腦活動(dòng)同步可能是人類領(lǐng)導(dǎo)者建立支配關(guān)系的重要神經(jīng)機(jī)制,而該同步效應(yīng)與語言交流技巧和能力有密切關(guān)系?!北R春明笑道。
該研究首次揭示了腦活動(dòng)同步效應(yīng)在建立社會關(guān)系過程中的重要作用,及其與語言交流的密切關(guān)系,對于深入認(rèn)識語言的社會屬性和進(jìn)化機(jī)制有重要意義。該研究發(fā)表在美國科學(xué)院院刊PNAS上(direct submission)(Jianget al 2015 Proc Natl Acad SciUSA.獨(dú)立通訊作者)引起國際同行的廣泛關(guān)注。著名的科學(xué)網(wǎng)站Faculty1000發(fā)表評論文章認(rèn)為,該研究對于揭示語言交流在領(lǐng)導(dǎo)者與追隨者之間的社會關(guān)系形成過程中的作用具有重要意義。該研究也被國際同行評價(jià)為該領(lǐng)域的開拓性(pioneering)研究。
還語言以流暢——口吃系列研究
雖然我們大多數(shù)人的交流能力都沒有問題,但是在生活中,我們會遇到一些有言語障礙的人,其中比較常見的就是口吃??诔缘牡湫吞卣魇桥c人交流時(shí)癥狀明顯,但是一個(gè)人自言自語時(shí)則不太明顯,甚至完全沒有癥狀。所以,口吃是一種典型的交流障礙。
人類對口吃矯治的重視,從兩三千年前就已經(jīng)開始了??梢姡@種言語障礙對人們?nèi)粘I畹挠绊懼?,以及人們對矯治方案的需求之大。如果有一天,口吃患者都能得到有效的矯治,那么,其對社會產(chǎn)生的影響將十分深遠(yuǎn)。
口吃的癥狀表現(xiàn)為言語頻繁地與正常流利的人在頻率和強(qiáng)度上不同、且非自愿地重復(fù)(語音,音節(jié),單詞或短語)、停頓、拖長打斷。它也包括言語前的反常猶豫或停頓(被口吃者稱為“語塞”)和某些語音的拖長(通常為元音)??诔缘哪承┍憩F(xiàn)不能被他人觀察到,包括對特定音素(通常為輔音)、字和詞的恐懼,對特定情景的恐懼、焦慮、緊張、害羞和言語中“失控”的感覺。它牽涉到遺傳、神經(jīng)生理發(fā)育、家庭和社會等諸多方面,是非常復(fù)雜的問題。
口吃患者不僅遇到常人難以想象的困難,更可能在心理上產(chǎn)生自卑等情緒,甚至恐懼人際交流。目前,世界范圍內(nèi),口吃矯治的科學(xué)研究和臨床實(shí)踐備受關(guān)注。西方國家早有專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行口吃矯治和引導(dǎo),在我國,北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也正致力于做好這件事。
“要做好口吃的干預(yù)和治療這件事情,有三個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn),分別是口吃發(fā)生機(jī)制的揭示、篩查和診斷神經(jīng)標(biāo)記的建立以及有針對性的矯治方案的開發(fā)?!北R春明說。他的研究正是圍繞上述三個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn)來開展的?!翱诔匝芯棵媾R很多困難。最大的困難來自于人,即很多口吃者不愿意參與研究,社會上對口吃問題不夠重視,甚至有偏見,開展口吃研究的課題組太少。所以在很長一段時(shí)間里,我們的研究進(jìn)行得很吃力,而且是孤軍奮戰(zhàn)。”
在口吃發(fā)生機(jī)制的研究方面,盧春明介紹:“言語產(chǎn)生過程可以分成計(jì)劃和執(zhí)行兩個(gè)階段。以往,研究者常常將這兩個(gè)階段分開研究。這不僅影響到對口吃病理機(jī)制的認(rèn)識,而且阻礙了口吃的臨床診斷和矯治工作。相反,我們的研究同時(shí)考察了計(jì)劃和執(zhí)行這兩個(gè)階段,并結(jié)合腦網(wǎng)絡(luò)分析方法,在言語的認(rèn)知過程和神經(jīng)通路異常的神經(jīng)過程之間建立了聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上提出了口吃發(fā)生機(jī)制的雙通路模型。這個(gè)模型對于口吃是怎么發(fā)生的,腦和行為如何關(guān)聯(lián)等關(guān)鍵問題都有合理的解釋,而且對口吃的診斷和矯治有指導(dǎo)意義?!?/p>
在雙通路模型的基礎(chǔ)上,盧春明和他的團(tuán)隊(duì)采用了模式識別技術(shù),嘗試從腦功能活動(dòng)模式的角度對不同口吃癥狀進(jìn)行判別。過去,口吃的診斷和篩查主要依賴矯治師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn),這就導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)不同的矯治師的判斷會出現(xiàn)差異,而且難以推廣和進(jìn)行大范圍篩查。腦功能異常神經(jīng)標(biāo)記的建立對口吃癥狀的自動(dòng)化識別和兒童口吃癥狀的早期篩查、以及診斷標(biāo)準(zhǔn)的建立有重要意義。雖然這項(xiàng)工作只是一個(gè)初步探索,但是為未來的研究提供了很好的方向。
口吃的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制研究面臨一個(gè)共同的難題,即由于長期口吃會導(dǎo)致腦功能和結(jié)構(gòu)的代償,因此,無法判定在成人口吃者身上發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)機(jī)制異常是口吃發(fā)生的原因還是長期口吃導(dǎo)致的代償效應(yīng)。因此,大部分研究只能根據(jù)間接證據(jù)進(jìn)行推測。要克服這一困難,一種理想的方式是從2~3歲開始,對兒童口吃者進(jìn)行長期縱向追蹤。但是,因?yàn)樽粉櫟某杀咎?,迄今為止,還沒有人做過這樣的研究。另一種比較現(xiàn)實(shí)的方式是對成人口吃者進(jìn)行矯治。通過比較矯治前后腦功能和腦結(jié)構(gòu)的變化,可以分離出核心缺陷(矯治前后不變)和代償機(jī)制(矯治前后有變化)。
“我們的雙通路模型認(rèn)為,口吃者言語產(chǎn)生過程的言語計(jì)劃和發(fā)音運(yùn)動(dòng)控制兩個(gè)階段都存在加工缺陷,并分別與基底神經(jīng)節(jié)經(jīng)丘腦到雙側(cè)額下回再到運(yùn)動(dòng)皮層的神經(jīng)通路連接異常和小腦經(jīng)丘腦到運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)通路連接異常分別對應(yīng)。以此為基礎(chǔ),我們開發(fā)了一套專門針對口吃者異常神經(jīng)通路的矯治方案,該方案能夠有效提高口吃者的言語流暢程度。”
“人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)的作用下會發(fā)生重組,表現(xiàn)為腦的可塑性變化。這就有可能通過行為矯治改變異常的腦功能,使其恢復(fù)到正?;蛘呓咏5乃??!被谠摲桨?,他們比較了三個(gè)實(shí)驗(yàn)組在矯治前后的腦功能(靜息功能連接)和腦結(jié)構(gòu)(皮層厚度)特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)矯治前后口吃者左側(cè)額下回的功能和結(jié)構(gòu)都存在異常,矯治前后沒有發(fā)生變化,而矯治前小腦的功能異常則在矯治后發(fā)生了改變并接近流暢控制組,而且其改變的程度與口吃者言語流暢度的提高存在顯著相關(guān)。因此,他們得出結(jié)論——口吃者左側(cè)額下回的功能和結(jié)構(gòu)異常是穩(wěn)定的神經(jīng)異常,反映了口吃的核心缺陷。
“小腦的功能隨著口吃者言語流暢性的改變而改變,表明其反映了習(xí)得的言語產(chǎn)生方式帶來的腦可塑性變化,即代償效應(yīng)?!氨R春明繼續(xù)解釋”我們進(jìn)一步考察了發(fā)音運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)對口吃者發(fā)音運(yùn)動(dòng)控制能力的塑造作用,分離出三種不同類型的可塑性變化,提示發(fā)音運(yùn)動(dòng)控制能力的可塑性變化可能存在不同的階段,不同類型的腦可塑性變化可能具有不同的發(fā)展軌跡?!霸摮晒l(fā)表在臨床神經(jīng)科的頂級雜志Neurology(Lu etal.2012:Neurology)。
一個(gè)7天時(shí)間的矯正實(shí)驗(yàn)之后,患者的部分腦功能異常沒有了!盧春明和團(tuán)隊(duì)基于研究工作開發(fā)的這個(gè)漢語口吃矯正方案在國內(nèi)外引起了極大反響。對此,美國神經(jīng)病學(xué)學(xué)會進(jìn)行了特別報(bào)道:“來自中國的研究表明,一星期的口吃矯正,就能夠顯著地提高言語流暢度,改善腦功能。”文章發(fā)表后,好多外國人找了過來,迫切地請求盧春明和他的團(tuán)隊(duì)幫助矯治口吃。盧春明只得抱歉地說:“對不起,我們這個(gè)方案是針對漢語的,只能應(yīng)用于漢語環(huán)境。”
此外,盧春明的研究還考察了口吃者的聲調(diào)產(chǎn)生機(jī)制:“語言是文化的重要載體。以往關(guān)于語言獨(dú)特性的研究都集中在書面語方面,認(rèn)為口語更多體現(xiàn)了語言的普遍性。我們以聲調(diào)產(chǎn)生的認(rèn)知和神經(jīng)機(jī)制為突破口,對口吃者認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制的普遍性與獨(dú)特性問題進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,漢語聲調(diào)的獨(dú)特性可能主要體現(xiàn)在其發(fā)聲機(jī)制上,并且會對口語流暢性產(chǎn)生特異性的影響。我們的研究首次揭示了口語流暢性加工過程中的普遍性與獨(dú)特性問題,在國際上產(chǎn)生了廣泛影響?!?/p>
采訪結(jié)束時(shí),盧春明對記者說出了他的一個(gè)愿望:“目前,國內(nèi)并沒有一個(gè)系統(tǒng)的、專業(yè)的口吃矯治機(jī)構(gòu),包括醫(yī)院也沒有一個(gè)有效的方法。我們的研究取得一些成果后,也和一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作矯治。我希望將來能夠有更多的公眾、更多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)和研究者關(guān)注口吃問題,也希望我們的研究成果能夠被更多的矯治機(jī)構(gòu)采用,把語言流暢的陽光帶給更多的口吃者?!?
科學(xué)中國人2017年1期