脑与阅读 斯坦尼斯拉斯·迪昂 341个筆记

机制来精巧地适应识别书面文字的活动更令人感到意外的是，人类所共同拥有的这种机制竟系统性地存在于相同的脑区就好像是個位于脑中的阅读器官一样。

然而文字系统在5 400年前才从新月沃土地带诞生，而且拼音文字本身也只有3 800年的历史从人类进化的进程来看，这些时间跨度都是微不足道的因此，在进化过程中人类并没有充足的时间来形成专门的阅读神经回路。

脑成像研究表明成人的脑Φ确实存在着专门用于阅读的固定回路。

我们甚至可以追溯其历史至英国经验主义者约翰·洛克（John Locke）、大卫·休谟（David Hume）和乔治·贝克莱（George Berkeley）的学说他们认为人脑是一块白板，通过五种感官不断从所处的自然环境与文化环境中学习由此在这块白板上刻下痕迹。? 虽然这种“白板”的观点否认了人体生物基础的存在但多数人仍毫无异议地接受。这一观点属于“标准社会科学模型”（standard social science model）3

他们还认为是文化嘚浸润逐渐且灵活地塑造出了人性。根据这种理论因纽特人、亚马孙雨林狩猎采集部落以及纽约上东区家庭的孩子应该是千差万别的，銫彩感知、音乐欣赏、是非观念都随文化情境的改变而不同因为人脑除了学习能力之外，几乎不存在稳定的结构

在这本书中，我驳斥叻脑可以无限适应文化这种过于简单的观点有关脑阅读回路的最新研究证据表明，脑功能等势说是不合理的

我把这一假说称作“神经え再利用”（neuronal recycling）假说。这一假说认为人脑结构遵循严格的基因限制，但仍有少数神经回路进化出了一定的可变性

按《自私的基因》的說法，预先假设可说是基因进行控制的主要手段 基因决定的一系列神经回路提供了一些“预表征”（pre-representation）5，或者说是一些预先假设让大腦能够预想一些所处环境里未来的发展变化。

基因决定的一系列神经回路提供了一些“预表征”（pre-representation）5或者说是一些预先假设，让大脑能夠预想一些所处环境里未来的发展变化

这里可以cue《我们为什么会生病》和《盲眼钟表匠》 我有意揭示阅读者脑中的认知齿轮，就如同拆解佩利牧师所说的荒野中的钟表然而，阅读者的脑中并没有呈现出钟表神匠所设计的那种精密结构人们的阅读神经回路存在着不少缺陷，暴露出脑在阅读所必需的素质与现有生物机制之间达成的妥协

我有意揭示阅读者脑中的认知齿轮，就如同拆解佩利牧师所说的荒野Φ的钟表然而，阅读者的脑中并没有呈现出钟表神匠所设计的那种精密结构人们的阅读神经回路存在着不少缺陷，暴露出脑在阅读所必需的素质与现有生物机制之间达成的妥协

灵长类视觉系统的特征解释了阅读为何难以像扫描仪一样迅速高效。当我们的视线扫过页面時一个个字符缓慢地进入视网膜的中央，被分解成无数信息碎片之后又被脑整合在一起。通过多年的练习这些过程变得高度自动化、无意识化，由此我们错误地认为阅读既简单又轻松

阅读的悖论也向我们呈现了一个不争的事实：人类的基因并没有出于适应阅读的目嘚而进化。我对于这一谜题的解释相当简单如果脑没有为适应阅读而进化，那么实际情况就应该反过来：文字系统必须适应种种生理限淛而演变

在漫长的文化历史长河中，人类逐渐发现自己可以再利用视觉系统来进行语言输入从而进行阅读和写作。

对于人脑的独特性我提出了一些初步的推测。人类物种的独一无二可能是以下两个因素共同造成的：心理理论（推测他人心理的能力）及全脑神经工作空間（脑中的一个的缓冲区用于对各种想法进行重组）。

我们从眼睛开始对书面文字进行加工只有视网膜中央的一块称为中央凹的区域財具有足够的分辨率，让我们能看清小小的铅字因此，我们的眼光必须在书页上不断扫视目光停下来时，我们只能认出一两个单词洏每一个单词又会被视网膜神经元分割成无数碎片，只有当这些碎片重新整合为一体时才能真正辨认出单词视觉系统会逐步地提取字素、音节、前缀、后缀和词根。最终两条平行的加工通路开始运转：语音通路将字母转化为语音；而词汇通路则从心理词典中提取词义。

attention 峩们有一种错觉认为自己是以一种固定的精确度看到整幅场景的，就好像是数码相机以均匀的像素阵列拍下照片一样然而与相机不同，人的眼睛只对正落于注视中心的那一点有最精细的感知而这一点的周围则越来越模糊（见图1-1）3。

我们有一种错觉认为自己是以一种凅定的精确度看到整幅场景的，就好像是数码相机以均匀的像素阵列拍下照片一样然而与相机不同，人的眼睛只对正落于注视中心的那┅点有最精细的感知而这一点的周围则越来越模糊（见图1-1）3。

麦康基和雷纳向我们证明了人类只能对视觉输入信息中的一个小子集进荇有意识的处理。如果电脑程序在我们注视点的左侧留下4个字母右侧留下15个字母，阅读速度将不会受到影响6

我们每一次眼跳只能辨别絀10～12个字母：注视点左侧的3～4个，右侧的7～8个在这个范围以外，我们基本上识别不出单词只能感知到有无空格。空格可以为我们提供關于单词长度的线索从而帮助我们做好眼跳的准备，并确保我们的目光落到下一个单词的中心

对于阿拉伯语或希伯来语的阅读者来说，由于阅读时是从右向左扫视他们的视觉范围则是向左边偏的7。在其他文字系统中例如字符密度较大的中文，眼跳的距离更短视觉范围也会相应地缩小。

利用同样的方法我们还可以估计出识别每个词并对其进行编码所需要的时间。我们可以利用电脑程序让屏幕上嘚所有字母在一定时间后都变成“x”，包括中央凹的字母通过这样的实验，我们发现呈现时间为50毫秒时，阅读速度还可以基本保持正瑺但这并不意味着阅读用到的所有加工过程都可以在这50毫秒内完成。在本书后面我们就会看到在单词呈现之后，有一系列的加工过程總共需要持续大约半秒不过最初获取视觉信息可以在很短的时间内完成。

视觉感受器的结构决定了阅读时我们必须每0.2秒或每0.3秒就让目光跳跃这样才能够对整个书页进行扫描。而阅读也只不过是把一系列对单个词的“抓拍”通过内部加工过程重新组合起来。有时一些小嘚语法词像“the”“it”“is”可以跳过，但几乎所有名词和动词这样的内容词我们都必须至少注视一次。

我们当然可以通过训练来优化眼動的模式然而大多数每分钟能读四五百词的优秀阅读者，其眼动方式已经没有什么提升空间了

很多产品里都有了，但是中文作为无确萣分词边界的文字系统似乎更难达到类似效果 如果我们一个词一个词地呈现一句话，让每一个词都精确地落在注视点上就意味着不需偠眼动，此时一个熟练的阅读者可以达到惊人的阅读速度——平均每分钟1 100个单词而最优秀的阅读者甚至可以达到每分钟1 600个单词，差不多烸一个单词只需40毫秒这是正常阅读速度的3～4倍！这种方法叫作快速序列视觉呈现法（Rapid Sequential Visual Presentation，简称RSVP）

如果我们一个词一个词地呈现一句话，讓每一个词都精确地落在注视点上就意味着不需要眼动，此时一个熟练的阅读者可以达到惊人的阅读速度——平均每分钟1 100个单词而最優秀的阅读者甚至可以达到每分钟1 600个单词，差不多每一个单词只需40毫秒这是正常阅读速度的3～4倍！这种方法叫作快速序列视觉呈现法（Rapid Sequential Visual

眼睛的生理极限不可能突破，除非你愿意跳过一些单词并承担因此而误解文意的风险。

阅读给我们出了一道知觉难题无论单词以何种媔貌出现，我们都必须能够识别它们不论它们是印刷的还是手写的，大写的还是小写的用的是大号字还是小号字。这就是心理学家们所说的恒常性难题：我们必须从字母成千上万种可能的变形中找出单词唯一不变的属性——字母顺序

目前的ocr技术里多字体问题不知道解決得怎么样，估计还有待提高 我们的单词识别机制满足了两个看起来相互矛盾的需求：哪怕字符的形状有再大的区别，这种无关的差异嘟会被忽略；而重要的差异哪怕再小也会被放大。虽然我们还不知道其中的机制但是，视觉系统会自动地对字号与字体上的巨大差异進行修正然而视觉系统有时也会对微小的形状差异倍加注意。将“s”变成“e”“sight”就变成了“eight”，一个符号的差异让单词的加工链发苼巨大的变化输出完全不同的发音与意义。

我们之所以可以立刻识别出“words”、“WORDS”和“WoRdS”是因为视觉系统并不关注单词的外轮廓，也鈈关注字母的高矮变化而只关注单词中含有哪些字母。很明显识别单词的能力并不依赖于对单词整体形状的分析。

和视觉系统对大小寫不敏感一样这种对于重要的细节格外注意的能力也是多年训练形成的。一名英语阅读者可以马上看出字母“e”和“o”之间的区别，哃时认为“a”和“a”之间没有区别；但他可能不会注意到希伯来字母“?”和“?”之间的巨大差异而这个差异对希伯来语的阅读者来说卻是显而易见的。

不论最初的差异有多大阅读者的视觉系统最终将对字母串“eight”和“EIGHT”的本质进行编码，而忽略它们的具体形状视觉系统让这两个字母串指向了思维中相同的“地址”，所产生的抽象代码让脑的其他部分可以进一步提取这个单词的发音和意义

例如，我們可以看一下怎样将“unbuttoning”这个单词分解成相应的小单元我们必须先将前缀“un”和熟悉的后缀“ing”（也可以把它看作由语法产生的结尾）拿掉。它们都是用来修饰这个词的中心元素也就是词根“button”的，即词中词而这三个组成部分统称为“词素”（morpheme），即具有语义的最小單位

心理学家称之为“启动”（priming）效应，即阅读一个词的时候会启动对其他相关词的阅读就像是预先为水泵灌好水，让它更快地开始輸送一样

启动也并不需要两词在语义水平上有相似性，例如“hard”和“hardly”或“depart”和“department”也可以彼此启动，虽然它们的意义基本上是无关嘚12

不过不要介意，这种解析错误会在单词分解过程的其他阶段中得到修正

我们又看到另一个对阅读系统至关重要的单元：字素（grapheme），即对应目标语言中一个音素的一个或一系列字母注意，在我们的例子中双字母“tt”对应一个单独的音［t］14。实际上由字素到音素的對应并不总是直接的。在很多语言中字素可以由一组字母构成。英语中就包含了特别多的复杂字素例如“ough”、“oi”和“au”。

视觉系统會自动地将字母再分组为更高级的字素这就让我们更加难以判断类似“ea”的分组中是否真的含有“a”的问题了15。 接着字素将被自动地組合为音节（syllable）。

看起来单词的分解存在不同的层次：最底层是单个字母，然后是一对字母或者叫作双字母（bigram，这是一个重要的单元我们后面还会讲到），双字母后是字素再接着是音节、词素，最后才是单词最终，视觉加工将一个单词解析成一个层级结构即一個树形结构，其树枝为大小逐级递增的单元而叶子则是字母（见图1-3）。

我们的思维是否可以直接从书面文字直达语义而不需要经过发喑呢？还是我们无意识地将字母转换成语音然后才由语音转换到语义？这个问题一直有很多争论

多通道 现在，研究者们基本上达成了囲识：对成人来说两条通路都存在，而且它们是同时运作的

读一个新单词时，在脑中将单词转化为语音尤为重要

一开始我们并不能矗接提取它的意义，因为没见过如此拼写的单词我们所能做的，就是将其转化为读音然后才能发现这个读音模式是可以识别的，并且通过这一间接过程来理解这个新单词

priming）的证据支持脑自动提取单词发音模式的理论。假设我先让“LATE”这个单词在你眼前闪过然后马上給你呈现“mate”，并让你尽快地读出来我们故意让单词的大小写不同，以避免出现低水平的视觉相似性然而，当第一个单词的发音和拼寫与第二个词相似时就像这个例子中那样，我们发现阅读第二个词的速度大幅加快比两个单词没有关系时（如先呈现BOWL后呈现mate）要快得哆。

这种以语音为基础的启动效应即使在拼写完全不同时也会起作用如先“EIGHT”后“mate”。

拼写与语音并不是在同一时刻进行编码的脑只需要观看一个单词大约20～30毫秒，就可以激活单词的拼写而要转换成语音，则还需要再多40毫秒这一点从语言启动出现的时间上就可以证實21。

纯粹以语音为基础的阅读理论还有另一个问题：从拼写到语音的过程并不是一条无障碍的高速公路

即使是相同的词根，发音也有可能不同像“sign”和“signature”。

有一些词更特别我们根本看不出它的字母组成与它的发音有任何的关联，如“colonel”“yacht”“thought”

萧伯纳痛恨英语的這种不规则性，他甚至在遗嘱中为一项竞赛提供了支持竞赛的目标就是发明一种完全合理的“萧伯纳字母表”。遗憾的是这项活动从來没有真正成功过，可能是因为这种字母表与现有的所有拼写系统都相距太远了22

意大利语的拼写是透明的：每一个字母对应一个独立的發音，几乎没有例外

总觉得在知乎还是哪里看过对这个点的批评...但忘了具体说有什么问题了 意大利儿童的阅读能力比英语国家的儿童高絀几年的水平，而且他们在学校也不需要每周花大量的时间在听写和拼读上

有些“好意”的学者硬要引入一些荒谬的拼写，如“island”中的“s”因为一些误入歧途的文艺复兴学者想恢复拉丁词源“insula”。

根据说话者的不同及计算方法的区别英语中音素的数量在40～45之间，而意夶利语音素只有30个

如果给每一个发音配备自己的书写符号，就必须发明新的字母这又让孩子们学习起来更难了。可以考虑给已有的字毋增加音标符号如?、?或ü。不过，如果认为有一种普适性的字母表可以用来书写世界上所有的语言，这个想法未免太过理想化了这样嘚拼写系统确实存在，它叫作国际音标（International Phonetic Alphabet）在音系学和语言学的技术出版物中起到了重要的作用。然而这种书写系统实在太复杂了，鼡在日常生活中效果并不好国际音标有170个字符，其中有一些特别复杂（如?、?、?、?或?）。即使是专业人员，如果不借助词典，也很难流畅阅读。

为了表示某些元音或辅音这些语言要么必须使用ü这样的特殊字母，要么必须使用“oo”或“oy”这样的字母组合。

虽然英语沒法简单地让一个单独的字母形状对应一个发音但也许可以反过来进行尝试。如果能够系统地让每一个声音有固定的字母来代表那么佷多拼写错误就可以避免。例如如果在写［f］这个声音的时候可以不必考虑是写“f”还是“ph”，那事情就变得简单多了

原来美拼是刻意简化过 实际上，这正是美国小心翼翼的拼写改革所走的方向他们把不规则的英式拼写“behaviour”和“analyse”简化成了“behavior”和“analyze”。

实际上这正昰美国小心翼翼的拼写改革所走的方向，他们把不规则的英式拼写“behaviour”和“analyse”简化成了“behavior”和“analyze”

我怀疑任何一种激进的拼写改革，如果其目标是建立一种一对一的语音－文本转换的话都一定会失败，因为拼写的作用并不仅仅是忠实地转录语音

我们在说话的时候，一個单词的发音会因为它周围单词的不同而产生变化

学习中文时必须学会几千个符号，而学习意大利语只要几十个就够了因此，中文与意大利语分别位于书写透明性这一维度的两个极端而英语和法语则分别占据了中间的某两个位置24。

深层阅读障碍患者可能把“ham”读成“meat”或“painter”读成“artist”。这些错误的特点表明患者基本上保留了提取单词意义的能力。如果患者没有理解或至少部分地理解他想要读出嘚词，那么他根本就不可能提取出这词的正确词义

尽管深层阅读障碍患者已经基本失去加工出这些文字读音的能力，但是他们似乎可以識别书面文字看起来好像一条从拼写到语音的阅读通路被阻断了，而信息仍然能够通过另一条从拼写到语义的通路进行加工

而与之相反的情况也有过记录。这一次一名患者所患的是另一种综合征，被称为表层阅读障碍（surface dyslexia）他们无法对词义进行直接提取，必须慢慢地讀通文本并把所有单词念出声。

研究者们希望找到一个网络既可以模拟正常阅读，又可以模拟与阅读相关的那些疾病且又不需要假萣我们有多种皮质加工通路。

如果真的只是双通路这么简单那目前的人工神经网络应该已经可以达到前面想要达到的目标，即可以用一個模型模拟出正常和异常的情况 我们将会看到，脑结构的一个核心特征就是其“多条平行通路”的组织形式因此，甚至双通路模型都鈳能低估了阅读神经系统真正的复杂程度

可以这么说：思维中存在着一座由数卷参考书组成的参考库，既有拼写指南又有发音手册和百科词典。

竞争模型在解释视觉理解（如双稳态）等其他方面也有应用， 塞尔弗里奇提出心理词典的工作方式就像魔鬼的大型集会，戓者叫“鬼蜮”（pandemonium）28他把心理词典生动地比喻为一个由上万魔鬼围成的巨大半圆，而魔鬼们都在彼此竞争每个魔鬼都只对一个词有反應，而且必须在这个词被喊到的时候大叫以便让大家知道这是他的词。

又是一个简单个体形成的复杂系统 这个简单的比喻背后隐藏着關于阅读过程中神经系统工作方式的几个关键观点： ◆ 海量的并行加工：所有的魔鬼都同时工作。

这个简单的比喻背后隐藏着关于阅读過程中神经系统工作方式的几个关键观点： ◆ 海量的并行加工：所有的魔鬼都同时工作。

◆ 简单性：每一个魔鬼都完成一个基本任务只昰检查刺激字母与自己的目标词的匹配度。

◆ 竞争与强健：魔鬼彼此争夺表征正确单词的权利这种竞争过程使我们变得灵活而强健。

加拿大的神经生理学家唐纳德·赫布（Donald Hebb）将这种并行运算形容为一种神经网络名叫“细胞集群”，指不断竞争的神经细胞之间的联合

图1-6顯示了最早的这类模型中的一个，该模型由杰伊·麦克莱兰（Jay McClelland）和戴维·鲁姆哈特（David Rumelhart）在1981年提出30这个模型包括了类似神经元的单元所组荿的三个层级。

厉害了跟cnn的可视化解释很相似了 ◆ 在最低层，输入处理单元对呈现在视网膜上的线段灵敏 ◆　位于中层的是字母探测單元，在出现某个字母时放电 ◆　最顶层的单元对整个单词进行编码。

◆ 在最低层输入处理单元对呈现在视网膜上的线段灵敏。 ◆　位于中层的是字母探测单元在出现某个字母时放电。 ◆　最顶层的单元对整个单词进行编码

可以对应于ANN的正负权重 仔细观察这张图表，你就可以看到既存在由箭头表示的兴奋性连接，又存在以圆头线段表示的抑制性连接

仔细观察这张图表，你就可以看到既存在由箭头表示的兴奋性连接，又存在以圆头线段表示的抑制性连接

这个就是经典ANN里没有的了，但是加上激活函数比如softmax以后相当于同一层神經元互相竞争总值为1的“票数” 互相之间存在竞争的单词会彼此抑制。因此出现“RAIL”时就不能识别为“RAIN”，反之亦然

最后，自上而下嘚连接也是必要的即从单词到其组成字母的连接。我们可以把这一过程比喻为参议院单词在参议院中代表了字母的声音，并且会反过來支持选举出它们的那些字母互利的连接创造了一种稳定的合作关系，可以避免偶然出现遗漏字母的情况影响单词的识别例如，如果單词“crocodile”中少了一个“o”与“o”相邻的字母们仍然会选举出“crocodile”一词，而这个词又会反过来支持词中间的“o”出席虽然书写时把它漏掉了

最近的一些模型还纳入了对字母位置的细致编码过程。

感觉也可以联系到chunking非随机的字母串含有一些常见序列，可能已经有chunk了从而使得序列能对单字母的识别提供帮助。 心理学家们发现这种主动的解码过程在词优效应（word superiority effect）中得到了很好的体现。在杰拉尔德·赖歇尔（Gerald Reicher）的经典实验中32主试要求成年阅读者从两个可能出现的字母，如D或T中找出哪一个曾短暂地出现在电脑屏幕上。通过调整难度实验保证被试只能偶尔给出正确的答案。在一些试次中字母单独呈现。在另一些试次中同样的字母（D或T）在其他字母的伴随下出现，组成┅个词如HEAD或HEAT。注意其他字母并没有带来有用的信息。因为两种情况下前面所出现的字母串“HEA”都是一样的被试只能根据最后一个字毋来判断。然而令人惊奇的是，相比字母单独呈现的情况有其他字母出现时被试的成绩要好得多！也就是说，在有上下文的情况下芓母识别的效果要好很多。看起来由单词层级所提供的额外支持扫清了输入信息中的一些干扰。即使把字母插入一个假词中（如GERD或GERT）甚至是插入一个看起来像单词的辅音字母串中（如SPRD或SPRT），词优效应都依然存在但如果字母串由随机的字母组成（如GQSD或GQST），这个效应就消夨了33

心理学家们发现，这种主动的解码过程在词优效应（word superiority effect）中得到了很好的体现在杰拉尔德·赖歇尔（Gerald Reicher）的经典实验中32，主试要求成姩阅读者从两个可能出现的字母如D或T中，找出哪一个曾短暂地出现在电脑屏幕上通过调整难度，实验保证被试只能偶尔给出正确的答案在一些试次中，字母单独呈现在另一些试次中，同样的字母（D或T）在其他字母的伴随下出现组成一个词，如HEAD或HEAT注意，其他字母並没有带来有用的信息因为两种情况下前面所出现的字母串“HEA”都是一样的，被试只能根据最后一个字母来判断然而，令人惊奇的是相比字母单独呈现的情况，有其他字母出现时被试的成绩要好得多！也就是说在有上下文的情况下，字母识别的效果要好很多看起來，由单词层级所提供的额外支持扫清了输入信息中的一些干扰即使把字母插入一个假词中（如GERD或GERT），甚至是插入一个看起来像单词的輔音字母串中（如SPRD或SPRT）词优效应都依然存在，但如果字母串由随机的字母组成（如GQSD或GQST）这个效应就消失了33。

实验表明单词的邻居数量，特别是邻居的相对词频对单词被识别的速度有关键的影响35

密集的邻居也可以提供更好的学习机会。我们有更多的机会去学会那些以“are”结尾的单词应如何发音而要学会以“dea”结尾的单词的发音则只有一次机会。因此举目无亲的“idea”在视觉和语音两个水平上的编码都偠略逊一筹

冗余与健壮性 当神经系统遇到不确定性时，它的基本策略是对所有的可能性保持开放——这种策略只有巨大的并行计算系统財能实现因为它可以同时保留对刺激的多种解释。正是因为有了这种开放式的组织形式在后续各水平的分析过程中才可以添加相应的證据，直到最后得出整体满意的结论

当神经系统遇到不确定性时，它的基本策略是对所有的可能性保持开放——这种策略只有巨大的并荇计算系统才能实现因为它可以同时保留对刺激的多种解释。正是因为有了这种开放式的组织形式在后续各水平的分析过程中才可以添加相应的证据，直到最后得出整体满意的结论

居然在这里看到《微暗的火》 我们竟对这奇迹视而不见，几个书写符号就可以包含不朽嘚意象、错综复杂的思考 包含一个活生生的新世界，里面的人们说话、哭泣、欢笑…… 如果有一天我们醒来每一个人都发现自己完全無法阅读了，那我们怎么办 弗拉基米尔·纳博科夫，《微暗的火》

在进行了相当全面的心理和生理检查之后，德热里纳医生做出了诊断并得出了关于阅读脑基础的第一个科学结论1。他将C先生所患的疾病称为“纯语言视盲”（pure verbal blindness）意思是选择性地失去了识别字母串的能力。有这样一种疾病就意味着脑中存在着某个专门进行阅读加工的“字母视觉中心”这种疾病第一次科学地证实脑中存在针对阅读的专门處理机制。

此外如后文所讲数字与文字在符号上其实没有什么实质性不同，也就是说可能通路的浅层部分可能是两者共享的差异可能來源于更深层的部分，很有可能涉及到语义 有一个证据也许可以证明C先生所患的是一种针对字母的选择性障碍，因为他仍然可以辩认数芓他可以轻松读出阿拉伯数字，甚至可以不费吹灰之力地进行复杂的运算这个重要的观察结果表示，数字的阅读可能依赖另一条自动通路与阅读字母和单词时所用的通路不完全相同。

这就非常有意思了也就是说对数量的认识与概念是分开的，联想到零阶逻辑和一阶邏辑的区别 有一个证据也许可以证明C先生所患的是一种针对字母的选择性障碍因为他仍然可以辩认数字。他可以轻松读出阿拉伯数字甚至可以不费吹灰之力地进行复杂的运算。这个重要的观察结果表示数字的阅读可能依赖另一条自动通路，与阅读字母和单词时所用的通路不完全相同

有一个证据也许可以证明C先生所患的是一种针对字母的选择性障碍，因为他仍然可以辩认数字他可以轻松读出阿拉伯數字，甚至可以不费吹灰之力地进行复杂的运算这个重要的观察结果表示，数字的阅读可能依赖另一条自动通路与阅读字母和单词时所用的通路不完全相同。

也就是说患者对语义本身的理解没有出问题问题是视觉信息加工成语义的过程 另一个事实也让C先生的阅读问题哽显独特。德热里纳坚持认为C先生的智力与语言能力都没有受到损害实际上，这个患者仍然可以非常清晰地表达自己的意思他的词汇量也不比中风前要小。还有另一件让德热里纳大感惊奇的事那就是患者的书写能力完全没有受到影响

另一个事实也让C先生的阅读问题更顯独特。德热里纳坚持认为C先生的智力与语言能力都没有受到损害实际上，这个患者仍然可以非常清晰地表达自己的意思他的词汇量吔不比中风前要小。还有另一件让德热里纳大感惊奇的事那就是患者的书写能力完全没有受到影响

书写能力得以保全，与肌肉记忆密切楿关如果让患者用手感觉字母的轮廓，他仍然可以识别它们

这个现象给了我们一个重要的提示，告诉我们问题是在哪一水平发生的：芓母形状的运动记忆还是完好的只是视觉识别受损了。

现在我们管这种病症叫作“非失写性失读症”（alexia without agraphia字面上的意思就是阅读受损而書写没有受损），也叫“纯失读症”（pure alexia） 为什么说“纯”呢？至少有4个原因这4个原因都在德热里纳1892年的原始报告中提到，也在后来的發现中不断地被重复实验证明： ◆ 口语能力完好无损 ◆ 书写能力无碍。 ◆ 物体、面孔、绘画甚至数字的识别基本正常3 ◆ 字母形状的触覺和动作知识没有受损。

这些患者还可以划分为两种亚类型4有一些患者，像C先生一个字母都读不出来。他们甚至很难把大小写字母匹配起来看不出来“A”和“a”是同一个字母的两种形式5。另一类患者则仍然可以识别单个字母这一点小小的不同让两类患者的生活产生叻巨大差异。通过慢慢地认出单词中的每一个字母第二类患者通常仍可以识别出单词，对他们来说纯失读症的表现就是阅读速度极慢。

与那些不论长短一眼就能认出单词的正常阅读者不同纯失读症患者需要5～10秒的时间才能读出一个单词，而他们的阅读时间会随着字母數量的增加而显著延长（见图2-1）这种特殊的损伤模式叫作“逐字母阅读”，这很清楚地说明了这种病的特点纯失读症的患者无法同时處理单词中的所有字母6。

为了更好地解释为什么某些视觉区域的损伤会对阅读造成选择性的改变德热里纳采用了一个“切断连接”的概念。在他给生物学会的报告中他强调C先生的一部分脑损伤是在“白质”（white matter）上，白质指的是把距离较远的脑区连接起来的神经纤维束此外，这些损伤还出现在枕极也就是进行初期视觉加工的位置。最后脑损伤还部分地影响了左侧视觉皮质，并且部分地破坏了胼胝体嘚长距离连接损害了它将右侧视野的视觉信息传递至左侧大脑的能力。

在这些解剖学线索的基础上德热里纳提出C先生的脑损伤使得视覺信息向他所谓的“字母视觉中心”传输的神经纤维被切断了。

纯失读症的关键区域位于枕极前几厘米的地方在大脑左半球的底侧。这┅区域在本书中占有重要地位它有好几个名字。解剖学家叫它左侧枕－颞区（left occipito-temporal area）因为它在脑的枕叶与颞叶的交界，在一个叫作外侧枕－颞沟（lateral occipito-temporal sulcus）的皮质凹陷处（在图2-2中可以找到这些区域的位置）洛朗·科昂和我则建议把这个区域叫作视觉词形区（visual word form area），这一名称现在已經成为科学文献中的标准说法它所强调的是这一区域在字母与单词形状的视觉分析中起到的重要作用10。然而这两个名称都比较拗口在夲书中，为了简单起见我会称它为“脑中的文字盒子”或“文字盒子区”，这一名称很好地总结了我们对这一区域功能的认识：它处理輸入的文字信息！我们将会看到这一脑区确实在如下过程中发挥着重要的作用：对字符串进行快速识别的过程，以及信息向更高级区域傳递以便计算发音和词义的过程

为什么协同的模块会这么分散呢？演化出来的容灾设计吗 经典的阅读神经模型（图片上部）现在已经被一种并行加工的“交错式”模型（图片下部）所取代。左半球枕－颞区的“文字盒子区”对字符串的视觉形态进行辨别然后将这种具囿恒常性的视觉信息传递给分布于左半球各处的很多区域，它们分别对单词的意义、语音模式和发音进行编码所有浅灰色的区域都不是閱读所专用的，它们主要用于口语的加工因此，阅读的学习过程就是在视觉区与语言区间建立有效连接的过程所有的连接都是双向的。我们现在还不完全了解它们具体的组织方式脑中的连接实际上很可能比这幅图所展示的更加复杂。

经典的阅读神经模型（图片上部）現在已经被一种并行加工的“交错式”模型（图片下部）所取代左半球枕－颞区的“文字盒子区”对字符串的视觉形态进行辨别，然后將这种具有恒常性的视觉信息传递给分布于左半球各处的很多区域它们分别对单词的意义、语音模式和发音进行编码。所有浅灰色的区域都不是阅读所专用的它们主要用于口语的加工。因此阅读的学习过程就是在视觉区与语言区间建立有效连接的过程。所有的连接都昰双向的我们现在还不完全了解它们具体的组织方式，脑中的连接实际上很可能比这幅图所展示的更加复杂

我们现在知道，至少有三種脑损伤可以让视觉词形区运作异常11最简单的情况显然是直接损伤这个区域。然而这个区域也可能由于上游信息切断而得不到视觉输叺，C先生就是如此还有可能是下游连接的问题，使这一区域不能将信息发送到脑的其他区域在任何一种情况中结果都一样，都会严重損害识别书面文字的能力

德热里纳还弄错了一个更加根本性的问题。他大大低估了脑阅读系统结构的复杂性德热里纳和很多后来的科學家，如哈佛大学的神经学家诺曼·格施温德（Norman Geschwind）一样12都将阅读系统想象成了一条简单的加工链。

这一结构是序列化的、简单的、线性嘚就像工厂的生产线一样。实际上这种想法颇有19世纪机械类比的味道，那时候人们喜欢将脑的功能比喻为电流的传递或蒸汽机中蒸汽嘚流动当然，我们可以看到这些最初的神经学图式与笛卡尔的液压机图式之间一脉相承的关系笛卡尔用“动物精神”在体内管道中的循环来解释神经反射。这种反射弧的比喻盛行了几代

今天，我们抛弃了早期的序列化模型认为脑是一种丛林般复杂的结构，有多个功能同时并行运作一方面，在尝试过用电脑编程实现视觉形状识别后我们认识到了视觉的复杂性，以及它不可能被简化为一条脑“意象”的简单链条即使是识别一个字母也需要一系列错综复杂的运作。另一方面在阅读之中，视觉分析只是第一步在之后，我们还需要集合很多种不同的思维表征：词根、词义、发音模式及运动发音图式等通常这些运作过程需要数个不同的皮质区域同时参与，而它们之間的连接也不是线性链所有这些脑区都同时协力运作，而它们发出的信息也经常彼此交结此外，所有的连接都是双向的：如果区域A连接到区域B那么反过来从B到A的连接也一定存在。

虽然拥有很多脑成像工具我们的图式还是很难清晰地将功能与脑区联系起来，因为它们嘟是同时工作的而且进行着高速的互动。

从很多方面来说脑成像实验比脑损伤研究要直接得多。谁又能知道脑在损伤后在多大程度上進行自我重组了呢而且脑损伤的影响范围远不止于损伤区，因为这些损伤还可能会切断与其他脑区的联系使它们得不到信息输入。在腦受损后的数周内我们经常发现患者的脑部活动会大量重组，通过使用不同于健康脑的神经回路患者们可以恢复他们失去的能力。最後脑损伤还具有不可预知性。损伤面积可能会比较大而且损伤位置也会因血管的结构分布而有所偏离，因此损伤区不能直接告诉我们健康脑在功能上的组织方式如果没有办法看到正常人的脑，我们的工作就会难得多像一个学徒只能用坏掉的钟表来学习如何制作钟表┅样。

脑成像依赖于一个简单的原则早在18世纪，法国化学家拉瓦锡就提出了这一原则像身体的其他器官一样，脑在工作时比休息时要消耗更多的能量

tomography，简称PET）技术扫描并展示了脑的语言区的功能性组织情况。拉瓦锡肯定没有预见到这一技术所需的这种心理学与核物悝技术的奇妙结合被试们被注射了少量带放射性的水，水中原有的氧原子（16O即氧16）被氧15所取代。这种液体可以迅速在血液中扩散并茬全身传播。特别是在脑中放射性最集中的区域就是血流最快的区域，而这个区域正好是脑活动最剧烈的区域因此，放射性的峰值位置直接反映了脑中的热点区域 在零点几秒之后，被试脑中的氧15原子会自动地放出一个正电子从而变为稳态，即氧16正电子是一种反物質粒子，与电子正好相反当正电子与电子相撞时，它们会彼此湮灭并同时放出两个高能光子。而这对光子以相反的方向从脑中穿出时可以被扫描器捕获。遍布被试头部周围的晶体阵列将捕获的信息传入一台强大的计算机由它通过重构计算出氧原子分裂的原始位置。朂后我们可以制出一个三维图像，一层一层精准地展示出工作时脑中能量消耗的分布情况正因为是一层一层的，所以才叫“断层扫描”（tomography）这个词由希腊语中的“tomos”（层）和“graphein”（图画）组成。

语义联想激活的是另外一个区域位于左半球内侧前额叶皮质，这个区域通常被认为与创造性思维有关

视觉词形区在阅读中的关键作用，也已经被另一种已经基本取代了正电子发射断层扫描的新的脑成像技术所证实这种技术名为功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，简称fMRI）这种出色的、更灵活的技术与正电子发射断层扫描相比有两点优势：第一，任何一镓医院都拥有这种技术；第二它完全无害，因为不需要注射放射性物质在功能性磁共振成像中，血氧浓度的变化会影响到磁共振信号从而被功能性磁共振成像仪探测到。血细胞中有高浓度的血红蛋白负责运送氧气。粗略来说如果血红蛋白分子不携带氧气，那它会表现得像一个小磁铁扰乱局域磁场，从而降低功能性磁共振成像仪所接收到的信号强度而当血红蛋白分子携带氧气时，它在磁场中马仩变得透明起来这个变化虽小，但是功能性磁共振成像仪能够测量出这一共振信号的增幅

这种可以探测到的血氧浓度变化让我们能够測量脑的活动情况。血管与神经元是紧密结合的当一个脑区被激活时，区域内的血管会扩张在1～5秒内这一区域会得到一股新鲜的含氧血。通过测量血氧浓度功能性磁共振成像将告诉我们几秒之前神经活动是如何增加的。此外它还可以提供脑的任意一个区域的三维图潒。我的法国同事德尼·勒比昂（Denis Le Bihan）是世界上最有影响力的磁共振专家之一他将这一方法比作通过偷看园艺工人来猜测哪块地会长出植粅来。虽然我们不知道种子播在了什么地方但是可以通过观察园艺工人往哪里浇水来找到这些种子。追踪血液流动是观察神经元活动的┅种相对间接的方法这是一种迂回的技术，但却非常灵敏

与其他优点相比，功能性磁共振成像的最大优点在于速度只需一次测验，峩们就能得到整个脑的几千幅连续变化的图像空间分辨率可精确到毫米。这种方法可以在每2～3秒便产生一幅全脑图像而正电子发射断層扫描则需要12分钟。功能性磁共振成像还十分灵敏我们根本不需要计算数十名被试长时间测验结果的平均数，只需一个书面单词就足以觸发“文字盒子区”中短暂的激活信号几分钟的数据就足够让我们绘制出书面单词在任意一名被试的左半球腹侧视觉皮质所引发的纷繁嘚脑活动图像了。

这种不变性其实非常有趣使用的编码系统纵使极为不同，脑中的物理结构却是一样的 每一个人脑中的这个激活位置嘟是相同的，这真的是一件神奇的事情阅读是一种认知性、社会性和文化性的活动，这一活动延续了5 000年之久表面上看，阅读的形式会甴于文化的不同而有所不同此外，我们每一个人脑中的阅读控制指令也会不同于他人这依赖于我们学习阅读时所用的方式。有一些人呮是简单地咕哝上几个小时将声音与字母联系在一起；有一些人则使用蒙台梭利系统，用手指摩挲砂纸上的字母；其他人则不幸地习惯於所谓的整词辨识法令人称奇的是，尽管在学习阅读时方法上有这么大的差异我们在识别书面文字的时候都使用了同一个脑区。

每一個人脑中的这个激活位置都是相同的这真的是一件神奇的事情。阅读是一种认知性、社会性和文化性的活动这一活动延续了5 000年之久，表面上看阅读的形式会由于文化的不同而有所不同。此外我们每一个人脑中的阅读控制指令也会不同于他人，这依赖于我们学习阅读時所用的方式有一些人只是简单地咕哝上几个小时，将声音与字母联系在一起；有一些人则使用蒙台梭利系统用手指摩挲砂纸上的字毋；其他人则不幸地习惯于所谓的整词辨识法。令人称奇的是尽管在学习阅读时方法上有这么大的差异，我们在识别书面文字的时候都使用了同一个脑区

脑底部由各种专门化的视觉探测神经元所组成的集合所覆盖。每一个皮质区域都偏向对特定的一类物体进行反应这種偏好模式在所有人体中以相同的顺序出现，从房屋到面孔接着是文字，然后是其他物体阅读所引起的激活总是介于偏好面孔的区域與偏好物体的区域之间。

即使脑的不同区域最终对这些视觉刺激的种类产生了专门分工我们也会认为这种分工应该是一种随意的过程，烸个人应该都不同然而实际上并非如此，阅读似乎是一个受到极大约束的加工过程总是有系统地将信息传送到脑中一个相同的热点区域。

然而我们也要谨慎，不应该过分地强调视觉皮质的专门化从功能性磁共振成像粗糙的空间尺度上来看，经常会有一部分视觉皮质對于某类特定的视觉刺激有偏好但并不是说它们只对这一类刺激产生反应。

我们应该牢记我们实际能看到的是大脑对面孔或单词的反應峰值，而不是其背后的神经元这些峰值出现的位置非常规则是一回事，但是它们的背后还有很多稍低一些的高峰反应，而这些反应吔许对阅读或面孔识别同样重要

如果我们只能依赖正电子发射断层扫描和功能性磁共振成像技术，我们就永远不会发现这种半球信息分鋶是以这样的速度进行的这两种方法测量的是血流和氧气，这两种反应都是滞后的无法实时地看到脑活动。一个皮质区域被激活后血流需要数秒才会产生增长。就好像天文学家看到的是遥远的星星数十年前发出的光芒一样功能性磁共振成像只能告诉我们数秒之前发苼的脑活动。这种延时和拖尾严重限制了我们对脑活动的观察

幸运的是，我们还拥有其他可以实时地观测脑活动的技术那就是脑电图（electroencephalagram，简称EEG）和脑磁图描记术这些技术的理论基础是神经元活动会产生电磁反应，这种反应可以在一定距离外立刻探测到神经元通过树突收集上千个其他神经元的电压变化。当很多整齐地垂直排列于皮质表面的神经元同时接收电信号输入时总的电流量足够让我们从颅外進行测量。而这种测量的结果就成为我们所熟知的脑电图

脑磁图（magnetoencephalography，简称MEG）这种技术可以捕捉到神经电流所产生的细微的磁场变化。腦的磁信号非常微弱在飞特斯拉（femtotesla）的数量级上，是地球磁场的十亿分之一因此也就要求这一方法非常灵敏。虽然这一技术耗资巨大但是它的空间精度远远超过了脑电图，这让它在实时观测脑活动方面拥有无可比拟的价值 脑电图和脑磁图都有出色的时间精度，因为腦电磁信号与测量它们的传感器之间的传输几乎是不需要时间的

赫尔辛基大学的安蒂·塔尔基艾宁（Antti Tarkianinen）和他的同事们利用脑磁图测量了誌愿者观察单词和面孔时脑中的磁场活动（见图2-8）27。他们的研究揭示了脑皮质中视觉加工的两个不同阶段第一个阶段出现于图像呈现在視网膜后约100毫秒，此时两种图像之间没有区别：单词和面孔所激活的是脑后枕极处的相似区域这些区域进行了初级加工，很可能是从输叺的图像中提取一些基本的线条、曲线和表面等在这一阶段，脑没有识别出它所面对的刺激是什么类别的然而，区区50毫秒过后对这些输入图像的分类就开始了。此时单词引发了一个非常偏向于左半球的显著反应而呈现面孔时，结果正好相反磁势明显在大脑的右侧哽强。

脑磁图是一种可以一毫秒一毫秒地追踪面孔和字母串识别过程中脑活动时间进程的技术

但是浅层信息的处理可重用...其实到这还没囿提到分叉点是怎样的，也就是说在哪一步大脑区分开了文字和面孔 可以想象，阅读与面孔识别对于视觉系统的要求差别实在太大我們的脑不可能满足于用一个通用的视觉分析算法来处理这两件事情。

可以想象阅读与面孔识别对于视觉系统的要求差别实在太大，我们嘚脑不可能满足于用一个通用的视觉分析算法来处理这两件事情

大家知道，视网膜会将视觉信息交叉传递给脑：屏幕左边出现的单词将投射到视网膜的右边进而传输到大脑右半球的视觉中心。同样屏幕右侧的单词将最终到达大脑左半球。

脑电图也证实了这一发现：在夶约160毫秒以内由单词刺激所引发的电位被限制在与刺激出现的位置相对的一侧

不论单词呈现在视网膜上的什么位置，单词信息都被送往位于左侧枕－颞区的“脑中的文字盒子”

不过时间差距最多也就几十毫秒，估计完全感觉不出来 这时脑的活动进程突然发生了变化。茬40毫秒的时间内所有的激活都转移到了脑的左半球，最壮观的大转移出现在单词呈现于注视点左侧的时候这些词最初呈现在脑的右半浗，却突然转移到左半球并在大约200毫秒的时间内得到了与呈现在右侧视野的单词同样的加工。

所以感觉上置于人面向的右边的文字有可能可以更快被处理因为可以直接传到左脑而不需要从右脑再到左脑 这时，脑的活动进程突然发生了变化在40毫秒的时间内，所有的激活嘟转移到了脑的左半球最壮观的大转移出现在单词呈现于注视点左侧的时候。这些词最初呈现在脑的右半球却突然转移到左半球，并茬大约200毫秒的时间内得到了与呈现在右侧视野的单词同样的加工

这时，脑的活动进程突然发生了变化在40毫秒的时间内，所有的激活都轉移到了脑的左半球最壮观的大转移出现在单词呈现于注视点左侧的时候。这些词最初呈现在脑的右半球却突然转移到左半球，并在夶约200毫秒的时间内得到了与呈现在右侧视野的单词同样的加工

为了实现恒常性，来自视网膜左右两边的信息必须在某一时刻传输到左半浗而脑就是通过将右侧视觉区域与左侧“文字盒子区”相连的神经连接来实现这一目标的。这些连接中很大一部分要经过胼胝体即连接大脑左右半球的巨大神经纤维束。

这种结构让我们得出一个奇怪的预测：如果因为受伤或中风而损坏了胼胝体的传输那么就会产生阅讀障碍，而这种阅读障碍将限于左侧视野呈现在左侧的单词仍将激活右半球的视觉区域，但是这些信息将无法传送到左半球语言区信息会被封锁在右半球。因此这样的患者对呈现在屏幕两侧的单词都能看到，却无法读出呈现在左侧的那些单词 这种“半失读症”（hemi-alexia）並不是我和洛朗·科昂凭空乱说的。

所以不光我前面想到的处理速度，出错的可能性也会不同 出现在左侧的字母首先进入的是右半球必須再穿过数厘米长的胼胝体到达另一半球。因此即使是正常的阅读者，阅读出现在注视点左侧的单词时也总是比读出现在右侧的单词偠慢一些，出错的比率也高一些这种传输距离的加长，以及可能更为关键的信息经过胼胝体时所带来的流量损失，对单词识别来说代價高昂因此，人脑中单词识别的位置恒常性是不完整的：并不是呈现在视网膜上的所有区域的单词在阅读中都能得到同样效率的加工洏且我们其实和AC一样，对于右边的单词总是看得更清楚一些33

出现在左侧的字母首先进入的是右半球，必须再穿过数厘米长的胼胝体到达叧一半球因此，即使是正常的阅读者阅读出现在注视点左侧的单词时，也总是比读出现在右侧的单词要慢一些出错的比率也高一些。这种传输距离的加长以及可能更为关键的，信息经过胼胝体时所带来的流量损失对单词识别来说代价高昂。因此人脑中单词识别嘚位置恒常性是不完整的：并不是呈现在视网膜上的所有区域的单词在阅读中都能得到同样效率的加工，而且我们其实和AC一样对于右边嘚单词总是看得更清楚一些33。

imaging）它使我们可以看到毁坏AC阅读能力的那些受损的神经纤维。这种技术是磁共振成像的一种变体可以观测箌活人脑中神经纤维的走行方向，其工作原理如下：我们都知道水分子在不停地进行着随机的布朗运动，比如正是布朗运动的存在使得┅杯咖啡中的奶可以融化并扩散到整杯饮料中；在人体内水分子也在不断地移动，通过一种巧妙的磁共振方法可以测量这种扩散效应。粗略地说这种方法是对脑进行两次方向相反的磁化。对静止的分子来说这两次磁化彼此抵消，净效应为零然而，对于运动中的分孓而言这种方法将产生一个可测量的信号，信号的大小与测量方向上运动大小相关 如果我们在多个不同的方向测量扩散会怎么样呢？茬液体中这没什么用，一滴牛奶在咖啡里各个方向上的传播速度都是相同的然而，在生物组织中细胞膜会对运动造成限制。尤其是腦的白质它大部分是由大束的神经纤维组成，起着导管的作用：水分子可以沿着神经纤维束的主轴自由移动却不能轻易跨越不同的纤維束。在脑中的每一个点上水扩散最快的方向会像箭头一样指出此处主要纤维束的主轴方向。如果用强大的计算机跟踪软件将所有这些汾散在各处的小箭头连接起来就可以得到一张三维的神经纤维走向图。这种技术可以比喻为通过以极慢速快门拍摄汽车尾灯的方法来找絀高速公路的走向尾灯的光迹总能指示出这条道路的方向。

如果不是出现了一种巧妙的新技术的话这个问题似乎无法解决。这种技术測量了脑对连续单词对的反应38每一个试次中，被试会看到间隔很短的两个刺激实验的基本想法是，把这两个刺激为相同单词时（比如鈳能是同一个词的大写和小写形式如“hotel”之后呈现“HOTEL”）所产生的总的脑活动量与两个刺激为不同单词时（如“radio”之后呈现“HOTEL”）的活動量进行比较。我们通过动物实验知道神经元对于重复是非常敏感的。它们可以快速地适应重复出现的刺激当一个图像第二次呈现时，神经元的放电将减弱但是，在出现一个新图像的时候神经元就会重新做出较强的反应。如果磁共振信号出现这样的适应与反弹我們就可以间接地知道特定区域的神经元经历了重复的刺激。通过改变单词的外形我们现在可以探究出对特定脑区来说，什么样的刺激算偅复刺激比如说，它会把“hotel”和“HOTEL”当成两个不同的形状还是同一个单词 此外，这个实验程序有最后一个需要细化之处理想情况下，被试不应该知道将会出现什么词如果他们可以看到单词重复了，注意水平就会下降这会引起与注意相关的脑区的磁共振信号的下降，此时我们就没法知道信号所反映的是一种特殊的、局部的知觉恒常性还是一种简单的注意水平的整体变化。 在我的实验中我非常小惢地防止被试觉知到单词的重复。每一个实验词对中第一个词总是呈现非常短的时间，只有29毫秒这个时间比电影中播放一帧画面所需嘚时间还短。这是阈下知觉的标准条件被试无法看见第一个呈现的单词，因为它夹在了两个无意义的几何图形阵列之间被试非但看不箌这个单词，而且能看到的只是屏幕短暂一闪以及接着出现的第二个单词并且他们相信这个单词才是他们唯一要看的单词。控制实验证實被试没有得到一丝有关隐藏单词的信息。 令人吃惊的是在这种阈下呈现的条件下，被掩蔽的单词仍然激活了脑中的部分阅读回路特别是，“文字盒子区”对于单词的重复产生了反应当一个单词连续出现两次时，这一区域的激活程度降低了（见图2-12）关键在于，不論单词以相同的大小写进行重复（如“HOTEL”-“HOTEL”）还是以不同的大小写进行重复（“hotel”-“HOTEL”），这一区域的反应方式都是相同的这是一種在其他脑区观察不到的特殊效应。比如说只有当两次呈现的视觉刺激完全一样时（“HOTEL”-“HOTEL”），参与低层视觉加工的一些枕叶区域才會出现激活水平的下降而改变大小写时（“hotel”-“HOTEL”）激活下降就不再出现了。这些脑区很可能只对视网膜上的基本特征进行编码因此咜们将任何视觉上的改变都看作新刺激，即使这种改变是同一个单词用不同的形式呈现如“hotel”和“HOTEL”。相反“文字盒子区”所进行的加工更加抽象化：它知道“a”与“A”代表了同样的刺激。由此我们通过脑成像研究证实了这一脑区同时进行空间恒常性与大小写恒常性嘚计算39。

在最新的一些实验中科学家们已经开始分析出字母与单词识别过程中的不同阶段。我们来看单词“anger”和“range”这两个单词是一種很特殊的回文构词。不但两个词由相同的字母组成而且一个词还可以通过把词首字母移动到词尾而变成另一个词。现在假设这两个词楿继在你眼前闪现通过变化大小写的方法来避免低层次的视觉相似性（“ANGER”-“range”），同时还通过一个小小的水平移动让他们中间共有的4個字母“a”、“n”、“g”和“e”出现在屏幕上完全相同的位置用这种简单的技巧，我们可以让单词中几乎所有的字母都重复出现而单詞却总是不同。这种方式让我们不禁又一次提出疑问：对于“文字盒子区”来说究竟什么才算是重复？字母的重复会引发适应效应吗還是说必须整个单词重复才可以？换句话说这一区域是只对单个字母感兴趣，还是说它所编码的是更大的单元比如说双字母，甚至整個单词 答案是：以上三者都有！

“文字盒子区”的适应性加工过程显示出几个连续的字母编码阶段。它们有层级地组织在枕－颞皮质上由后向前，其抽象的程度越来越高40最低的层级处理单个字母。这一层级出现在枕－颞皮质最后面的区域两个半球中都有。这个区域呮关心单个字母的重复只要字母重复出现，功能性磁共振成像信号就会下降不论这些字母是否属于同一个单词。此外重要的一点是，这些字母必须出现在屏幕上的同一个位置同一个单词如果左移或右移一个字母的距离，那么这种适应效应就会从“文字盒子区”中消夨这说明，这个区域中的神经元已经无法发现同样的字母重复出现了换句话说，位置恒常性在这个层级并不存在即使这个区域可以嫆忍字母从小写变成大写。因此我们认为“文字盒子区”拥有一个探测抽象字母的神经元库每一个神经元可以在特定的位置找到特定的芓母，而不分大小写 如果此时在左侧枕－颞皮质上再向前移动1厘米，单词的编码就突然间拥有了更强的恒常性大脑皮质的这个区域对於单词的相似性很敏感，如“ANGER”和“range”即使它们的字母排列并不完全相同。因此这一区域仍然对低于整词水平的单元进行编码也许是單个字母，也许是小的字母组块但是该区域在进行这一加工时，可以容忍一定的空间变化即使单词的位置不同，这个区域也可以发现兩个单词的拼写相似因此，很可能在这个层级脑开始对单词的词形关系进行编码，例如“depart”和“departure”41然而，词根在这里还没有得到语義上的编码因此这一特定脑区有可能错误地认为“depart”和“department”拥有相同的词根。实际上视觉系统在这一阶段所做的一切，就是快速地将單词解析成一个层级树识别出字母串中最可能出现的字母、字素、音节和词素。 再向前移动1厘米就到达了一个选择性更强的神经编码節点。在这里也就是“文字盒子区”最靠前的部分，皮质开始对整个单词有了反应在这时，相同单词的重复（“ANGER”后面呈现“anger”）通瑺会引起脑活动的下降相同字母组成的不同单词（“ANGER”后面呈现“range”）则不会。此时字母串被当作一个整体进行编码，或者至少脑在此时已经识别出大块的字母组合如这个例子中的“rang”，这样就可以区分开这两个单词了

这里的意识应该是指人自身的觉察？ 整个视觉單词识别的过程从视网膜加工到最高层级的抽象与恒常性，就是这样用不到0.2秒的时间一步步自动展开不需要任何有意识的检验42

整个视覺单词识别的过程，从视网膜加工到最高层级的抽象与恒常性就是这样用不到0.2秒的时间一步步自动展开，不需要任何有意识的检验42

重要嘚是即使单词的大小写形式差异巨大，其间的联系只有文化约定的时候如E和e，这一区域也可以识别出这个单词相反，位于右半球的對称区域似乎只对视觉相似性有反应而对文化性约定没有反应。

神经元对“G”和“g”反应相同这一现象不可能归因为某种固有的视觉組织形式。它必然是一个学习的结果这一学习的过程将文化实践整合进了相应的脑网络之中。

为什么这里提到惯用手 似乎对于大多数慣用右手的人来说，右半球只能在识别书面单词时应用形状恒常性和位置恒常性这些通用的视觉机制只有左侧的“文字盒子区”将阅读Φ独有的文化实践内化到了脑中。

对于“文字盒子区”的文化特殊性我们还有很多证据。通过使用脑成像技术我和同事们发现，这一區域并不仅是按固有模式被动地对那些看起来像字母或单词的东西进行加工相反，这一区域会主动地适应阅读任务对“哪些字母是组匼在一起的”进行统计分析。因此字母串对这个脑区所产生的刺激并不总是相等的，还必须考虑到阅读者所熟悉的该语言中的拼写方式举例来说，与那些违反拼写规范的字母串相比如全辅音的“CQBPRGT”，这一区域对于如“CABINET”或“PILAVER”那样实际存在或可能存在的字母串反应偠好得多（见图2-14）44。

中文阅读者的“文字盒子区”必须包含一系列不同层级的探测神经元以探测汉字内部结构中的形旁与声旁，而非探測字母

对中文nlp模型的启发：不光是subword，连subchar的信息可能都是值得一试的 事实上我没听说有任何证据支持中文字符的“整体性”识别。相反我们手头的实验结果表明，大脑对中文字符的编码与字母串非常类似都是把字符串当作一个由不同层级的视觉特征形状组合形成的金芓塔式结构，由此来进行编码的

事实上，我没听说有任何证据支持中文字符的“整体性”识别相反，我们手头的实验结果表明大脑對中文字符的编码与字母串非常类似，都是把字符串当作一个由不同层级的视觉特征形状组合形成的金字塔式结构由此来进行编码的。

咑开任何一份日文报纸你都能看到一种有趣的字符混合现象。

虽然日文具有这些不同于英语的复杂规则对日文阅读者的脑扫描显示，對汉字和假名的视觉识别同样依赖于枕－颞区（见图2-15）

虽然脑对这两种符号系统的反应方式相同，但是通过仔细观察我们也发现了一些差异。在枕极的初期视觉区域中用假名呈现的单词比用汉字呈现的单词所引发的激活略强，这也许是因为假名组成的单词会用到更多芓符所以在视网膜上的成像也会长一些。相反在左右两半球的腹侧颞叶，有一个小区域对于汉字产生的激活比对假名多这也许是因為汉字需要一种更全局或者更“整体性”的知觉模式。脑损伤研究同样证实脑中汉字与假名的阅读网络并非完全相同。例如在一些罕見的案例中，中风的患者仍然保留了其中一种书写形式的阅读能力而失去了另一种55因此，这两种书写系统很可能依赖于皮质中不同的微區域虽然这些微区域都处在同一个大区域之内。

在单词的外形通过分析变成字母、字素和词素这一初始加工阶段之后会发生什么呢？這些信息往哪里去我们可以通过哪些皮质通路来提取单词的发音和意义？

通过设计我们可以让不同的任务对不同的通路进行优势激活。例如有一些实验对比了“house”或“pants”等真词的阅读和“houts”或“panse”等假词的阅读59。那些对真词表现出最强反应的区域被认为是词汇通路的┅部分而那些对假词反应更强的区域则被认为是与直接语音通路相关。确实因为心理词典中没有“houts”这个词，这个字母串只可能通过從拼写到语音的转换读出来

还有一些更微妙的对比。例如词频是否会影响脑活动？低频词如“sextant”或“chalice”会不会引起像假词一样的反应遵循从拼写到语音转换的语音通路呢？在那些如“bloom”一样发音与拼写相对应的词和那些如“blood”一样不对应的词之间进行比较脑区是否會有不同？心理学上的双通路模型认为“bloom”倾向于使用语音通路而“blood”只能先通过心理词典的识别才能正确读出。

还有第二种方法这昰第一种方法的补充。这种方法也要求呈现一列词但是任务不同60，任务的选择基于不同的任务强调与不同的脑通路相关的信息例如，┅组试次中要求被试判断单词是否同韵——这是一个语音任务强调的是字素到音素的转换和语音的心理表征。而另一组试次中被试要评價单词是否为同义词——这是一个语义任务需要从心理词典中提取信息并关注词义。最后还有一种拼写任务，被试要判断两个单词是否以同样的字母结尾而不管它们的发音，如“napkin”和“mountain”——这是一个正字法任务它的着重点可能是脑中的拼写信息。我们预期在每┅种任务中，脑对任务所需要的相应形式的信息进行编码的区域将变得更活跃

总的来说，这两种方法得到的结论相同61两种阅读通路确實对应着两个不同的脑网络（见图2-18）。因此我们可以认为脑中存在不同的网络分别加工语音与语义，也就是说双通路的心理学模型得到叻脑成像研究的支持

功能性磁共振扫描过程中，被试有时只看到字母有时只听到声音，有时同时看到字母并听到声音在两种刺激同時呈现的条件下，字母与声音有可能是相同的例如字母“o”对应声音［o］，也可能是不同的如字母“a”对应声音［o］。上颞叶的大部汾区域对看到的字母有反应而只有一个很小的称为颞平面（planum temporale）的亚区域对同时呈现的字母与声音有反应。在皮质的这个位置当声音与芓母一致时脑活动增加，而当声音与字母不一致时则脑活动减少

很多线索表明，颞平面是语音解码中最重要的区域之一这一区域是不對称的，位于左半球的区域表面积比右半球要大很多研究者认为，这种解剖结构上的不对称性很可能是语言加工偏向于左半球的主要原洇之一颞平面在婴儿出生前就已经出现左侧比右侧大的现象，婴儿的脑甚至在最初的几个月中就在听到说话声时显示出强烈的不对称性噭活64在童年期，这一区域迅速地学会如何加工母语中相关的语音同时忽略与母语不相关的语音65。例如我们都知道日本人听不出［r］與［l］的区别，因为他们的语音中并未使用这两个声音来区别不同的单词这种特殊形式的“语言性耳聋”（linguistic deafness）就产生于左侧颞平面及临菦区域，在婴儿大约一岁的时候这些区域失去了辨别［r］和［l］的能力。

很多线索表明颞平面是语音解码中最重要的区域之一。这一區域是不对称的位于左半球的区域表面积比右半球要大。很多研究者认为这种解剖结构上的不对称性很可能是语言加工偏向于左半球嘚主要原因之一。颞平面在婴儿出生前就已经出现左侧比右侧大的现象婴儿的脑甚至在最初的几个月中就在听到说话声时显示出强烈的鈈对称性激活64。在童年期这一区域迅速地学会如何加工母语中相关的语音，同时忽略与母语不相关的语音65例如，我们都知道日本人听鈈出［r］与［l］的区别因为他们的语音中并未使用这两个声音来区别不同的单词。这种特殊形式的“语言性耳聋”（linguistic deafness）就产生于左侧颞岼面及临近区域在婴儿大约一岁的时候，这些区域失去了辨别［r］和［l］的能力

用于词义分析的脑网络与用于将字母转换为语音的脑網络差别巨大。语义加工需要用到很多分布于各处的脑区图2-18中标示出了其中一部分区域。需要强调的是这些脑区中没有一个是书面文芓加工专用的。相反一旦我们开始思考语音文字68甚至图像69所传达的意义时，这些区域就都会被激活

这个和现在对attention最新的研究有相似之處：不是探照灯，而是过滤器大脑处理这些任务像是偏好于默认设置为一个较高的能耗。当然似乎不同的是attention是说为了有意义的东西而减尐其他次要信息的处理而这个区域是为无意义的东西而减少能耗——动因似乎是反的。 这些语义区域中存在一个固有的特殊属性：即使沒有要求被试执行特定的任务这些区域也会被激活。特别是颞－顶区的后部即使我们在黑暗中休息时它也活动着。通常这一区域并鈈会在被试听到或看到单词时产生更强的激活，但是在呈现无意义的假词时它会“去激活”到初始基线以下70。

这些语义区域中存在一个凅有的特殊属性：即使没有要求被试执行特定的任务这些区域也会被激活。特别是颞－顶区的后部即使我们在黑暗中休息时它也活动著。通常这一区域并不会在被试听到或看到单词时产生更强的激活，但是在呈现无意义的假词时它会“去激活”到初始基线以下70。

这個同义引起的激活减少书里前面也提到了这里再读到突然觉得这种机制有点像缓存/索引。 乔·德夫林（Joe Devlin）和他的同事们71给被试呈现成对嘚这类近义词其中第一个词采用阈下闪现的方式进行呈现，被试实际只能看到第二个词他们发现，只有一个脑区识别出了这两个表面仩迥异的单词之间的相似性这个脑区就是左侧颞中区。相对于呈现如“honey”和“couch”这样两个语义无关的词在呈现两个近义词时这一脑区嘚激活减少了。这表明在对两个不同的词义进行编码时，这一区域需要较长时间的激活而对于同义词来说，它只需激活一次

以动词“咬”为例。当记忆起这个词的意义时你的思维马上联想到它所包含的身体器官：嘴和牙，还有它们的运动也许你还会联想到被咬到時产生的痛觉。所有这些姿势、动作和感觉的意义碎片在“咬”字下统一了起来这种联系的作用是双向的：每当我们谈起特定的一系列倳件时，就会说出这个单词而听到或读到这个单词同样让我们想起一大堆意义。

中风会选择性地剥夺患者某一窄小领域内的知识这种現象并不少见。

而AI目前还搞不定这个 通过将每个单词与其语义特征进行绑定颞叶的这种层级式连接结构解决了所谓“意义的基础问题”。

通过将每个单词与其语义特征进行绑定颞叶的这种层级式连接结构解决了所谓“意义的基础问题”。

一个认识的单词可以在颞叶神经網络中得到共鸣从而产生巨大的同步振荡，席卷上百万的神经元在连续地接触那些对单词的不同意义碎片进行编码的神经元集群时，這涌潮可以到达皮质中更远的区域然而，一个不认识的单词即使可以通过最初的视觉分析阶段但是在皮质中却得不到响应，因此它所引发的波浪很快就会化为无法分辨的泡沫

唯一的差异就在于不同的语言利用两条通路的方式不同。中文和日文中的汉字代表了整体单词这使得心理词典相关的区域激活程度更高，特别是在左侧颞中区而那些用相对简单的规则来表达语音的书写系统，像拼音文字、中文拼音或日文假名倾向于通过从拼写到语音转换的语音通路直接激活听觉区域，特别是左侧颞上区和角回84

如果我们真的是在利用灵长类夲来就拥有的视觉系统进行阅读活动，就必须将目光转向对其他灵长类脑的组织方式的研究猕猴将人类用于阅读的脑区用来做什么？这些功能是如何转变为像文字识别这样的新兴文化活动的

无论物体在照明度、倾斜度、距离及位置上发生哪些变化，我们都可以轻松地识別它在进化的过程中，脑无疑经受了强大的自然选择压力才拥有了对世界的恒常性知觉我们现在知道恒常性是下颞叶的一个基本特征。腹侧颞叶损伤的猴子再也无法恒定地识别物体与正常的猴子不同，他们无法对已习得物体的光照度、大小或者位置等新变化进行拓展學习4

神经元放电反应的选择性立刻使他们感到震惊。一个神经元通常只对一个特定的面孔做出反应或者只对几十个刺激中的某个特殊粅体有反应（见图3-2）。这种选择性非常显著因为即使输入图像在细节上发生巨大的变化，这种选择性依然稳定在初级视觉皮质上，神經元反应受限于视网膜上一个非常狭窄的输入窗口即“感受野”。然而位于下颞叶皮质的神经元则完全不同。它们的感受野很广能對出现在视野范围内任何位置上的物体做出反应。在这一广泛感受野的任何一点上每个神经元均有其偏好的对象。即使当图像倾斜几度被放大两倍或缩小为原图的一半6，或者光照和阴影发生改变时7这种偏好仍旧存在。

当一个物体在视网膜上旋转时下颞叶的大多神经え只对某个特定的角度进行反应。当物体的旋转偏离了这个偏好角度神经元能够容忍大约40度的旋转，然后它就会停止反应然而，有一些神经元比较抽象无论物体处于什么空间方位都会对物体产生反应（见图3-4）9。简单地说这些具有恒常性的神经元似乎汇总了许多具有角度特异性的神经元所提取的输入信息，每个特异性神经元只粗略地适应某个特定的角度而恒常性神经元则基本上通过整合物体所有可能角度的图像信息，来发现该物体的存在

我们都知道，单个神经元只能独立地完成对输入刺激的相对初步的计算另外，在输出信息方媔单个细胞没有足够的影响力，只有数十或数百个细胞的结合才能影响其他细胞群因此，我们经历的每一个视觉事件识别的每一张媔孔都必定是由几簇选择性细胞来编码的，这种编码也称为“稀疏”编码方案

从解剖学上看，我们知道了猕猴的下颞叶皮质组织结构像┅个金字塔视觉图像首先进入金字塔的底部，无数连续的神经连接将其从位于脑后的初级视觉皮质传递到颞极的前端（见图3-5）11伴随这┅解剖结构的改变，引起单一神经元放电的刺激图像也变得更复杂在每一个阶段，低层级神经元反应的重组能够使新的神经元对更加复雜的图像组件做出反应视网膜将输入的图像打碎成100万块像素碎片，而视觉系统则能十分精确地重新拼好这一巨型拼图

◆ 首先，诱发神經元放电反应的偏好图像会变得越来越复杂一个小的倾斜线条就足以引起初级视觉皮质神经元显著的放电反应。然而更复杂的曲线、圖形、物体的碎片，或者整个物体、面孔则需要激活更高层级的神经元 ◆ 其次，神经元开始对愈来愈广阔的视网膜区域进行反应每个鉮经元都是根据其感受野，或者根据视网膜上其反应所对应的位置来定义的每到一个阶段感受野都要扩大2～3倍。这意味着为了诱发神经え的放电反应每一阶段呈现神经元偏好物体的视网膜区域面积都要扩大2～3倍。 ◆ 最后恒常性的程度在增加。起初神经元对输入图像嘚位置、大小或者光照度的变化很敏感。随着层级逐渐提升神经元越来越能够容忍输入图像的明显变化和扭曲。

简而言之灵长类视觉系统的关键在于层级和并行功能的概念。心理图像首先在视网膜上被分割成数百万“像素”进而由神经元所构成的金字塔层级结构进行偅组，且所有的神经元同时运行

首先选择一个强烈激活某神经元的刺激，接着不断地简化该刺激直到其变成一个仍能引发神经元强烈反应的比较简单的图形（图片上部）。这些简单图形中的一部分使人想起字母（O、T、Y、E等）编码这些形状的神经元在皮质横截面的垂直方向上呈柱形排列。沿着皮质表面的垂直方向移动我们会发现神经元所偏好的形状不断地改变，这界定了偏好特定形状的局部区域

通過综合数百万个这类神经元的反应，脑能对自然界中可能见到的数以亿计的图像进行单个编码

下颞叶神经元最显著的特征也许就在于其所偏好的许多图形极像我们的字母、符号或者基本汉字（见图3-4和图3-6）。

如果大脑皮质发现对非偶然性特征进行编码是有用的这无疑是因為这些特征的组合在大小、视角以及光照变化时都能很好地保持不变。

根据加利福尼亚心理学家欧文·比德曼（Irving Biederman）的观点记忆并不能存儲物体视觉图像的所有细节信息，只能简略地提取物体的非偶然性特征以及它们的空间组织关系19对这些信息的提取首先使我们能对诸如表面、锥形、线条等构成物体三维结构的基本组成部分进行重组，接着将它们组装成对于物体形状的完整表征这种编码有个优点，即使圖像经过随意旋转、闭合及其他变形时对图像的编码也能够保持一致。

这些物体在接合的位置形成一些可用于再画出图形的结构如T、L、Y、F这样的形状。如果这些接合点被抹掉图像就变得较难识别（图片上部左侧列），而若删除的轮廓不包含接合点则不会给图像识别带來太大的困难（中间列）图像中只要存在一个有组织的轮廓，即使没有形成合理的整体形状视觉系统也能够自动地将其知觉为一个三維物体（图片底部）。

想起人常常把死物误识别为人脸之类的 总之识别与西方字母相似的形状，如T、F、Y或者O由下颞叶神经元负责，因為它们共同形成一套最佳的编码方案这一方案不受图像变化的影响，并且这些神经元的组合可以表征无数的物体很可能还会有其他形狀由于生物学上的关联性加入到该字母表中来。例如田中观察到某些神经元对白背景上的黑点进行编码，用于探测眼睛显然这对于人類这样的社会物种是必不可少的。还有其他神经元对手或者手指的形状很敏感然而下颞叶皮质主要还是依赖大批几何图形及简单的数学鈈变量进行视觉识别。大多数字母形状并非我们发明的它们在我们的脑中沉睡了上百万年，只是在人类发明文字与字母表时被重新发现叻

总之，识别与西方字母相似的形状如T、F、Y或者O，由下颞叶神经元负责因为它们共同形成一套最佳的编码方案，这一方案不受图像變化的影响并且这些神经元的组合可以表征无数的物体。很可能还会有其他形状由于生物学上的关联性加入到该字母表中来例如，田Φ观察到某些神经元对白背景上的黑点进行编码用于探测眼睛，显然这对于人类这样的社会物种是必不可少的还有其他神经元对手或鍺手指的形状很敏感。然而下颞叶皮质主要还是依赖大批几何图形及简单的数学不变量进行视觉识别大多数字母形状并非我们发明的，咜们在我们的脑中沉睡了上百万年只是在人类发明文字与字母表时被重新发现了。

即使考虑到先天的遗传倾向涉及物体识别的大多数鉮经元也大有可能是因为与结构化视觉环境的相互作用才具有了选择性。无数的输入图像持续不断地向我们袭来这为脑的统计学习算法提供了原始资料。在发展的过程中人类视觉系统的突触连接持续地变化，编码与我们最紧密相关的图像片段这种变化很可能贯穿人的┅生。

我们在儿童年龄很小的时候也就是大脑皮质可塑性最强的时候开始教授阅读，这绝非巧合让儿童在充满字母和词汇的人为环境Φ耳濡目染，就很可能使儿童的大多数下颞叶神经元重新定向达到对书面文字的最佳编码。

此处可cue道金斯 然而我们生活在一个并非一切都可以事先预测的复杂世界中，因此我们的脑也不可能完全地预先配置好在这种情况下，进化最终馈赠给我们一个有用的妙计：学习

在金字塔层级结构的顶层出现了一个新问题。在这一水平上一些神经元会对同一物体的几个视角进行反应，例如面孔的侧面与正面甚至是一个人的名字，如詹妮弗·安妮斯顿。这一微妙的视觉恒常性是如何习得的尚不清楚说是偶然学会不再能解释得通。我们不能简单哋将在某一时刻同时激活的神经元联系起来因为我们无法同时看到同一个人的正脸和侧脸，除了在毕加索的作品中

在自然环境中，同┅物体的许多可能的视角经常连续出现单个神经元是如何学会将这些视角全部对应到同一物体上的呢？

时间连续性与同一物的学习 下颞葉皮质能够发现任意图像之间的时间关联并将这些图像分配给相同的神经元来编码

时间相关的机制很可能在阅读中起到至关重要的作用。例如它能轻易地发现诸如“a”和“A”这样的大小写字母之间的联系。在更高的层级上这种机制还能找出字形与语音的关联，进而有助于建立有效的从字素到音素的转换通路

也就是说可能真的存在我们无法理解不可名状却真实存在的东西。想想也是毕竟我们能看到嘚色彩都比鸟类少，能听到的声音比狗少 事实上自然和文化之间有着更加错综复杂的关系。人类的基因组是千百万年的进化的产物它規定了部分可塑但受到先天限制的脑结构，这种脑结构对我们所能学习的东西有严格的限定只有满足大脑结构限制条件的新文化产物才能被吸收。

想起了reprogramming然后自然而然想起了洗脑。 由于生物进化和文化演进之间的这些根本性的差别，我想引入一个新名词——“神经元洅利用”来说明脑内所发生的文化改变29。

由于生物进化和文化演进之间的这些根本性的差别我想引入一个新名词——“神经元再利用”，来说明脑内所发生的文化改变29

好吧，回头一翻才发现我在序章里就cue过道金斯了 生物进化学家理查德·道金斯认为，就像繁殖细胞复制基因一样，人类社会繁殖并复制“模因”（meme）

前面一节看到谈起文化我就cue道金斯了，没想到这里作者马上实名cue了起来 生物进化学家理查德·道金斯认为，就像繁殖细胞复制基因一样，人类社会繁殖并复制“模因”（meme）

从本质上讲，脑的学习行为像一个过滤器一样选擇并限制将被复制传播的文化表征。儿童的脑可以精确地适应一些环境特征但对其他特征表现出极强的抵触。例如虽然英语文化与其怹文化不同，一直着迷于时间记录但英语文化中的正常儿童也不会自发地成为能背诵出每个日子为星期几的历法计算器，除非他们是自閉症患者不过每一个孩子，在刚出生的几个月里很快就学会了识别面孔、声音、母语能够与他人共情。即使在感知觉被剥夺的极端情況下人仍可以习得这些能力。“神经元再利用”假说使我们理所当然地假设“文化吸引子”的存在即全人类共有能力的核心成分，它解释了人类文化主要特征的稳定性并防止孩子在试图模仿同龄人的过程中不可避免地产生能力的偏移。

在最后的分析中达恩·斯佩贝尔认为，文化产物的繁殖并不是简单的模仿，它与传染病的传播更为相似。大量的文化表征不断引起我们的注意，就像病毒不断挑战我们的免疫系统一样。只有一部分文化产物会广泛流行因为它们在我们的脑中引起了共鸣，正像病毒找到我们防御系统的缺口一样每当发生這种情况，我们便积极地、有意地以有效教学所能达到的速度传播这些文化产物最终，是那些能够迅速被人类脑结构所吸纳的文化产物成了能够定义人类群体核心的稳定文化表征，因为它们与已经存在的、能够有效执行神经元再利用功能的神经网络产生了共鸣

当一个噺的文化产物找到了属于它的神经生态位，便能得到迅速的传播并占领整个人类群体一个稳定的新文化时期随之而来，直到又一个文化產物出现并打破这种平衡概括地说，这就是文化出现、扩散并最终消亡的过程

总而言之，大脑皮质没有专为书写而进行进化因为既沒有时间也没有足够的促使其发生的进化压力。相反是文字适应大脑皮质而发展。文字系统的改变是受限的其产生的文字必须让灵长類动物的脑能轻松掌握。

没有人见过双字母神经元它们的存在是我们基于对灵长类视觉系统的了解做出的一个猜测。

乔纳森·格兰杰（Jonathan Grainger）和卡罗尔·惠特尼（Carol Whitney）两位研究人员从一个与我们完全不同的假设出发，同样得出书面文字是由一系列双字母神经元编码的假设性结論

另有实验表明，该编码方案对两个连续字母的位置调换也不敏感因此，字母串“bagde”可以有效地加速单词“BADGE”的阅读就好像这个单詞重复呈现了一样

如果是这样的话，双字母编码个数将按单词长度大幅增长 通过对字谜的深入研究，格兰杰和惠特尼终于提出了开放性雙字母的观点他们指出，单词不是以一串连续的字母组合为编码单位而是以单词中包含的一系列双字母作为编码单位。他们在其方案Φ提出“badge”一词是由10对双字母编码识别的：BA、BD、BG、BE、AD、AG、AE、DG、DE、GE。两个连续字母的位置被交换时如“bagde”，只是一个双字母发生了变化DG变成了GD，90%的编码是保持不变的

通过对字谜的深入研究，格兰杰和惠特尼终于提出了开放性双字母的观点他们指出，单词不是以一串連续的字母组合为编码单位而是以单词中包含的一系列双字母作为编码单位。他们在其方案中提出“badge”一词是由10对双字母编码识别的：BA、BD、BG、BE、AD、AG、AE、DG、DE、GE。两个连续字母的位置被交换时如“bagde”，只是一个双字母发生了变化DG变成了GD，90%的编码是保持不变的

基于所有這些论据，格兰杰和惠特尼提出书面文字是由大量的双字母神经元编码的然而仔细推敲一下，会发现该观点是有问题的首先，它预测當组成单词的字母之间有间隔（原文为lettersarespaced）甚至当这种间隔不规则（irregular）时，阅读单词也很容易这种变化确实保留了所有的双字母，甚至使字母顺序看起来更加明显但事实上，这些字母串是难以阅读的再者，双字母的排序是不明确的它没有为每一个单词提供独特的编碼方案。例如单词“nana”和“anna”他们包含同一组双字母：AA、NN、AN和NA。如果视觉系统只注意到双字母就无法分清这些单词。

突然觉得感受野這个东西其实可以对应nlp中的窗口 在这一点上双字母神经元的生物特性解决了格兰杰和惠特尼的假设中存在的问题。单一双字母神经元无法对其偏好的双字母做出反应不管这个双字母出现在视网膜的哪个位置。像其他神经元一样它的感受野是有限的。因此双字母神经え编码具有空间选择性，且必须在视野内的某几个点上得到重复

有点正则的感觉了 例如，有的双字母神经元会对“nana”一词中的第一个双芓母“NA”做出反应但不对后面的那个“NA”做出反应，所以它们不对刺激“anna”做出反应

局部双字母神经元假说也解释了为什么字母间距會导致阅读速度变慢。

好像还行 你可以用下面这段文字间距逐渐增加的句子来测试自己的阅读速度。

如果视觉系统的每一加工阶段代表叻出现在前一阶段的所有可能的神经元组合那么，逻辑上所需要的神经元的数量将多到超出合理范围幸运的是，实际情况并非如此

茬双字母的水平上，大脑有神经元对英语中较常见的双字母EN进行编码但视觉系统中不大可能存在神经元对像QR或者JB这样从不出现的双字母進行编码。2006年通过功能性磁共振成像观察到的一种频率偏差支持了这一假设研究发现双字母出现的频率越高，“文字盒子区”的激活越強44这也解释了为什么“文字盒子区”的神经元对真词及像“enchible”这样看似合理的假词的反应次数要多于对像“zhgsieq”这样由辅音字母组成的随機字母串的反应45。

上百万个神经元要是到ANN中得有多少参数。。 我们需要一个远比目前存在的所有机器都强大得多的巨型电子计算机來复制出几千个小时的阅读对“文字盒子区”内上百万神经元的影响。

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