——记北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室副教授刘丽

本刊记者  李玉琨

　　2016年，以4:1击败围棋世界冠军李世石后，谷歌人工智能AlphaGo火了。之后，它的战绩作为人工智能有望取代人类智慧的佐证，被一些技术决定论者大肆颂扬。北京师范大学心理学部的刘丽副教授对此却持保留看法，她说：“别看AlphaGo赢了围棋，让他转行学习千变万化的语言，恐怕赢不了三四岁的孩子吧。”人类婴儿学习掌握语言的速度之快常常令人惊叹，“一个三岁的孩子往往还不会独立穿衣、吃饭，却往往能表达丰富的语言”，儿童语言发展与脑发育的关系正是刘丽的研究领域。

　　踏进这个领域，与她的个人爱好有关。“2016年，一档叫《中国诗词大会》的节目特别火，其实我也是个诗词爱好者，我似乎从小就对语言的美有一种天然的敏感性。”爱好使然，在结束了北京师范大学生命科学专业本科的学习后，刘丽决定朝语言研究的方向走一走。

想法萌生后，她怀着忐忑的心情，拜访了我国著名心理语言学家彭聃龄教授，向他表明了自己对语言研究的热情。没想到，和蔼可亲的彭聃龄老先生，毫不犹豫地把她收下了。从此，刘丽对人脑语言加工的研究历程正式开启。

科学阅读，启智未来

——汉语儿童阅读发展与障碍的认知神经科学研究

　　近年来，刘丽开展的研究主要与儿童阅读能力的发展相关。世界各国对国民阅读尤其儿童青少年阅读非常重视。为推动国民阅读素养的提高，多国已出台了相关的立法。我国对阅读的重视程度也逐年加强，从街头广告到国家电视台，以阅读为主题的公益广告比比皆是。2013年我国开始着手的国民阅读立法，更将倡导全民阅读提高到了法律的层面。“一个不爱读书的民族是没有希望的民族”，出于对全民阅读素养的深切关怀，围绕“汉语儿童阅读发展与障碍”这一主题，刘丽主持了多项国家自然科学基金项目，参与了“973”、北京市脑科学计划等重大课题，发表SCI/SSCI论文20余篇，相关成果在Neuroimage、Human Brain Mapping、Journal of Cognitive Neuroscience等国际脑科学主流期刊上发表后,受到国内外同行的广泛关注。

　　首先，刘丽团队通过系列研究揭示了汉字字形、语音、语义的大脑表征区，以及参与形—音转换和形—义转换的脑区网络。这些研究在刻画出成熟汉语读者阅读神经网络的同时，更为研究儿童阅读的神经网络奠定了基础。

　　此外，团队通过比较汉语母语阅读和英语母语阅读的神经网络发现，在腹侧通路上，汉语母语阅读者更加依赖双侧的楔叶和右侧的舌回；而在背侧通路上，汉语母语者更加依赖顶上小叶。作为汉语特色之一的声调，其加工则更加依赖右脑额下回。这些研究对回答文字特点对人脑阅读网络的塑造作用有着重要的学术价值。

　　针对汉语儿童阅读能力的发展，刘丽团队的研究发现，从儿童的不熟练阅读到成人的熟练阅读，脑功能网络有两个重要变化：一是儿童更加依赖皮层下脑区与皮层脑区之间的联结，而成人更加依赖皮层上脑区之间的联结；二是，儿童更加依赖语音加工区（如颞叶区域）与其它脑区之间的联结，成人更加依赖字形加工区域（如枕叶区域）与其它脑区之间的联结。这项研究揭示了儿童阅读发展的脑网络基础。

　　针对一直以来都存在争议的汉语儿童母语阅读障碍的主要认知缺陷问题，刘丽通过进行单字和词两个层面多个脑功能成像（fMRI）的实验发现，在单字层面，汉语儿童母语阅读障碍的主要认知缺陷是字形加工缺陷，其在脑机制上主要表现为双侧的颞枕区域的激活不足；而在词的层面，汉语儿童母语阅读障碍的主要认知缺陷则是语素加工缺陷，在脑机制上表现为左脑额下回的激活不足。这些发现在一定程度上弥合了以往研究中存在的“字形加工缺陷vs 语素加工缺陷作为汉语阅读障碍儿童的主要认知缺陷”的争议。

　　刘丽课题组还进一步从局部和大尺度脑网络两个层面比较了正常儿童与阅读障碍儿童脑结构的差异。在局部脑区层面，通过比较汉语阅读障碍儿童与正常儿童的脑灰质密度，发现障碍儿童除在经典的语言加工区（如左脑颞上回、额下回）灰质密度降低外，在一些低级的视知觉加工区域（如右脑枕下回）和执行控制脑区（如腹内侧前额叶）也表现出灰质密度的下降趋势。这一发现支持了“汉语阅读障碍的非语言范畴缺陷”理论,表明汉语阅读障碍的缺陷不仅仅局限在语言范畴，可能也与早期较为初级的视觉皮层的发育异常有关。在大尺度脑网络的层面，团队发现，阅读障碍儿童脑结构网络的核心节点较多分布于前部额叶，而正常儿童多分布于大脑后部顶叶，表明阅读障碍儿童跟正常儿童的脑有着不同拓扑组织结构；同时，阅读障碍儿童左右半脑的连接强度大于正常儿童，表明阅读障碍儿童语言功能的大脑偏侧化进程可能晚于正常儿童，而语言功能的大脑左侧化是良好语言和阅读功能的一个重要标志。

综合一系列研究所获的研究成果，刘丽团队不仅在理论上揭示了脑发育与阅读发展及障碍的关系，更在实践上为我国数亿儿童的阅读教学以及阅读障碍儿童的诊断和干预提供了基于脑科学的新理念、新思路及新方法。“语言文字的差异导致我们不能照搬国外的阅读研究结果，汉语儿童阅读能力的提升必须依据我们自己开展的汉语阅读研究”，刘丽说道。

拓展新方向，迎接新挑战

——汉语儿童二语阅读及障碍的认知神经科学研究

　　在全球化的大背景下，掌握二语甚至三语已经成为非常普遍的现象，很多孩子从小便学习第二语言。因此，对二语阅读的脑机制研究成为阅读研究中一个非常重要也非常有趣的问题。

　　通过研究，刘丽团队发现汉语母语者在阅读英语时使用的脑区跟其阅读母语时使用的脑区高度重合，但跟英语母语者阅读英语时使用的脑区有较大不同。并且英语熟练度越高，汉语母语者越多使用阅读母语时的脑区，而更少使用英语母语者阅读英语时使用的脑区。研究结果还发现，英语母语者阅读汉语时与汉语母语者阅读英语时的情况正好相反。英语母语者在阅读汉语时使用的脑区跟其阅读母语时使用的脑区差异较大，但却跟汉语母语者阅读汉语时使用的脑区高度重合，并且汉语熟练度越高，英语母语者会越多使用汉语母语者加工汉语的脑区，而更少使用英语母语者加工英语的脑区。这项研究揭示了母语和二语的关系对二语阅读脑机制的调节作用，显示了汉字加工的脑网络的包容性特征。

　　刘丽团队正与北京大学孟祥芝教授的团队合作开展母语阅读困难与二语阅读困难的关系研究。在前期对2000多名北京市郊区和市区的小学儿童的调研中，他们发现母语阅读困难有30.84%的可能性会同时引发二语阅读困难，并且该概率显著大于母语正常群体表现出二语阅读困难的概率。这说明，母语阅读困难更有可能引发二语阅读困难，也就是说母语阅读中的认知加工缺陷可能会负向迁移至二语阅读加工中。  

“长期以来我国儿童的二语学习存在学习时间长、学习效率低、哑巴英语等问题，我们的研究结果将为开发优质高效的二语学习方法提供脑科学的证据。”刘丽说，“二语学习往往发生在母语学习之后，因此其脑的加工机制既受到二语本身特点的影响，也受到已有的母语加工系统的影响，比较复杂，这给我们的研究带来了很多挑战。不过这也正是研究的乐趣之一。”

合作共赢 和悦共处

　　“开放性是我们课题组的特征，宏大的事业，不是单打独斗能完成的，必须与别的团队合作，合作使我们更强大。”北京大学孟祥芝老师的课题组、中科院心理所毕鸿雁老师的课题组、北京科技大学官群老师的课题组，都是刘丽团队合作的对象，在一起办的小沙龙及开展的合作项目，令他们每个课题组都获益匪浅。刘丽课题组还与美国麻省理工学院、德克萨斯大学、密歇根州立大学以及加拿大西安大略大学的多位学者建立了实质的合作关系。2016年10月，刘丽团队联合北京大学和中科院心理所的语言研究团队合作举办了“语言发展与障碍工作坊”。参加工作坊的10余位教师以及30余位研究生济济一堂，从语言能力的正常发展、双语阅读发展与障碍、音乐能力与语言能力的关系、汉语的听觉语音加工等多个方面，共同梳理了汉语儿童语言发展和障碍方面的认知神经科学研究进展。

　　刘丽课题组虽学生不多，但却是一个很有凝聚力的小团队。“众人拾柴火焰高”正是这样的团队气氛保障了课题组高效率的科研产出。谈到招收学生的要求，刘丽大笑：“我招学生真的没有特别的要求，‘热爱生活、追求梦想、喜欢探索、不畏挑战’是我招生的要求，同事们老拿这个要求跟我开玩笑，他们觉得我的要求‘太浪漫’，但我会真的把这个要求落实到实处。”

　　她认为学生的基础不是考量招收与否的重要因素，热爱生活、敢于追求梦想，浑身充满正能量才是最重要的。遇到困难，不退缩的品质，对于探索未知世界的科研工作特别重要。“我喜欢有正能量的孩子，遇到打击的话，睡一觉第二天起来接着干，还是一身劲，这就是我需要的学生。因为在科研工作中我们经常会遇到各种各样的困难，只有正能量的孩子才能坚持到底。再聪明的孩子，如果没有一颗积极向上和坚强的心，我觉得不适合做科研。一个正能量的人，能带给整个课题组积极向上的氛围，这也是很难得的。”

　　刘丽很珍惜与学生的互动，学生特别信任她，跟她特别亲近。遇到问题或实验结果不理想的时候,她的学生经常第一时间找到她，她总是耐心地与他们一起讨论，帮他们找问题的症结。即使看到不理想的实验结果，自己也很迷茫的时候，她也总是正能量十足地鼓励学生，不把负能量带给学生，这是她对自己的要求。“不可能所有的事情都是理想的，科学研究更是这样，科学研究的不确定性，正是它的魅力所在。”刘丽说。

　　眼下，刘丽的儿子已经3岁了。专业使然，她经常观察孩子的语言发展，并有意地根据自己的专业经验培养孩子的语言能力。“对一个女性，特别是妈妈而言，研究儿童发展应该是最适宜、最快乐的事情之一了。而我刚好能进入到儿童语言发展与脑发育这个研究领域，觉得特别幸运。”刘丽眼角含笑地告诉记者。