汉语阅读障碍儿童语音听觉加工缺陷的神经基础及其干预研究

Dyslexia is a major type of learning disability, and its prevalence in Chinese school aged children is about 4.5%-8.0%, which has a deep negative influence on the quality of our future human resources. Although dyslexia mainly shows a difficulty of accessing phonology and meaning from visual orthography, a large amount of behavioral studies suggest that the deficit in the auditory phonological processing may be the underneath cause of dyslexia. However, the neural mechanism underlying the auditory phonological deficit is still unclear. To answer this question, the current project plans to conduct research from three closely –related aspects: 1) using fMRI to investigate the neural mechanism underlying the auditory phonological deficit and its relationship with the difficulty of accessing lexical phonology in dyslexia; 2) using the classification analysis to find the phonology-deficit related, effective and reliable neural bio-markers for the discrimination of dyslexia, and to establish a brain-behavioral combined discrimination model of dyslexia; 3) through a phonology-based training study to investigate the relationship between the improvement of reading performance and the brain plastic change. This project can provide neural evidence for the early diagnosis and treatment of Chinese dyslexia, for the improvement of Chinese children’s reading acquisition and for the science-based reading instruction.

阅读障碍是学习困难的主要类型之一，在我国学龄儿童中的发生率约为4.5%-8.0%，严重影响着我国未来的人口素质。虽然阅读障碍主要表现为从视觉文字通达语音和语义的困难，但是大量行为研究表明，语音听觉加工缺陷可能是阅读障碍更底层的原因，然而其神经基础尚不清楚。本项目拟针对这一问题，开展如下三个方面紧密相关的研究内容：1）利用脑成像技术（fMRI）探索汉语阅读障碍儿童语音听觉加工缺陷的神经基础及其与阅读中语音提取困难之间的关系。2）利用判别分析技术，寻找与语音听觉加工缺陷相关的、能够对汉语阅读障碍儿童进行甄别的、有效、可靠的神经生物学指标，尝试建立“基于行为和脑数据”对阅读障碍进行甄别的综合模型； 3）开展基于语音的阅读障碍儿童的干预训练，探索阅读能力的提高与脑的可塑性变化之间的关系。该项目研究可以为阅读障碍的早期诊断和干预、为提高我国儿童的阅读学习效率、促进我国阅读教学的科学化提供脑科学依据。

发展性阅读障碍是个体在获得正常阅读能力方面存在的一种持续性困难。我国有3亿多的儿童青少年，按照发生率4.5%-8.0%计算，阅读障碍儿童的总数估计约在1350万~2400万，严重影响着我国未来的人口素质。针对听觉语音加工，我们开展了正常儿童语音加工发展的脑网络机制（儿童 vs 成人）、障碍儿童语音加工的脑网络异常（正常儿童 vs 障碍儿童）、听觉语音加工与视觉字词的语音提取之间的关系、基于脑的汉语阅读障碍儿童的判别模型、字源识字法与tDCS结合干预阅读障碍儿童、音乐训练提升儿童的语音加工能力等从机制到甄别到干预的三部分研究。我们的研究发现：在书面词汇的语音判断任务中，成人在枕叶区域具有较强的功能连接，而儿童在颞叶区具有较强的功能连接，表明成人的阅读更多地依赖视觉正字法加工，而儿童更多依赖于听觉语音加工。在听觉词汇的语音判断任务中，成人在背侧语言通路上表现出更强的脑区间连接性，儿童在基本感知运动区域表现出较强的脑区间连接性和较大的节点度，其中包括参与到基本听觉加工的颞横回，与感觉运动过程相关的皮层下区域，以及参与发音功能的罗兰迪克岛盖，这表明儿童的语音加工更加依赖感知-运动通路，而成人更加依赖抽象的语音加工区。阅读障碍儿童的研究表明：其语音加工的脑功能网络中存在明显缺陷，而语义加工模式与正常儿童相似。此外，阅读障碍儿童会借助语义加工网络和默认控制网络来完成语音任务。训练研究表明，在4到5岁的早期教育阶段，钢琴训练可能能够促进语音意识的发展，促进效应不仅反映在行为上，还反映在对语音和乐音的神经敏感度上。个案研究表明，字源识字教学结合经颅直流电刺激的干预方法不仅提高了阅读障碍儿童的正字法意识和阅读流畅性，而且也增强了阅读障碍儿童相关脑区（主要在双侧枕颞区域和右侧前额区域）的激活水平。这些研究成果为理解阅读障碍儿童语音加工的脑机制、阅读障碍的干预与脑的可塑性提供了实证研究的支持。除发表多篇SCI论文外，我们还翻译了著作一部《聪明的笨小孩：克服阅读障碍》；我们还做了大量的科普工作，包括在报刊上发表阅读障碍的科普文章；运行公众号，传播阅读发展及障碍的科学知识等。