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阅读:你在陶醉,大脑在“受罪”?

2015-01-20  |  《环球科学》杂志 收藏(18)  | 

有句话是“读万卷书行万里路”,即从书本中了解世界万象,读得书越多了解得也就越多。可从文字转变为认知,这是怎样一个过程?大脑会作何反应呢?

沉醉于一本好书,这种感觉何其美好。书中的人物和情绪描写得很逼真,有时候就像日常生活在重演。而当我们沉醉于阅读时,大脑作何反应呢?阅读时的感受和现实生活中亲身经历时的感受有怎样的不同?或者说这真的有很大的区别吗?

近日,由卡内基梅隆大学机器学习系的Leila Wehbe和Tom Mitchell所带领的团队发表了一篇论文,该论文对以上问题做出了一定的回答。根据这一数据,研究者在意想不到的帮手——机器学习算法的辅助下,对于人们如何阅读文学有了新的认识。

新的方法

由于阅读理解是一个超级复杂的过程,早期研究试图分解该过程,单独研究过程中的每个方面,比如只记录与处理一个字或一个句子有关的功能磁共振成像的符号。Wehbe解释道,“这类似于用一种受限制的方式研究阅读,通常来说并不像在阅读,而且进行实验的阅读材料包括专用于实验的脱离语境的句子。”

尽管这些实验有助于我们对阅读理解过程的某些方面有更深的了解,但我们对阅读理解整个过程并不清楚。

然而最新研究采用了完全不一样的方法。当实验志愿者正阅读一本情节精彩的小说时,研究者对其大脑进行扫描,之后又将其大脑的反应过程分离成几个组成部分。结果表明大脑对书面字词、语法及故事情节的反应过程是世界上最复杂的一体化模式。

分析预测

首先研究者将八人一组的实验志愿者召集在一起,让他们阅读《哈利波特与魔法石》的第九章,阅读45分钟,在此期间,研究者通过功能磁共振成像扫描仪对其脑部活动进行记录。

研究的第二阶段,研究者将所记录的功能磁共振成像数据输入到已编制的电脑程序。并且研究者还设定了运算法则以检测出实验志愿者在阅读某个字词、某个语法结构、某角色的名字以及故事的其他方面时相应的大脑活动。共有195个不同的“故事情节”。

仅根据实验志愿者的大脑活动,研究者就可以通过电脑程序推测实验者正在阅读那一章的哪一部分。如要推测,电脑程序会将输入的大脑活动信息与每一个不同的故事情节联系起来。如国研究者运用已推导出的195个故事特点,电脑程序就可以预测出实验志愿者正在阅读哪两段,且准确度达74%,明显高于纯粹预测的概率。

最后,研究者在每一个脑区重复进行实验,预测不同脑区对每一个不同的故事特点做出的反应,以发现故事特点与不同脑区活动之间的联系,进而明确哪一个脑区处理哪一类信息。尽管从某种程度看来结果与预测一致,该结果还是非常令人惊讶。

主要观点

正如研究者所期望的那样,大脑首先通过视皮质(视皮质是负责处理视觉信息的大脑区域)处理单个的字词,之后再经过更高级的大脑区域进行信息处理,比如左额下回,双边角脑回,左中央前回以及内侧额叶皮质。不过这只是整个过程的一部分而已。

当实验志愿者阅读到故事中的肢体动作描写时,该描写语言会调节后颞叶皮层、角脑回以及与解读外界活动有关的区域的大脑活动。同时,各种故事角色会影响脑部后上区所进行的活动。

对话尤其与大脑的颞顶联合区相关,该大脑区是与想象他人思想与目的有关的主要区域。Wehbe说,“其中一些区域甚至并不被归为脑部语言系统的一部分,其实日常生活交际就会运用该区域,现在看来读者也运用此区域再现故事中不同人物的想法。”如今公共科学图书馆杂志也刊载了该研究结果,这似乎证明存在研究者所谓的“角色观点解读系统”——即指大脑中的某个能使读者深入理解故事情节的大脑区域群。

如果以上假设成立,我们不仅可以研究出更精密的语言处理神经模式,而且还可以更清晰地知道读者理解出错的前因后果。

以下是Wehbe与 Mitchell下一步的研究对象:许多不同的会出错的语言处理方式。Wehbe表示:“如果有大量数据,我们就可以独立分析与众不同的大脑反应方式,比如诵读困难者的语言处理方式。”

研究者希望将来这样的诊断工具能有助于我们研究出专治诵读困难症以及阅读紊乱症的神经治疗法。如果这些治疗方法有效,将来会有更多人爱上阅读。

(作者:本·托马斯,作家、新闻记者;翻译:李敏;审校:沈添怿)

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