阅读大脑和行为，寻找发展性阅读障碍的早期标志

文献：Ozernov-Palchik, O., & Gaab, N. (2016). Tackling the ‘dyslexia paradox’: reading brain and behavior for early markers of developmental dyslexia. Wiley Interdisciplinary Reviews: Cognitive Science, 7(2), 156–176. https://doi.org/10.1002/wcs.1383 论文原文

发展性阅读障碍(简称阅读障碍)是一种意外的无法发展出准确或流畅的阅读能力，是一种常见的学习障碍，影响5-17%的儿童，且阅读障碍是可遗传的，有研究者提出了相关的易感基因， 阅读障碍通常是在最有效的干预时间过去后才被诊断出来的，称之为“阅读障碍悖论“，早期识别阅读障碍对于提高岁儿童的阅读效果，改善因这一困难而造成的心理问题。

识字需要利用其他感官和认知功能的神经回路，包括听觉、视觉、运动、工作记忆和语言过程。阅读能力的发展依赖于语音意识，即感知和处理语言中声音的能力。这些声音被映射到正确拼写所对应的字母，然后通过视觉识别过程来学习。将字母映射到声音来阅读单词被称为解码，是单词识别和阅读的基础。流利的阅读依赖于自动识别熟悉的单词和解码不熟悉的单词的能力。流畅的阅读还受全局认知机制的控制，如注意力和时间同步。阅读理解除还要求具备词汇和背景知识，正确运用语言线索，以及推理技巧。 感觉和认知系统的集合形成了神经阅读回路(如图1所示)。

图1

该回路的出现与阅读的发展轨迹平行。Pugh等人提出，拼写和语音的整合发生在背侧或颞顶网络，其中包括颞上回、边缘上回和角回。随着负责语言结构的背侧颞顶回路的发展，腹侧枕颞回路变得专门负责拼写和快速文字处理;这个回路包括横纹外、梭状回和颞下区域，承载着假定的视觉词形区域。单词的腹侧回路的自动化是通过阅读的经验逐渐发生的。最后，额前下回路在阅读中起着重要的作用，但还没有明确的定义，可能涉及语音处理、言语计划、词汇获取、语义、和理解，以及一般的认知功能，如注意力和抑制。这个回路显示随着年龄和阅读经验的增加而增加。以上区域对阅读的重要性是无可争议的，但这些区域在阅读方面专业化的时间以及它们在发展中的作用仍不确定。 最近的技术进步使研究人员能够检查连接背侧、腹侧和前部区域的白质束，以形成阅读回路(如图2所示)。

图2

有几种通路特别与阅读性能有关:胼胝体后部(未显示)(连接半球间颞区、枕区和顶叶区)、弓状束(连接背侧和前区)、额枕下束(连接枕侧和额下区)和下纵束(连接腹侧和前区)。白质发育受到阅读等环境经验的强烈影响。典型的读写能力发展依赖于阅读神经回路的出现。了解阅读的早期发展轨迹，行为和大脑，将有助于更好地理解阅读障碍的病因基础，并可能有助于早期识别实践。

1，良好的家庭识字环境有助于早期阅读发展，但差异不大，重在可抵消遗传或其他环境风险。 2，阅读障碍具有遗传性，因此家族史是其最大风险因素之一。 3，早期语言能力：语音感知和产生是获得音系学知识及字母拼写知识的基础。因此，语言发展缓慢与较差的识字结果有关。特别是在表达性和接受性语言都有延迟的儿童更有可能出现阅读障碍。 识字前技能可作为阅读障碍可靠的预测因素，包括：字母发音知识、语音意识和快速自动命名(RAN)。字母发音知识受到环境因素的强烈影响，如家庭识字，可能认为其反映了缺乏经验而不是认知缺陷。对口语单词的语音意识差也是阅读障碍风险的早期指标。在对有阅读障碍家族史的儿童的研究中发现，无论阅读结果如何，其语音意识的表现一直较低。这表明语音意识可能是阅读障碍遗传倾向的更可靠的标志。RAN是阅读前阶段识字结果的另一个可靠指标，RAN测量了命名连续呈现的视觉刺激所需的速度，可认为与流利阅读的认知和神经需求平行。与非计时阅读能力相比，RAN对阅读流利性的预测能力更强，即准确、快速、恰当地阅读文本的能力。有证据证明RAN缺陷可持续至成年。 4，感知能力： 听觉：一些研究表明，阅读前儿童的非典型性听觉处理有患阅读障碍的风险。对缓慢变化的声音信号的敏感性对于跨语言识字前儿童的阅读结果非常重要。研究还证明了快速听觉处理对语言发展的重要性，以及具有语言学习障碍遗传风险的婴幼儿对快速听觉转换的非典型感知。但快速听觉处理在阅读障碍中的作用并不一致，幼儿早期音乐能力(尤其是节奏和韵律处理)与阅读结果之间存在密切联系。引发了人们对研究音乐和语言之间共享的神经和认知系统及其在阅读障碍中的作用的兴趣。 视觉：流畅的阅读依赖于对一系列刺激的快速视觉处理。也有研究证实了视觉空间注意加工对阅读发展的重要性。 5，一般认知能力：工作记忆是衡量阅读能力的一个值得注意的指标。工作记忆系统的不同组成部分(如视觉、中央执行和言语)都与阅读障碍有关，特别是言语工作记忆。但由于不同研究对工作记忆的操作定义不同，阅读和注意力缺陷之间的高频率共存，这一系统对阅读的独特贡献尚未得到一致的证实。

EPR证据：对患有阅读障碍的儿童和成人的ERP研究显示，在不同领域(例如，视觉、听觉、语言和非语言)，从早期的感知处理到更高水平的语言和认知处理的成分都有较长的潜伏期和较低的振幅。 听觉加工上，三个ERP成分N1、P2和N2的差异可将阅读者归类为阅读障碍、差读者或普通读者，准确率为81.25%。右半球N2峰振幅在阅读困难组最大。音素在第二个共振峰频率转变上的神经分化不良是阅读障碍的早期前兆。 视觉加工上，与符号相比，对文字视觉呈现的N1波幅的差异是差读者和典型读者之间的显著区别。调查FHD−和FHD+儿童的词汇和语义启动的研究发现，语义违反条件下，FHD−儿童表现出显著的不一致性效应，表现为N400成分(词汇预测错误的指标)，这一效应在FHD+儿童中缺乏。

阅读障碍的早期ERP标志包括语音、听觉和正字法加工水平较低的异常神经反应，以及词汇加工水平较高的神经反应。但由于脑电的空间分辨率有限，需要来自MRI研究的证据来定位这些模式在大脑中的位置。

检测阅读障碍相关早期脑结构差异的核磁共振研究，（阅读障碍家族史）FHD+组儿童左侧枕颞区、双侧颞顶区、左侧梭形回和右侧舌回的灰质指数降低。左侧顶叶和左侧枕颞区的灰质体积指数与RAN成绩显著相关，这一结果表明阅读障碍的大脑结构改变可能早于阅读障碍，但这种改变的敏感性和特异性仍不清楚。FHD+语言延迟儿童在枕颞区和颞顶区，有明显的减少。在左侧大脑中颞叶、枕叶和额叶区域，灰质体积减少和早期语言延迟之间存在显著的相关性。FHD+预读儿童的颞顶区和枕颞区的脑沟模式不典型，在患有阅读障碍的大龄儿童中也有同样的模式。脑沟模式与皮质功能和白质连通性的最佳组织有关，在很大程度上是在产前发育过程中决定的。因此，有人认为阅读重要区域的非典型皮质折叠模式可以反映阅读障碍的非典型大脑发育。阅读能力的提高与左侧颞上回灰质体积的增加，左侧顶下小叶、中央前回和中央后回的纵向体积减少有关。

DTI（扩散张量成像）研究证明了白质束完整性对阅读发展的重要性。语音意识得分与左侧弓状束的体积和FA呈显著正相关，但与其他束不相关，因此，阅读障碍的白质结构差异是阅读发展不良的原因而非结果。FHD+儿童左侧大脑半球额枕下束的FA减少，但右侧没有，这表明左侧阅读网络中的白质异常早于阅读开始。

声音匹配任务下，FHD+儿童在左侧枕颞区、颞顶区和双侧小脑的激活减少。这些发现补充了来自事件相关电位研究的证据，表明在阅读指导开始之前，学龄儿童和患有阅读困难的成年人的大脑变化特征就已经出现了。 快速听觉加工任务中，FHD+儿童左半球前额叶区域的激活减少，该区域的激活与语音意识得分以及后背侧和腹侧区神经元的激活相关。此研究结果与年龄较大的儿童和成人阅读障碍患者的MRI结果以及高危婴儿的事件相关电位结果一致，表明听觉和语音信息的异常神经加工可能是阅读障碍的重要先兆。 拼写处理任务中，有阅读困难风险的阅读前儿童中，大脑中处理拼写的重要区域的激活减少。

阅读前儿童和初级读者的神经成像研究已经提供了充分的证据，证明在发育早期和正式阅读指导之前存在大脑变化。到目前为止，很少有MRI研究将后来患上阅读困难的阅读前儿童与那些发展出典型阅读技能的儿童进行比较。因此，进一步的纵向MRI研究是必要的，以确定MRI在预测阅读障碍中的作用。此外，由于早期语言环境对构成阅读网络的区域的发展的影响，研究婴儿期结构性神经变化(事件相关电位研究)值得一试。 目前的研究虽然仍然有限，但表明阅读困难的神经变化早于阅读开始，并反映了阅读大脑网络的不同发展轨迹，这是阅读困难的遗传易感性的结果。重要的是，这些改变可能是阅读障碍风险的早期生物标志物，但它们的敏感性和特异性仍不清楚。识别阅读障碍的神经生物学和潜在机制，以及为阅读障碍建立可靠的生物标志物，对于促进阅读障碍的早期和可靠诊断非常重要，从而允许在上学早期和阅读障碍之前进行有针对性的干预，最终解决“阅读困难悖论”。