二、发展过程中的大脑可塑性
脑的可塑性是指大脑可以为环境和经验所修饰,具有在外界环境和经验的作用下塑造大脑结构和功能的能力(杨雄里等,2003)。在解释发展性障碍时,神经建构主义更强调可塑性。
(一)可塑性的证据
大脑可塑性可以由神经敏感性的提高、神经的专门化、神经联结以及神经效率的提高反映出来(Yang zhang,Yue wang,2007)。已有大量来自各个方面的证据证明了大脑可塑性的存在,可塑性在发展的早期阶段表现得尤为明显。下面我们以语言加工的左半脑偏侧化的发展为例,来说明发展过程的变化有其生物学方面的基础。
成人的语言加工机制存在偏侧化现象。人类大脑由左右半球组成,其脑皮层分别感知来自对侧肢体的刺激并控制对侧肢体的活动。尽管大脑在形态上大体左右对称,左右半球在细微结构和认知功能上却不完全对称,某些功能甚至主要由某侧半球承担。这种大脑半球在结构和功能上的不对称称为偏侧化。Broca(1865)通过对失语症病人的观察,将语言功能的偏侧化带入广泛的科学研究的视野下。他认为大脑左半球在语言加工中是占据主导地位的。但近年来很多从发展角度开展的研究发现,偏侧化的形成和强化有一个较长的过程。
针对儿童早期语音感知的研究发现,7—8个月以及9—10个月的婴儿对“元音对比”进行加工时(刺激材料为/itta/和/itte/),在大脑两侧的颞叶有同等的激活,直到11个月时才会出现明显的左偏化(Sato 等,2003)。Arimitsu等(2011)的研究结果类似,发现新生儿加工元音变化(/itta/和/itte/)的语音刺激时在双侧颞叶都有激活。此外,来自脑损伤儿童的研究结果也进提供了支持证据。Dehaene-Lambertz等(2004)曾对一个左半脑大脑梗死发生三周后的新生儿进行了音位感知的ERP研究,结果发现,她不仅能够识别基本音色中音色的变化(泛音数量上的不同),而且能够识别浊辅音中发音部位(如/ba/与 /ga/的对比)以及元音的变化(如/a/与/o/的对比)。该结果表明,在出生的前几个月,大脑的两侧都能够进行音位的识别。
随着语言能力的提高、年龄的增长,语音感知的脑区会越来越专门化于左半脑。Mills等(1993)以产出性词汇量为指标,考察了20个月大的儿童加工不同类型单词时的神经机制。实验刺激材料为:被试已理解的单词、不理解的单词以及以倒序方式呈现的已理解的单词。结果发现儿童对不同材料其加工的神经反应有所不同,尤其值得一提的是,他们对已理解的单词反应是双侧对称分布,已理解的单词对左侧颞顶区的激活作用更大;对不理解的单词,则引起了不对称的N200和N350的反应,右半脑反应比左半脑反应大。研究者由此认为,随着儿童语言能力的提高,语言加工的脑区越来越专门化于左半脑的颞叶以及顶叶区。Mills等(1997)在另外一项类似的研究中进一步发现,这种左偏化的提高与年龄增长所引起的大脑成熟有关。他们利用同样的任务考察了13—20个月的儿童在任务加工中的反应,结果发现儿童对已理解的单词和不理解的单词存在加工差异,17个月之前,脑区激活广泛分布于双侧的前部和后部脑区,到20个月时,这种激活只存于在左半脑的颞叶和顶叶。
语言功能的偏侧化会随年龄增强,并且一直持续到20岁左右。Wartenburger等(2007)对4岁儿童的语音加工研究发现,儿童加工孤立的韵律时,右半脑的额颞叶区有更大激活,进行正常的语音感知时在左半脑有更大的激活。这与成人的加工机制类似,即左半脑负责加工音段的信息,而右半脑负责加工超音段的信息。Holland 等(2001)发现7—18岁的儿童随着年龄增长而提高的语言能力会导致左半脑加工语言时激活的增加,这种与年龄相关的激活的转移在左额叶(布洛卡区)最明显。Szaflarski等(2006)以年龄跨度广至5—67岁的被试为对象,专门探讨了随着年龄增长,大脑的成熟如何对偏侧化产生影响,结果表明,左偏化会因年龄增长而逐渐加强。
(二)神经建构主义对可塑性的强调
代偿性是对可塑性支持的重要证据。Lenneberg(1967)对早期左半脑受到损伤的儿童进行研究后发现,无论儿童是左利手还是右利手,如果损伤发生在儿童学会说话之前,那么都不会引起永久性的失语。此后,来自Wada测试的证据表明,左半脑损伤的新生儿其语言功能会具有以右半脑为基础的语言功能(Milner,1974)。Lenneberg后来得出结论,假如损伤发生在2岁或3岁之前,当左半脑受到损伤时,右半脑可接替由左半脑完成的功能;如果损伤发生在2、3岁至青春期之间,那么发生短暂的失语后,通常都会恢复得很好。可见,代偿的发生可对偏侧化过程产生影响,并且语言由左半脑习得存在一个关键期,在Lenneberg看来这个关键期应该是从2、3岁到青春期,在此之前,右半脑可以承担语言功能,之后要接替这一功能则不容易。虽然后来的研究者对语言关键期的界定多短于Lenneberg,但无论如何,左半脑的损伤发生得越早,对语言发展产生的不利影响就越弱,表明发展过程中一个重要的特征就是脑的认知功能是可以重组的,而且这种重组功能具有其时间上的敏感性。
发展性语言障碍领域的代偿性可以威廉姆斯综合征(Williams Syndrome,简称WS)和特异性语言损伤(Specific Language Impairment,简称SLI)为例。WS个体语言能力损伤小,但视觉空间和数字认知有困难;SLI个体语言发展存在损伤但非语言技能正常,这两个例子体现出发展性障碍领域典型的双重分离,似乎说明语言系统和其他系统可以互不干扰。因而有人据此分离来支持模块主义的观点,认为语言系统是模块化的,语言的发展尤其形态句法的发展可以独立于其他认知能力。但神经建构主义者认为,在特定任务中表现不好,不能说明该系统功能不佳,可能不是特定的认知器官有特定缺陷,而是不同的认知共享一系列水平的处理。换言之,障碍群体在某一语言领域存在障碍,有可能因为该语言领域是模块化的,也有可能是与该语言领域加工相关的认知处理存在异常;反之,某障碍群体在某语言领域表现良好,也并不一定意味着这个语言领域完好,有可能该领域还是异常的,但是通过其他非典型的方式弥补了这一异常,使其语言能力在该领域表现出了正常水平。以上如果成立,就不支持模块主义的观点。因此,需要对障碍群体的语言进行更全面更细致的考察,以鉴定出其表面正常的表现下是否存在非典型的加工机制。比如,WS个体语言能力表现良好,但是会较多地使用低频词;在会话时会使用陈腔滥调、习语和比喻来增加听话人的注意;其语言使用不恰当,对意义理解贫乏,只能解读表面意义,倾向于将比喻固化,词汇语义知识较差,这些表现说明表面的语言能力正常并不意味着该人群就拥有正常发展的底层加工机制。Thomas(2006)用面部识别的例子说明了神经建构是怎样解释细小认知分离的。WS个体表现出良好的面部识别能力。典型发展个体的面部识别依赖面部特征的结合和面部的精确布局,而WS个体的识别技巧则要依赖更多的个别面部特征,而不是特征的结构和外形整体,其面部识别采用了非典型的处理机制,表明系统的代偿性可使功能表现正常,这虽不是最佳方式但可以取得相同的表现效果。
补偿机制产生的前提是交互性。在语言领域,交互性可理解为语言系统各个部分在发展中是相互联系的,某个语言子系统发展正常与否会影响其他语言子系统的发展,高低等级不同的语言缺陷也存在相互联系,并非孤立存在、独自运行、互不干涉。年龄较小的儿童大脑经历创伤以后,其语言能力的恢复就依赖于大脑其他结构的补偿,大脑的其他正常机制代替损伤机制运行,语言能力就此保持完好。与此相同,某一语言能力受损,或者某一认知能力存在障碍,其他语言能力和认知能力也可以通过不同于典型加工的途径进行补偿,这说明大脑机制具有冗余性,冗余性为补偿提供了选择的可能。人类获得语言能力的途径并不是唯一的,只不过正常人的大脑采取了最佳途径,而有障碍的群体在最佳途径遭遇问题时,大脑会采用次佳路径来弥补缺陷,这个次佳系统相较于典型加工的最佳系统而言可能效率低,构建该系统的时间可能更长,但最终它可以与最佳系统有类似表现。再举一例,WS婴幼儿有共享注意力缺陷。他们的二元交互没问题,但在三元交互中存在障碍;其注意力过于集中在看护者的脸上,而不能将注意力转移到将要学习的物体上去,因此对物体命名的学习存在障碍。但标签命名不是学习物体名称的唯一途径,还有其他途径可以选择,并可获得成功,只是费时长,效率低。因此,WS个体的语言学习发展速度较为迟缓。