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329 教育生物学杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 Journal of Bio-education，Jul.2023，Vol.11 No.4发展性阅读障碍的认知干预：基于大细胞通路缺陷理论许仲青，邢 强广州大学教育学院（中国广州 510006）摘要 近年来的研究发现，语言层面的缺陷不足以解释发展性阅读障碍的成因，认知层面（执行功能、选择性注意、工作记忆等）的缺陷才是导致发展性阅读障碍的根本原因。因此，对发展性阅读障碍儿童认知层面的缺陷成因及其干预手段进行深入探讨十分重要。文章从发展性阅读障碍的大细胞通路缺陷理论出发，阐述了国内外认知层面的干预研究，对未来的研究提出相关建议，以期为发展性阅读障碍儿童提供更精准的 干预。关键词 发展性阅读障碍；认知干预；大细胞通路缺陷理论Cognitive intervention on developmental dyslexia:based on theory of magnocellular pathway deficit XU Zhongqing,XING QiangSchool of Education,Guangzhou University,Guangzhou 510006,Guangdong Province,ChinaAbstract In recent years,many researchers believe that linguistic defects are not enough to explain the causes of developmental dyslexia,while cognitive defects such as executive function,selective attention,and working memory are the root causes of developmental dyslexia.Therefore,it is important to explore the causes of cognitive deficit and the intervention on developmental dyslexia children.Based on the theory of magnocellular pathway deficit to developmental dyslexia,this paper expounds the researches on cognitive intervention at home and abroad,and puts forward relevant suggestions for future cognitive intervention researches,in order to provide more accurate intervention for children with developmental dyslexia.Key words developmental dyslexia;cognitive intervention;theory of magnocellular pathway deficitdoi:10.3969/j.issn.2095-4301.2023.04.012综述 Review基金项目 国家社会科学基金（BBA200033）；广东省普通高校哲学社会科学重点实验室“神经经济学实验室”项目（2021WSYS002）收稿日期 2022-03-29发展性阅读障碍（developmental dyslexia）是一种特殊的学习障碍，指的是尽管智力正常，教育机会、学习动机等与其他个体无明显差异，也无明显的器质性损伤，但在阅读上存在困难的现象。发展性阅读障碍常伴有字词解码、拼写、阅读的准确性和流畅性等的发展不足1。研究2表明，发展性阅读障碍发生率在国外为 5%17%，在国内为 5%10%，可见，该群体不容忽视。发展性阅读障碍儿童常常会有认知、情感、社会适应性等问题，若这种情况未能及时发现且给予矫正，会导致儿童在学习的各方面很难跟上同龄人的步伐，甚至阅读困难的情况会延至成年期3。因此，如何对发展性阅读障碍儿童进行有效干预、帮助他们克服阅读困难成为近年来该领域的研究热点。从 20 世纪 50 年代开始，西方研究者致力于从语言学层面研究发展性阅读障碍的成因，较为一致地认为语音意识缺陷是发展性阅读障碍的核心原因，因此，对发展性阅读障碍的干预更多是从语言学层面进行，例如语音意识干预、语素意识干预和阅读流畅性干预等4。近年来的研 究5发现语音意识缺陷只是一种表象，并非导致发展性阅读障碍的根本原因，发展性阅读障碍的实质是由更基础的认知层面（如视空间注意力、注意抑制能力、工作记忆等）的发展不足或损伤导致的。Stein6认为，个体表现出的这些动态注意力主要是由快速的大细胞通路驱动的，而发展性阅读障碍个体的大细胞通路往往是受损的。基于此，越来越多的研究者开始关注发展性阅读障碍的大细胞通路缺陷并探究认知层面的干预手段，如知觉加工训练7、工作记忆训练8等；也出现 330 教育生物学杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 Journal of Bio-education，Jul.2023，Vol.11 No.4了一些有较强趣味性和互动性的干预手段，如动作视频游戏干预9、音乐干预10等。这些干预手段能够很大程度上调动发展性阅读障碍儿童的积极性、减少他们的压力，取得的效果也使得这些干预手段逐渐成为研究者关注的热点且在特殊教育领域中广泛应用。本文探讨了大细胞通路与发展性阅读障碍的关系，并梳理了基于该理论针对发展性阅读障碍认知层面的干预手段及其效果，且对现存的问题进行了分析和思考，以期为提升发展性阅读障碍儿童的干预和教学质量提供借鉴和参考。1 大细胞通路理论1.1 大细胞通路的作用机制1.1 大细胞通路的作用机制视觉信息进入加工区域的传导通路主要有两条：大细胞通路和小细胞通路。大、小细胞通路起源于视网膜上的大细胞和小细胞，这两类细胞将接收到的视觉刺激信息分别投射到外侧膝状体的大、小细胞层上。大细胞通路对快速变化的视觉刺激信息存在高时间辨别力，对低空间频率视觉刺激信息存在高敏感性，主要负责加工视觉物体运动信息、深度信息、视觉空间定位、空间扫视等，其加工的结果投射到视觉皮层的 V1 区11。与大细胞通路并行的小细胞通路则对低时间频率和高空间频率的视觉刺激信息更为敏感，主要负责物体识别、物体颜色和形状等信息的加工，其加工的结果投射到视觉皮层的 V2 区12-13。大细胞通路主要由外围视野信息激活，小细胞通路则主要由中央视野信息激活。在大脑皮质上与大、小细胞通路相对应的传导通路是背侧通路和腹侧通路。背侧通路起始于 V1 区，将初级视觉皮层的信息经由视觉运动区（MT+/V5 区）传导至大脑的后顶叶皮层，主要接受来自视觉、听觉和触觉 3 个感觉通道传入的信息；而腹侧通路起始于V2 区，将信息传导至外侧枕叶、腹侧颞下皮质等 区域9。1.2 大细胞通路与阅读的关系1.2 大细胞通路与阅读的关系大细胞通路在阅读过程中的重要性不可忽视，其加工过程会影响单词识别、语音意识、正字法意识、快速命名等阅读技能14-16。Bellocchi 等11发现，初级阅读者的视觉大细胞功能与阅读能力呈正相关，阅读熟练度调节大细胞系统功能与阅读结果之间的关系。Chouake 等17发现，使用运动检测任务（大细胞训练）进行视觉训练可以通过加强关键的神经通路来提高阅读能力，且视觉大细胞训练在提高阅读准确性方面可能比一般的视觉训练更有优势，表明视觉大细胞在阅读中发挥着重要的作用。在汉语方面，赵婧等16的研究探讨了视觉大细胞通路对汉字识别的影响，结果发现视觉大细胞通路促进了汉字整体信息的识别和加工，表明大细胞通路与汉字阅读密切相关。在发展性阅读障碍的研究领域，除了语音意识缺陷，视觉大细胞通路缺陷理论也是解释其成因的重要理论之一，该理论认为感知觉缺陷主要是由大细胞功能失调导致的18。另有研究19发现，正常阅读儿童和发展性阅读障碍儿童在外膝侧状体上的大细胞结构存在明显差异，表现为发展性阅读障碍儿童的大细胞数量少、体积小，且发育不完全。在行为层面表现为对快速加工运动和模糊的视觉刺激信息的反应迟钝，快速加工整体的视觉信息时也存在困难，而发展性阅读障碍儿童在接受大细胞训练后，阅读能力有所提高。2 基于大细胞通路缺陷理论的认知干预认知层面的干预能够显著改善发展性阅读障碍儿童的阅读表现，主要包括知觉加工训练、音乐干预和动作视频游戏干预等。这些干预手段旨在通过提高视觉大细胞系统功能，间接提高发展性阅读障碍儿童的阅读表现。2.1 知觉加工训练2.1 知觉加工训练研究20发现，大细胞通路的异常会导致发展性阅读障碍儿童基本的感官信息处理能力缺陷，如视觉拥挤效应、听觉时间处理缓慢等。改善发展性阅读障碍儿童的视听加工缺陷，主要是通过视觉加工训练及听觉加工训练这两种方式21。在视觉方面，大细胞通路缺陷理论认为，视觉通路外侧膝状体上的大细胞功能失调是发展性阅读障碍儿童表现出一系列视觉加工问题的根源，如注意定向受损、左视野忽视、视觉注意广度窄和视觉拥挤等22。视觉加工训练中，加工视觉刺激属性的能力会随着练习而逐步提高，通过视觉加工训练能够提高发展性阅读障碍儿童的识字量、整体阅读和语音意识等阅读能力23。纹理识别任务（texture discrimination task,TDT）是发展性阅读障碍儿童视觉加工训练中最常用的任务之一。该任务首先给被试呈现一段时间的纹理刺激，接着出现空白间隔，最后出现掩码。在空白间隔与掩码期间，刺激到掩码开始异步。被试需指出其所 331 教育生物学杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 Journal of Bio-education，Jul.2023，Vol.11 No.4注视的目标字母是什么，并判断出目标字母的方向24。Wang 等25采用 TDT，对发展性阅读障碍儿童知觉学习的缺陷程度进行评估并且进行连续5 d 的干预，结果发现，发展性阅读障碍组儿童的刺激呈现异步性（stimulus onset asynchrony,SOA），阈值高于对照组。研究者采用自适应方法（即训练过程确定每个被试的 SOA 阈值）对两组儿童进行 5 d 的训练，结果发现，发展性阅读障碍组和对照组的 SOA 阈值都有显著下降，尽管发展性阅读障碍组的阈值仍高于对照组，但结果也证实了训练能够改善发展性阅读障碍儿童的知觉加工能力。Meng 等24的研究同样采用了 TDT，进一步探讨了视觉训练能否提高发展性阅读障碍儿童的阅读成绩。发展性阅读障碍组和对照组儿童在训练前后均完成了一系列的阅读能力测试。在 TDT 训练前，发展性阅读障碍组儿童的 SOA 阈值显著高于对照组，且在各项阅读测量中的表现均差于对照组。在 TDT 训练后，两组儿童的 TDT 辨别阈限均显著降低，与前述研究一致。更重要的是，发展性阅读障碍儿童的阅读流畅性有了显著提高，追踪研究发现阅读流畅性的改善可维持 2 个月。在听觉方面，大细胞通路的异常时常导致听觉加工通路的缺陷，尤其是听觉的时间加工。听觉加工训练是通过训练发展性阅读障碍儿童对声音信号的探测及对声音序列、频率知觉的能力，从而间接提升其阅读水平。Zhang 等26将 30 名发展性阅读障碍儿童分为训练组与非训练组，并在 2 周内对训练组进行 7 次、每次 30 min 的纯音长辨别任务。该任务在注视点消失后首先出现第1 个音调，1 000 ms 空白间隔后出现第 2 个音调，被试通过按键来决定哪个音调持续的时间更长。研究者在训练前后对两组儿童均进行了阅读测试，训练前两组儿童的成绩无明显差异，训练后训练组在时间间隔的辨别任务、语音意识、阅读流畅性的迁移上有显著改善；2 个月的追踪研究发现，训练及迁移效果依旧稳定保持。Fostick 等27采用二分时序判断任务（temporal order judgment,TOJ）对发展性阅读障碍儿童进行为期 5 d 的训练。研究者将一对频率相同的纯音刺激以不同时间间隔通过双耳呈现给被试，要求被试判断出左、右耳中纯音音调出现的顺序，并按下计算机键盘上与之相对应的键。训练后发展性阅读障碍儿童的TOJ 阈值有显著降低，语音意识任务的分数也有显著提高。进一步研究发现，语音意识与听觉时间处理存在因果关系，这表明对发展性阅读障碍儿童接受短时间的知觉加工训练能够有效提高他们的阅读能力。视、听觉相关的研究表明,对发展性阅读障碍儿童进行知觉训练可以改善其阅读表现，进一步揭示了基础的知觉训练在发展性阅读障碍治疗中的重要性。2.2 动作视频游戏干预2.2 动作视频游戏干预动作视频游戏（action video game,AVG）是一种需要耗费大量注意资源的游戏，具有高速、高感知、高运动负荷，强调外围信息处理等特 点28。研究28-29发现，若要顺利完成 AVG，需要视觉分配能力、跨通道转换能力、视觉运动加工等认知功能的运作和加工，而这些能力与大细胞通路的后顶叶皮质和视觉运动区发挥的作用密切相关。AVG 训练旨在帮助发展性阅读障碍儿童克服注意力障碍（注意力障碍会影响视觉空间注意和视觉序列搜索等能力），这是阅读过程中感知视觉刺激的基础30。雷曼：疯狂的兔子（Rayman：raving rabbids）是 AVG 训练常用的一款游戏，由兔子没有记忆（Bunnies have no memory）、兔子从不关门（Bunnies never close doors）、兔子不会飞（Bunnies dont fly）等小游戏组成。以“兔子没有记忆”为例，在此小游戏中，玩家需通过相应按钮来确认屏幕上 4 只兔子发出声音的顺序。随着每一轮游戏的成功，游戏的速度也会随之提高，因此玩家须保持高度的注意力。当玩家的能量耗尽或者在重复序列中出错时，游戏便会结束。研究31-32发现，AVG 在提高发展性阅读障碍儿童的阅读能力方面十分有效。Franceschini 等31将讲意大利语的发展性阅读障碍儿童分为 AVG 组和非 AVG 组，在干预前后均进行阅读能力测试。结果发现，经过 9 d（每天 80 min，共 12 h）的AVG 训练后，AVG 组儿童在字词、整体阅读、注意力测试中的成绩有了明显提高。在控制了年龄、智力、语音等因素后的回归分析结果显示，注意力的提高对阅读能力的改善贡献最大。而非 AVG组儿童各项指标均无明显变化。该研究首次为发展性阅读障碍儿童提供了一种新颖、快速、有趣的干预方案，极大地促进了儿童的参与兴趣。上述研究是基于意大利语展开的，意大利语属于形音较为一致的浅层正字法语言，那么在形音对应关系复杂的深层正字法语言下，AVG 是否也能起到促进作用呢？Franceschini 等32将讲英语的发 332 教育生物学杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 Journal of Bio-education，Jul.2023，Vol.11 No.4展性阅读障碍儿童作为研究对象，同样对 AVG 组和非 AVG 组儿童的单词阅读、语音解码等能力进行比较研究，结果发现，AVG 对阅读的促进作用在深层正字法中也同样有效。大多数研究都是使用雷曼：疯狂的兔子这款游戏在 2 周内进行 12 h 的训练，而 Peters 等22则采用了此前并未有研究者采用的游戏水果忍者，且只使用 5 h 的训练时间对发展性阅读障碍儿童进行干预研究。该游戏要求玩家从屏幕边缘快速切割多个在时间和空间上不可预测的快速移动的水果，每切一个水果就会获得分数。结果发现，水果忍者游戏同样可以通过改善发展性阅读障碍儿童的注意控制间接提高阅读准确性、阅读速度、理解力和快速命名能力。进一步的回归分析发现，AVG 训练后阅读准确性的提高与低对比度下大细胞流的时间处理效率的提高有关。大细胞流能够激活早期单词识别所需注意力，其激活功能的缺陷会影响后来的认知过程，例如单词识别，正字法到语音的映射等等。不少研究已证实了 AVG 是高效且参与性强的干预手段，未来可以探索更多行之有效的 AVG，为 发展性阅读障碍儿童的认知干预提供更多的选择。2.3 音乐干预 2.3 音乐干预 音乐干预是一种多感官参与、互动性高、趣味性强的干预手段，它不仅从声音层面为发展性阅读障碍儿童提供音乐相关材料进行干预，且涉及视听觉、身体动作等多个方面33。大细胞通路中低水平的视听感官异常会导致发展性阅读障碍儿童的声音加工能力及节奏感、声音序列等方面的缺陷34。音乐干预涉及许多大脑功能，如声音的识别和编码等，通过音乐干预可以改善感官运动系统的结构和功能，进而改善与音乐相关的认知活动，且音乐与语言具有相似性。语言涉及语素、语音等，而音乐最基本的要素是节奏和旋律（韵律），两者均由一定规则组成并涉及复杂的声音序列。音乐与语音识别、编码等具有相关性35。因此，有研究者10,36提出，音乐干预在发展性阅读障碍的治疗中具有巨大的潜能。早期的音乐干预大多注重一些音乐教学法，例如奥尔夫音乐教学法、柯达伊歌唱教学法等。Overy37设置了一款基于柯达伊歌唱教学法的音乐游戏，该游戏旨在改善发展性阅读障碍儿童一系列的认知技能，如记忆、动作协调能力等。一项随机对照试验35设置的音乐课程以奥尔夫和柯达伊歌唱教学法为基础，融合了一些丰富的元素，如力度、韵律、动作等，参与音乐训练的发展性阅读障碍儿童在节奏能力、语音意识和阅读技能等方面的表现都优于对照组，说明基于这些教学法的音乐训练可以通过加强时间处理和改善节奏技巧进而改变语音和阅读能力。近年来，研究者34提出音乐训练应关注节奏感知，针对发展性阅读障碍儿童进行节奏训练，鼓励发展性阅读障碍儿童集中注意力感知节奏，可以更有效地改善阅读表现。Bishop-Liebler 等38发现，有发展性阅读障碍的音乐家与没有发展性阅读障碍的音乐家表现出同等水平的听觉敏感性和节奏感知。音乐训练可能会对发展性阅读障碍儿童的语言节奏和上升时间感知产生有益的作用，儿童时期便进行广泛的节奏体验会对发展性阅读障碍儿童的基本听觉处理技能造成影响，而这些技能往往是发展性阅读障碍儿童欠缺的。节奏性阅读训练（rhythmic reading training,RRT）是 Cancer 等34提出的一种新型的干预手段，其将音乐和语言融合在一起，在干预的过程中，通过计算机屏幕呈现给发展性阅读障碍儿童一系列的语言刺激，同时伴随着设置好的节奏训练，使用的声学刺激以节拍器的方式呈现出来，节拍的特点是交替的音乐强度（即弱拍和强拍），节奏的初始速度与发展性阅读障碍儿童的阅读水平相匹配，随着训练的逐步推进，节奏的速度以及语言刺激的复杂性也会逐步提高。该训练计划包括三部分：“音节”“合并”和“真伪词”。每一部分都旨在训练特定的阅读能力。在该训练中，发展性阅读障碍儿童需大声朗读屏幕上呈现的与声音节奏同步的语言刺激。经过为期 3 周的训练（每周 3 d，每天 2 次,每次 45 min），发展性阅读障碍儿童的阅读速度和阅读准确性都有显著提高。以上研究表明，音乐干预与传统上的形-音干预法相比更具趣味性之外，在语音意识、时间处理以及阅读技能上均能达到相当的效果，具有巨大的潜能。2.4 工作记忆干预2.4 工作记忆干预研究39-41表明，拼音文字和汉语发展性阅读障碍儿童均存在工作记忆的缺陷，且与工作记忆的成分（中央执行系统、语音环路、视空间模板和情景缓冲器）损伤有关。而工作记忆能力干预可以促进儿童的阅读能力发展。关于发展性阅读障碍工作记忆的干预大多 333 教育生物学杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 Journal of Bio-education，Jul.2023，Vol.11 No.4是针对工作记忆组成部分的训练或其组合的训 练42-43。Yang 等42曾对 45 名 35 年级讲汉语的发展性阅读障碍儿童分别进行言语工作记忆训练和视空间工作记忆训练。言语工作记忆通过单音位的 N-back 来训练，被试通过按下屏幕上的按钮（“”表示相同，“”表示不同）来确定当前（N+1）的音位是否与之前（N）试验的音位相同。如在 1-back 中，参与者先听到“”，接着听到“o”，那么这两个音位则是不同的。与对照组相比，接受训练的实验组在视觉押韵任务上的表现更好，而视觉押韵任务与言语工作记忆高度相关。视空间工作记忆训练采用的是单一视觉空间 N-back 范式。在训练中，屏幕上会呈现按空间位置排列的6 个圆点，目标物体将以随机的位置出现在其中1 个圆点的位置上。被试需判断当前（N+1）的目标物体是否与之前（N）目标处于相同位置。训练后的实验组在快速自动命名任务中的表现优于对照组，而这与视觉空间工作记忆和言语工作记忆均高度相关。两项实验均表明，对工作记忆的组成成分进行训练可以提高与阅读相关的认知技能。Wang 等44采用形式准备任务、汉语单词阅读任务作为前、后测任务训练发展性阅读障碍儿童，要求被试“死记硬背”发音和意思（用一面印有单词另一面印有卡通插图的卡片进行能提高视觉和言语工作记忆的游戏），经过 3 个月的工作记忆训练，发展性阅读障碍儿童两项测试任务的正确率都有比较明显的改善。还有一种训练方式则是组合了多种认知能力训练的计算机自适应程序，如 CogniFit Personal Coach（CPC）计算机程序。CPC 包括对视觉、听觉以及跨模态工作记忆技能的训练。在视觉工作记忆训练中，计算机屏幕上会呈现按一定顺序打开的房子窗户，被试须记住窗户打开的确切顺序。听觉工作记忆训练中，呈现给被试不同乐器发出的不同长度的连续音，随后被试通过声音来识别乐器的顺序，并识别一些节奏模式。跨模态工作记忆中，研究者按顺序给被试呈现物体的图像和播放声音。被试从包含不相关物体的探测中识别目标物体，并回忆它是以视觉方式呈现还是以听觉方式呈现。首先对每个被试进行基线认知评估，以针对每个被试进行个性化的训练，3 项训练任务均有简单、中等和困难 3 个等级，根据被试的基线认知水平选择不同的难度；每次训练后，再根据被试的训练程度进一步调整难度，每次训练时间为 1520 min。Horowitz-Kraus 等45采用 CPC 对发展性阅读障碍儿童进行为期 6 周的训练后，儿童的解码能力、阅读速度有所提高，言语工作记忆和视空间工作记忆的分数也有显著提高。使用事件相关电位（event-related potential,ERP）测量工作记忆训练组的脑活动后发现，P300 的潜伏期缩短，振幅提高46。发展性阅读障碍儿童的工作记忆缺陷已被证实，相应的干预手段也越来越完善，干预手段应充分考虑到工作记忆各组成部分的紧密联系，促进各成分的协调发展。3 展望 随着对发展性阅读障碍成因的深入探讨，相应的干预手段也越来越多，但干预研究的数量和种类仍不够丰富。针对认知层面的干预手段，未来研究应从以下方面入手。第一，进一步跟踪评估干预时长、长期效应、迁移情况以及稳定性。现有的认知干预研究中，无论是哪种干预手段，相应研究的干预时长不一，且有的研究有对其迁移情况进行跟踪，有的则没有。未来的研究可以寻找最佳的干预时长以及对干预的后续情况进行跟踪，最大程度保持干预 效果。第二，干预手段应多关注发展性阅读障碍儿童的动机、情绪、兴趣和自我效能感等。之前研究多数着重探究干预手段对阅读技能的改善，较少考虑对发展性阅读障碍儿童进行干预时的压力和参与兴趣等。CPC 不仅关注发展性阅读障碍儿童受损的视觉注意技能，还提供了一种高度奖励的体验，让被试保持沉浸感，并激励他们提高表现，能更好地改善发展性阅读障碍儿童的阅读 技能。第三，将干预年龄提前到学前。之前干预研究的对象都是小学阶段的儿童或是初中生，对学前儿童的干预研究较少。研究证实年龄越小，大脑的可塑性越强。但发展性阅读障碍儿童往往是进入小学阶段之后才被发现存在阅读上的困难。因此，对学前发展性阅读障碍儿童的鉴别以及尽早为其设计合理的干预十分有必要。第四，认知干预手段的教学实践较为匮乏。未来应将重点放在教学实践研究上，帮助发展性阅读障碍儿童在课堂上更好地进行阅读学习；另外应为教师普及发展性阅读障碍相关知识，以便 334 教育生物学杂志 2023 年 7 月第 11 卷第 4 期 Journal of Bio-education，Jul.2023，Vol.11 No.4提供针对性教学方法，教导发展性阅读障碍儿童采用科学的、高效的阅读策略。参考文献1 舒 华,孟祥芝.汉语儿童阅读困难初探:来自阅读困难儿童的统计数据 J.语言文字应用,2000（3）:63-69.2 周晓林,孟祥芝.中文发展性阅读障碍研究 J.应用心理学,2001,7（1）:25-30.3 KAISAR S.Developmental dyslexia detection using machine learning techniques:a survey J.ICT Express,2020,6（3）:181-184.4 PROVAZZA S,ADAMS A M,GIOFR D,et al.Double trouble:visual and 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