从脚手架到屏幕:了解发育中的大脑的阅读能力
在关于培养阅读技能的先天和后天的争论中，认知神经科学家们有一个明确的信息:两者都很重要。从婴儿期开始，儿童就有了一个神经支架，环境因素在此基础上完善和培养阅读技能。在今天认知神经科学学会(CNS)虚拟会议上发表的新研究中，科学家们报告了这些生物和环境因素——包括早期屏幕时间——他们发现了生物标记物，可以识别出患有阅读障碍和其他阅读习得障碍的儿童。
“阅读是一项相对较新的人类发明。为了阅读，我们的大脑必须‘回收’最初用于其他能力的神经回路，如视觉和语言处理，以及注意力和认知能力，”以色列技术学院和辛辛那提儿童医院的Tzipi Horowitz-Kraus说，他是关于这项新工作的CNS研讨会的主席。“事实是，5-10%的孩子们在世界范围内，跨越文化和基因背景，遭受难语症这表明这种缺陷并不局限于一种特定的语言。”
事实上，由霍洛维茨-克劳斯等人提出的研究表明，在学龄期之前的儿童中存在着多种不同的生物前体，多种环境因素可以帮助或阻碍阅读习得。目标是尽早发现有风险的儿童，提供尽可能最好的干预措施，以提高识字率。
婴儿时期的阅读大脑
近年来，在阅读习得的研究中，最重大的发现之一是，大多数在学校识别和治疗阅读障碍的干预措施都来得太晚了。在过去的十年里，对来自哈佛医学院Nadine Gaab实验室和其他全球实验室的儿童进行的纵向研究表明，那些会出现阅读障碍的儿童，甚至在进入幼儿园之前，他们的大脑就已经是非典型的了。
她说:“我们知道有阅读障碍的人的大脑与对照组不同，但我们不知道这是在正式阅读指导开始之前就形成的，还是在很长一段时间内每天学习阅读失败后形成的。”Gaab说:“我们的工作是第一次MRI成像能够显示大脑的一些特征早于阅读能力发展的开始。”
在CNS会议上发表的一项新研究中，Gaab的团队通过预印本展示了，作为一个群体，3个月大的婴儿拥有一种潜在的基础设施，有助于预测多年后的阅读成功。
作为BOLD(波士顿纵向阅读障碍)研究的一部分，Gaab的团队扫描了140名有阅读障碍家族风险的婴儿的大脑，然后跟踪他们一段时间，研究他们大脑结构和功能的变化。最新数据显示，45名曾经是婴儿的受试者现在已经5或6岁了，这使得研究人员可以将他们的大脑扫描图从婴儿期映射到阅读前的技能。
Gaaab解释说:“我们的婴儿数据表明，婴儿时期的大脑结构支架起到了基础作用。”“语言和阅读可能是一个完善这一已有大脑结构的过程。”
Gaab解释说，用MRI机器研究幼儿的大脑远非简单。当他们还是婴儿时，目标是让参与者在扫描仪中睡觉。因此，她的实验室看起来就像一个精心设计的日托中心——有可调整的摇椅、秋千、婴儿床和其他为配合扫描仪使用而优化的设备。当婴儿在核磁共振成像中安全睡觉时，他们会听到给他们讲的故事，这让研究人员既能捕捉到他们大脑的结构信息，也能捕捉到令人惊讶的功能数据。Gaab说:“我们非常惊讶地发现，当婴儿睡觉时，强大的语言网络被激活。”
当5到6岁的孩子回到实验室时，他们会在游戏中识别单词的发音阅读技巧．随着年龄的增长，孩子们会做越来越多高级的任务，比如在扫描仪上阅读。这项纵向研究为研究人员提供了阅读发展的大局观，而不仅仅是一个快照。
Gaab的实验室下一步的工作是了解多动症和计算障碍(一种数学学习障碍)与阅读障碍同时出现的障碍。他们还想了解儿童成功使用的技术来补偿大脑中的阅读障碍。Gaab说:“我们现在看到，孩子们在阅读体验方面并不是一张白纸。”他们不仅想更好地了解决定因素，还想向政策制定者和公众提供信息。
屏幕上的阅读大脑
在攻读神经生物化学硕士课程期间，霍洛维茨-克劳斯和她的弟弟一起为SAT做准备。她的弟弟虽然在非语言任务方面很聪明，但在阅读方面却很吃力。她说:“观察到我哥哥在执行一项对没有阅读障碍的人来说非常直观的任务时的沮丧，让我设定了一个目标:寻找阅读困难的神经生物学相关因素，并找到提高阅读能力的方法。”“我想，这样的话，困难就可以被客观地诊断出来，甚至在正式获得阅读能力之前，就可以毫无疑问地证明困难是真实存在的。”
15年后，霍洛维茨-克劳斯做到了这一点，并在一项新的研究中，试图了解日常环境如何影响大脑中阅读的神经生物学基础。她说:“尽管阅读障碍是一种遗传障碍，但环境也有影响，它可以减少或增加阅读挑战。”“在阅读前的年龄，大脑是极具可塑性的，因此负面刺激，如暴露在屏幕前，可能会对孩子的结果产生放大效应。”
在一系列研究中，霍洛维茨-克劳斯和他的同事研究了包括屏幕暴露在内的家庭识字环境如何影响3至5岁儿童的大脑回路，特别是执行功能、语言和视觉处理。《美国医学会儿科杂志》(JAMA Pediatrics)最近bob电竞发表的一篇文章称，使用屏幕媒体超出了美国儿科学会(American Academy of Pediatrics)的指导方针，与“学龄前儿童支持语言和紧急读写能力的大脑白质束微观结构完整性较低有关。”
早期使用脑电图的研究发现，学龄前儿童使用屏幕阅读的叙事理解能力低于亲自阅读。他们还发现，与普通读者相比，阅读障碍儿童接触屏幕会激活不同的大脑网络。
霍洛维茨-克劳斯说，研究结果表明，通过屏幕听故事与在培养孩子的过程中共同阅读是不同的大脑．她说:“在参与与未来阅读相关的神经回路时，没有什么可以取代联合讲故事。”
由现代神经成像数据支持的这些研究，使研究人员第一次能够确定需要什么基础设施来能够阅读并跟踪这种基础设施的典型和非典型发展，并开发适当的早期干预措施。
Horowitz-Karus和Gaab都设想转向一种预防阅读障碍的模式。Gaab说:“这种预防模式在医学领域得到了广泛应用，但出于某种原因，我们在教育领域还没有这样做。”她引用胆固醇筛查来帮助确定那些有心脏病风险的人，作为一个模型，可以用于阅读障碍和其他学习障碍。
他们和其他人的研究已经导致了新的教育政策，包括在29个州进行早期阅读障碍筛查，以确定幼儿园有风险的儿童。Gaab说:“我们和其他认知神经科学家希望继续为这种模式的转变做出贡献。”
