閱讀——你在陶醉，大腦在「受罪」

作者 本·托馬斯（Ben Thomas）

翻譯 李敏

審校 沈添懌

沉醉於一本好書，這種感覺何其美好。書中的人物和情緒描寫得很逼真，有時候就像日常生活在重演。而當我們沉醉於閱讀時，大腦作何反應呢？閱讀時的感受和現實生活中親身經歷時的感受有怎樣的不同？或者說這真的有很大的區別嗎？

近日，由卡內基梅隆大學機器學習系的萊拉·韋貝（Leila Wehbe）和湯姆·米切爾（Tom Mitchell）所帶領的團隊發表了一篇論文，該論文對以上問題做出了一定的回答。根據這一數據，研究者在機器學習演算法的輔助下，對於人們如何閱讀文學有了新的認識。

新的方法

由於閱讀理解是一個超級複雜的過程，早期研究試圖分解該過程，單獨研究過程中的每個方面，比如只記錄與處理一個字或一個句子有關的功能磁共振成像的符號。韋貝解釋道：「這類似於用一種受限制的方式研究閱讀，通常來說跟閱讀一本書的方式並不一樣，而且進行實驗的閱讀材料只包括專用於實驗的、脫離語境的句子。」

儘管這些實驗有助於我們對閱讀理解過程的某些方面有更深的了解，但無法幫助我們弄清楚閱讀理解的整個過程。

然而最新研究採用了完全不一樣的方法。當實驗志願者正閱讀一本情節精彩的小說時，研究者對其大腦進行掃描，之後又將其大腦的反應過程分離成幾個組成部分。結果表明，大腦對書面字詞、語法及故事情節的反應過程是世界上最複雜的一體化模式。

圖片來源：Scholastic/J.K. Rowling via Wikimedia

分析預測

首先研究者將八人一組的實驗志願者召集在一起，讓他們閱讀《哈利波特與魔法石》的第九章，閱讀45分鐘，在此期間，研究者通過功能磁共振成像掃描儀對其腦部活動進行記錄。

研究的第二階段，研究者將所記錄的功能磁共振成像數據輸入到已編製的電腦程序。並且研究者還設定了運演算法則以檢測出實驗志願者在閱讀某個字詞、某個語法結構、某角色的名字以及故事的其他方面時相應的大腦活動。共有195個不同的「故事情節」。

僅根據實驗志願者的大腦活動，研究者就可以通過電腦程序推測實驗者正在閱讀那一章的哪一部分。如要推測，電腦程序會將輸入的大腦活動信息與每一個不同的故事情節聯繫起來。如國研究者運用已推導出的195個故事特點，電腦程序就可以預測出實驗志願者正在閱讀哪兩段，且準確度達74%，明顯高於純粹隨機預測的概率。

最後，研究者在每一個腦區重複進行實驗，預測不同腦區對每一個不同的故事特點做出的反應，以發現故事特點與不同腦區活動之間的聯繫，進而明確哪一個腦區處理哪一類信息。儘管從某種程度看來結果與預測一致，該結果還是非常令人驚訝。

主要觀點

正如研究者所期望的那樣，大腦首先通過視皮質（視皮質是負責處理視覺信息的大腦區域）處理單個的字詞，之後再經過更高級的大腦區域進行信息處理，比如左額下回，雙邊角腦回，左中央前回以及內側額葉皮質。不過這只是整個過程的一部分而已。

當實驗志願者閱讀到故事中的肢體動作描寫時，該描寫語言會調節後顳葉皮層、角腦回以及與解讀外界活動有關的區域的大腦活動。同時，各種故事角色會影響腦部後上區所進行的活動。

圖片來源：Carnegie Mellon University Marchine Learning Department

對話尤其與大腦的顳頂聯合區相關，該大腦區是與想像他人思想與目的有關的主要區域。韋貝說，「其中一些區域甚至並不被歸為腦部語言系統的一部分，其實日常生活交際就會運用該區域，現在看來讀者也運用此區域再現故事中不同人物的想法。」如今《公共科學圖書館雜誌》（PLOS ONE ）也刊載了該研究結果。這似乎證明存在研究者所謂的「角色觀點解讀系統」——即指大腦中的某個能使讀者深入理解故事情節的大腦區域群。

如果以上假設成立，我們不僅可以研究出更精密的語言處理神經模式，而且還可以更清晰地知道讀者理解出錯的前因後果。

而這正是韋貝與米切爾下一步的研究對象：語言處理過程中出錯的各種不同原因。韋貝表示：「如果有大量數據，我們就可以獨立分析與眾不同的大腦反應方式，比如誦讀困難者的語言處理方式。」

研究者希望將來這樣的診斷工具能有助於我們研究出專治誦讀困難症以及閱讀紊亂症的神經治療法。如果這些治療方法有效，將來會有更多人愛上閱讀。

原文鏈接：

http://blogs.scientificamerican.com/mind-guest-blog/2014/11/26/how-our-brains-process-books/