正如眼動研究所揭示的結果,熟練閱讀者可以非常快速地閱讀書麵文本(Rayner,1998)。熟練閱讀者注視一個單詞的平均時間為200~250 ms(Dimigen et al.,2011)。這一段很短的時間代表著一個單詞最核心的信息得到加工,且眼睛已開始移到下一個單詞的最長時間。這種高速的閱讀需要大腦快速的活動,從而保證閱讀者能夠識別單詞。

使用ERP技術進行研究發現,N1成分對文字很敏感。通常,與視覺特征匹配的控製刺激如符號串(symbol string)相比,視覺詞匯引起的N1要更大(Bentin et al.,1999;Maurer et al.,2005b)。在這些ERP研究中,研究者請被試注視文字及符號串等刺激,在看到前後呈現的兩個刺激是一樣的時就按鍵做出反應。在這種任務條件下,視覺詞匯誘發的N1比符號串誘發的N1更大(Brem et al.,2005;Maurer et al.,2005a;Maurer et al.,2005b;Brem et al.,2006;Eberhard-Moscicka et al.,2014)。在成人被試中,這類刺激所誘發的N1成分發生在枕顳部電極,在刺激呈現後的130~230 ms出現,並在150~180 ms時達到高峰(Maurer et al.,2005b;Maurer et al.,2008b;Eberhard-Moscicka et al.,submitted)。在一些研究中,N1成分也被稱為N170,因為N1成分的波幅在刺激呈現後的170 ms達到最高。但是,這種形式的命名在發展研究中是有問題的。一項研究選取了101名一年級末期(7.5歲)的兒童,測查了兒童在重複探測任務中的文字粗略調製效應及詞匯效應。研究發現,由於成熟的影響,兒童N1峰值的潛伏期是比較長的(圖2-1)。N1 的地形圖分布不僅包括枕顳部電極所表現出的負波,還包括前部中線電極所表現出的相應的正波(Maurer et al.,2005b)。N1對文字(與符號串相比)的敏感性主要反映了對文字的粗略調製(Maurer et al.,2005b),正如當偽詞與符號相比也能觀察到同樣的N1敏感性一樣。同樣,真詞與偽詞所誘發的N1的差異是很小的。而且在內隱閱讀任務中,真詞與偽詞的N1差異是非常不穩定的。進一步說,如果視覺控製刺激與真詞的匹配程度非常接近,如用線條或者筆畫組成字母或漢字,那麽真詞與偽詞的N1差異就變得很小了(Schendan et al.,1998;Xue et al.,2008)。最近一項研究采用與文字匹配很好的非字符號(false-font)作為控製條件,發現在N1成分的早期就可以探測到非常強的文字調製效應(文字大於非字符號),而在N1成分的後期,非字符號的反應要強於文字(Eberhard-Moscicka et al.,submitted)。與成人不同的是,兒童的文字調製效應非常清晰,看起來並不那麽依賴於視覺控製條件的選擇(圖2-1)。

來自跨文化的不同文字係統的研究表明,文字N1與控製刺激N1之間的差異反映的是閱讀經驗帶來的影響,而不僅僅是不同刺激的屬性所導致的。正是如此,與偽字/詞相比,中英雙語被試對於熟悉的英文詞和漢字表現出更強的N1,而英語單語被試隻對英文表現出更強的N1,而不熟悉的漢字及偽詞刺激的N1則減弱(Wong et al.,2005)。類似地,與母語為英語的單語被試相比,日語—英語的雙語被試對於熟悉的日文字母和日文漢字表現出更強的左側化N1(Maurer et al.,2008b)。這些結果可以用物體及麵孔加工領域發展出的視覺專家化的理論框架來解釋。

圖2-1 兒童在重複探測任務中的文字粗略調製效應及詞匯效應

研究也表明,N1成分對麵孔及熟悉的物體也有類似的敏感性。與打亂的麵孔刺激相比,真實麵孔的N1更強(Bentin et al.,1996)。與此類似,研究鳥類的專家在注視鳥類及狗類的圖片刺激時,鳥類圖片引發的N1會大於狗類圖片引發的N1,而研究狗的專家則表現出相反的模式(Tanaka & Curran,2001)。這些效應都被解釋為視覺專家化效應,即通過學習,視覺係統會與特定的視覺信息協調起來(Tanaka & Curran,2001)。在這個意義上說,閱讀可以看成兒童在學習閱讀過程中獲得的視覺專家化的一種形式(McCandliss et al.,2003)。

但很重要的一點是,對麵孔和物體的典型N1反應是右側化的,而對於視覺文字的N1反應通常是左側化的(Rossion et al.,2003;Maurer et al.,2008a)。研究者提出兩種假設來解釋閱讀早期視覺加工的左側化現象。根據語音匹配假設(phonological mapping hypothesis),視覺詞匯加工的左側化是由在學習過程中來自高水平的、左側化的、參與語音加工的語言區的自上而下的影響來驅動的(Maurer & McCandliss,2007)。另外一種假設認為,偏側化的差異可能是對應於文字與麵孔刺激視覺屬性上表現出的差異(Mercure et al.,2008;Hsiao & Lam,2013)。文字包含大量的高空間頻率的視覺信息,這些信息可能偏向於在大腦的左半球得到加工。相反,麵孔包含了一些可能偏向於在右半球加工的低空間分辨率信息。目前,視覺詞匯N1左側化的原因仍然是不清楚的,對這一問題的回答可能會與上文提到的正字法加工的模型有關。

由於腦電圖技術低空間分辨率的局限,我們還很難知道文字N1敏感性的確切腦定位,但是已有一些證據表明N1成分與VWFA的激活存在著對應關係。這樣的結果也得到了MEG研究的證實。腦磁圖研究具有像腦電研究一樣的高時間分辨率,同時由於其減少了信號遠距離源的扭曲,就允許有更可靠的腦定位估計(Banaschewski & Brandeis,2007; Babiloni et al.,2009)。研究已表明,在200ms內對文字粗略調製的 MEG 源同樣位於枕顳區的下部(Tarkiainen et al.,1999)。另外一些證據來自於安放顱內電極的神經生理學研究。正常人類被試的腦電隻能在頭皮表麵得到記錄,但在患有不能矯治的癲癇病人手術前(這種情況很少有),是可以從其顱內皮層記錄到腦電活動的。在這樣的病人身上,文字敏感性的神經激活發生在大約200ms時的腹側枕顳皮層(Allison et al.,1994)。另外一些來自於腦電數據的溯源分析以及腦電與功能成像聯合研究的數據也發現了一致的證據。這些研究中對事件相關電位的源估計發現,N1的源位於大腦後部及枕顳區下部(Maurer et al.,2005b;Brem et al.,2006;Brem et al.,2009),這一區域與相同被試fMRI 的激活位置是對應的(Brem et al.,2006;Brem et al.,2009)。