早期閱讀障礙神經機製的研究主要從腦區定位的思想出發，去尋找閱讀障礙功能或結構表現出異常的腦區。但是，研究者逐漸意識到閱讀是一個很複雜的過程，從解碼視覺文字到獲得語音，再到通達語義，這個過程需要多個腦區的協同工作。因此，近年來腦區定位的思想逐漸被連接主義的思想所取代，閱讀障礙的腦功能連接成為研究熱點。同時，多種腦功能與腦結構成像技術的運用，為研究結論之間相互印證、相互補充提供了可能，也為研究者探討閱讀障礙的腦功能異常與結構異常的關係提供了便利。下麵我們將主要從這兩個角度，梳理拚音文字和漢語閱讀障礙的神經機製的相關研究。
拚音文字閱讀障礙的神經機製
在拚音文字中，閱讀障礙的認知缺陷主要表現在語音損傷（phonological deficit），即語音意識（phonology awareness）、詞匯短時記憶（phonetic receding in working memory）和詞匯提取能力（phonological receding in lexical access）的薄弱（Wagner & Torgesen，1987）。具體來看，個體需要將單詞分解為獨立的語音成分，然後把形素（grapheme）與對應的音素（phoneme）進行匹配，通過這種音—形對應規則（phoneme-grapheme mapping），形成語音和正字法之間的聯結，進而學會閱讀。若語音加工能力受損，無法獲得音—形對應規則，因而無法獲得閱讀。因此，語音加工能力在閱讀能力的獲得過程中起到了至關重要的作用。除此之外，研究者還發現閱讀障礙會表現出更為一般性的感知覺損傷，如聽知覺、視覺運動整合，這一理論被稱為巨細胞理論（general magnocellular theory）（Galaburda& Livingstone，1993；Stein，2001）。但是近年來的研究發現，感知運動的缺陷僅是閱讀障礙的一小部分，拚音文字閱讀障礙更多還是表現出語音的缺陷（Ramus，2003）。
拚音文字閱讀障礙的認知缺陷有沒有相應的神經基礎呢？拚音文字對這個問題的研究起步較早，已經積累了較為豐富、係統的研究成果，並在此基礎上形成了一些總結性的研究，如元分析等。
拚音文字閱讀障礙的腦功能研究
拚音文字閱讀障礙的腦成像研究開始於20世紀末。施威茨等人（Shaywitz et al.，1998）利用fMRI成像技術，對閱讀障礙開展了一項較為係統的研究。實驗設計了四個任務，即字母大小寫判斷（bbBb與bbBb在大小寫模式上是否匹配）、單個字母押韻判斷（T和V是否押韻）、非詞押韻判斷（leat和jete是否押韻）和語義範疇判斷（CORN和RICE是否同類），這些任務對語音的要求逐步增強。首先，研究發現，在行為任務上，障礙組成人在非詞押韻判斷任務上顯著差於年齡控製組，而這個任務需要語音解碼能力的參與；其次，在大腦的神經活動上，障礙組成人在大腦後部，包括威爾尼克區（Wernicke’s area）、角回（angular gyrus）等腦區，沒有表現出隨著實驗任務對語音解碼要求的增加而激活增強的現象。相反，即便是在很簡單的語音任務中，閱讀障礙在大腦前部，包含額下回（inferior frontal gyrus）等腦區，表現出過度激活（Shaywitz et al.，1998）。
值得注意的是，成人閱讀障礙中表現出的這種大腦異常模式是否同樣出現在兒童閱讀障礙中。施威茨等人（Shaywitz et al.，2002）利用與成人實驗同樣的範式，在一組閱讀障礙兒童中探討了這個問題。在行為反應上，障礙兒童在涉及語音分析的任務上都表現出顯著的損傷。在大腦激活模式上，障礙兒童在包含額下（inferior frontal area）、顳下（inferior temporal area）、顳頂區（temporo-parietal cortex）、顳中（middle temporal area）、枕中回（middle occipital gyrus）的左側半球和包含額下、顳下和扣帶（cingulate）等的右側半球的激活程度顯著低於年齡控製組。這與之前成人研究中發現閱讀障礙在大腦左後部的功能異常是一致的。這表明了大腦左側後部腦區的異常同時存在於閱讀障礙兒童和成人，而無法歸因於閱讀水平和經驗的差異。而大腦前部的活動模式，兒童與成人的結果並不完全一致：成人表現出過度激活，兒童表現出激活的減弱。然而，將障礙兒童的年齡作為變量，考察年齡與大腦激活程度的關係發現：隨著年齡的增加，障礙兒童的雙側額葉的激活增強，也就是說，雖然障礙兒童與控製組相比額下回的激活減弱，但是在障礙群體內，隨著年齡的增加，大腦前側的激活增強，這表明障礙兒童可能通過額下回的過度激活來補償後部腦區的缺陷。而且在麵對更困難的任務時，障礙兒童無法像正常兒童一樣依賴左側額葉加工任務，反而通過對側腦區激活增強作為輔助，彌補左側功能的不足（Shaywitz et al.，2002）。這樣來看，這與成人實驗中大腦激活的模式是基本一致的。
以往研究往往將閱讀障礙組與年齡控製組進行比較，這樣比較的優勢在於，與生理年齡相同的正常組比較可以發現與正常發展人群的異常，但是，這導致了另一個問題：閱讀水平不匹配。由於處於相同的年齡，正常年齡控製組的閱讀水平或者在掃描任務中的表現是顯著優於障礙組的，那麽大腦激活的異常是由於閱讀障礙特異的損傷還是由於閱讀水平的差異呢？為了解決這個問題，研究者新引入了閱讀水平匹配但是年齡稍小的控製組。赫夫特等人（Hoeft et al.，2006）的研究中有三組兒童：閱讀障礙組、年齡控製組和閱讀水平控製組，來完成語音押韻判斷任務。結果表明，障礙組兒童與任一控製組相比，左側的顳頂區以及包含右側顳頂的幾個腦區表現出激活的減弱。這一研究表明，閱讀障礙在顳頂腦區的激活異常並不是由於閱讀水平偏低，而是由於閱讀障礙特有的缺陷（Hoeft et al.，2006）。
總結上述研究，我們可以對拚音文字閱讀障礙的神經機製有一個基本的了解：在拚音文字的研究中，閱讀障礙者在大腦左側背側顳頂區（dorsal temporo-parietal cortex）和腹側顳枕區（ventral occipito-temporal cortex）的激活減弱。背側顳頂腦區負責形—音的對應，與語音加工有關，所以背側通路的激活減弱被看作語音加工能力的損傷，而腹側顳枕腦區負責對熟悉視覺詞匯的快速加工，與視覺正字法的加工有關（Richlan，Kronbichler，& Wimmer，2009；Tan，Laird，Li，& Fox，2005），兩條通路的激活減弱反映了閱讀障礙在語音和正字法加工神經環路上出現損傷。此外，閱讀障礙者在額下回和與左側半球較低激活腦區對應的右側腦區表現出的過度激活，實際上是對大腦後部腦區激活不足的補償（Richlan et al.，2009；Shaywitz & Shaywitz，2005）。其中，額下回靠近嘴部活動的腦區與形—音整合以及語音加工中的默讀複述有關（Tan Laird et al.，2005），幫助閱讀障礙者通過嘴唇、舌部等默讀複述來培養語音結構意識（Shaywitz et al.，2002）。也有研究發現額下回激活的減弱，表明閱讀障礙對詞匯和亞詞匯語音輸出表征的損傷（Richlan et al.，2009）。
值得注意的是，障礙成人與兒童的異常模式雖然有普遍性，但是也有與年齡相關的差異：大腦前部激活情況的不一致，閱讀發展由早期依賴語音加工的顳頂腦區到成人期依賴視覺正字法加工的枕顳腦區的轉變等。相關研究員對九項兒童（9～11歲）和九項成人（18～30歲）閱讀障礙的腦功能成像研究進行元分析，的確發現了成人與兒童閱讀障礙的差異：首先，枕顳腦區異常在成人障礙中表現得更為明顯，如兒童僅在梭狀回（fusiform gyrus）表現出異常，成人卻在梭狀回中後部和顳下均有明顯的功能異常；其次，在顳頂腦區，成人在顳上回（superior temporal gyrus）表現出顯著的激活減弱，兒童卻沒有發現顳頂腦區相應的激活減弱；最後，成人在一些腦區表現出過度激活，兒童研究中卻鮮有發現腦區的過度激活，這一現象有可能是由於隨著年齡的增加，閱讀障礙更善於利用補償機製（Richlan，Kronbichler，& Wimmer，2011）。因此，雖然閱讀障礙都表現出腹側枕顳、背側顳頂和前部腦區的異常，但是其激活程度與模式在不同年齡群體中卻不完全一致。
拚音文字閱讀障礙的腦結構研究
腦解剖結構是功能的基礎，那麽，障礙人群腦功能的異常是否由解剖結構的異常所致？結構磁共振成像的研究，即基於體素的形態學研究（voxel based morphometry，VBM），對這個問題進行了探討。對拚音文字閱讀障礙大腦解剖結構的VBM研究較為一致地發現，在額下回、顳上和顳頂腦區以及小腦（cerebellum），灰質體積發生了改變，這些腦區在腦功能成像的研究中也表現出功能異常（Eckert，2004）。此外，研究者還發現顳頂腦區（Hoeft et al.，2007）、雙側梭狀回和右側緣上回（supramarginal gyrus）（Kronbichler et al.，2008）、小腦（Eckert et al.，2005；Kronbichler et al.，2008）、舌回（lingual gyrus）（Eckert et al.，2005）、顳中回（middle temporal gyrus）和顳下回（inferior temporal gyrus）（Silani et al.，2005）灰質體積的減少。最近對134名閱讀障礙成人的9項拚音文字研究結果進行的VBM元分析顯示，閱讀障礙群體在右側顳上回和左側顳上溝（superior temporal sulcus），灰質體積出現顯著的減少（Richlan，Kronbichler，& Wimmer，2013），fMRI的研究中也發現閱讀障礙在顳上溝的激活程度較低（Blau et al.，2010）。顳上溝也就是我們常說的威爾尼克區，負責聽覺語音理解，是加工和表征語音信息的重要腦區，也有研究發現顳上溝負責視覺和聽覺刺激的整合（Blau et al.，2010；Blau，van Atteveldt，Ekkebus，Goebel，& Blomert，2009）。但是，很少有功能研究發現右側顳上回的激活差異。
VBM的研究僅從體積或密度的角度來研究大腦結構的變化，但是，大腦體積其實是由大腦表麵積和皮層厚度共同決定的，兩者具有不同的生理機製和神經元意義（Panizzon et al.，2009）。具體來說，大腦皮層的神經元會在個體發育時分化為垂直於大腦皮層的不同柱狀結構，在發展過程中同一個柱狀結構會發生遷移。大腦表麵積受到柱狀結構個數的影響，而厚度則受到每個柱狀結構中細胞數目的影響。在胎兒皮層成熟過程中主要表現為表麵積而非皮層厚度的增長。尤其在胎兒晚期，由於大腦卷曲和褶皺的增加，大腦體積以及表麵積與體積的比例會出現飛速增長（Kapellou et al.，2006）。表麵積更多地受到遺傳因素的影響，而皮層厚度對發展的影響很敏感。研究發現，在童年時期皮層厚度會快速增加，到青年時期神經元開始修剪，皮層變薄，最後到成年時達到穩定。厚度的不斷變化反映了皮層的發展和皮層連接的修剪（Shaw et al.，2008）。此外，皮層厚度對後天疾病的影響（Im et al.，2008）以及認知能力的發展（Sowell et al.，2004）很敏感。總的來看，大腦表麵積和皮層厚度都是受到遺傳因素影響的，但是表麵積受到遺傳的影響更大，更多地受到出生前因素的影響，而皮層厚度會受到年齡、疾病的影響，在整個生命進程中不斷變化。對拚音文字閱讀障礙成人大腦表麵積和皮層厚度的已有研究發現，障礙組和控製組的皮層厚度和表麵積的結果出現分離，且較多地表現出表麵積的差異。閱讀障礙組全腦表麵積顯著大於正常組，額下回與梭狀回皮層表麵積與語音能力表現出相關關係。在厚度方麵，隻有右側緣上回的皮層厚度閱讀障礙大於正常人，而且沒有表現出與行為指標的相關（Frye et al.，2011）。阿塔瑞厲等人（Altarelli et al.，2013）通過功能定位的方式，將分別對麵孔、房子、文字等激活的枕葉腦區作為感興趣腦區（region of interest，ROI），研究障礙兒童與正常兒童在大腦皮層厚度之間的差異，結果表明閱讀障礙兒童表現出性別的主效應，而且這種主效應是由障礙群體中女孩的皮層厚度太薄導致的。研究者對具有閱讀困難高家族風險的父母和學齡前兒童進行研究，發現母親的閱讀困難程度與兒童左側頂下小葉的皮層表麵積表現出負相關，而厚度沒有表現出顯著差異（Black et al.，2012）。雖無明顯的定論，但是大腦皮層厚度和表麵積的確表現出分離。對這兩個結構指標的分別研究，可能會為閱讀障礙的生理機製提供新的解釋。
拚音文字閱讀障礙的腦功能連接研究
早在19世紀，對腦損傷失讀症患者的研究就發現其特定腦區連接的異常，比如角回與其他腦區的連接減弱。那麽發展性閱讀障礙是否也會表現出腦區間連接的缺失或者異常呢？發展性閱讀障礙是否可以被視為一種失連接障礙呢？
對閱讀障礙功能連接的探索最早來自於一項正電子發射斷層掃描的研究，霍維茨等人（Horwitz et al.，1998）選取角回作為種子點，計算其與大腦的其他腦區功能激活的相關，研究發現：與正常成人控製組相比，障礙組成人角回與大腦後部視覺區（梭狀回和舌回）、威爾尼克區、額下回等腦區在單字閱讀任務中表現出功能連接異常，具體表現為正常組的角回均與上述腦區有顯著的正相關，但閱讀障礙者沒有表現出這樣的相關（Horwitz，Rumsey，& Donohue，1998）。皮尤等人（Pugh et al.，2000）利用fMRI技術，以角回為感興趣區域，在一係列對語音需求不斷增加的任務中（與Shaywitz等人於1998使用的實驗範式一致）進行功能連接分析，來考察角回的功能連接異常是語音特異的還是一般性的。結果發現，在所有任務中控製組大腦左側的枕顳區和角回都存在顯著的功能連接，然而障礙組枕顳腦區和角回的功能連接卻缺失和減弱，尤其在需要語音加工的非詞押韻任務中。此外，在需要正字法視覺加工的字母大小寫判斷任務中，障礙組與控製組的功能連接並無差異，這表明障礙群體並沒有表現出廣泛性的損傷，而是特異的語音損傷（Pugh et al.，2000）。當然，除了以角回為種子點的研究，還有選取其他腦區為種子點的研究，比如，有的研究選取顳枕腦區，發現與正常控製組相比，障礙群體缺乏與左側額頂語言經典腦區的連接（Shaywitz et al.，2003；van der Mark et al.，2011）。
上述的研究利用腦區間相關的方式，探討了腦區間功能連接的問題，但是大腦的信息傳遞其實是有方向的，可以通過建立模型的方式推斷腦區之間功能連接的方向。有研究者發現，在押韻任務中閱讀障礙兒童與年齡控製組相比，在左側梭狀回→左側頂下小葉（inferior parietal lobule）的功能連接表現出顯著的減弱，說明障礙兒童正字法和語音加工通路的損傷（Cao，Bitan，& Booth，2008）。誇利諾等人（Quaglino et al.，2008）選取了緣上回、梭狀回和額下回三個腦區，在閱讀障礙組、年齡匹配控製組和閱讀水平匹配組兒童中進行了結構方程模型路徑分析。研究主要關注以下兩個自下而上路徑的連接情況：梭狀回到額下回，緣上回到額下回。結果發現三組群體表現出不同的連接模式：障礙組兒童與其他兩個正常組相比，沒有在緣上回到額下回這個通路表現出因果連接；相反，在障礙組兒童與閱讀水平匹配組發現梭狀回到額下回顯著的功能連接，連接強度大於年齡控製組。鑒於背側緣上回語音加工的作用，緣上回到額下回通路的組間差異表明了障礙兒童受損的語音能力導致了此通路連接的缺失。腹側梭狀回到額下回的通路反映了詞匯語義的加工過程，其在三組兒童中表現出的不同的連接模式說明，隨著閱讀水平的增加，對該通路的依賴減弱。簡單來說，障礙兒童無法使用語音加工通路，反而更加依賴詞匯語義的加工通路（Quaglino et al.，2008）。但是上述研究都隻考察了在語音任務中的功能連接，那麽閱讀障礙在語義任務中是否會表現出腦區功能連接的損傷呢？我們利用視覺與聽覺通道的語義相關判斷任務，探討閱讀障礙在語義加工中的功能連接情況。研究選取語義加工腦區顳中回、額葉調控腦區額下回、視覺輸入腦區梭狀回和聽覺輸入腦區顳上回作為感興趣區域。結果發現：與障礙組兒童相比，控製組僅在視覺語義相關條件下，由梭狀回到顳中回自下而上的連接中表現出更強的連接。這表明閱讀障礙的確存在視覺通道語義加工的缺陷，且表現為自下而上的腦區間功能連接的損傷（Liu et al.，2010）。
總結以上功能連接的研究，我們會發現這些研究往往通過選取感興趣腦區，再考察該腦區與其餘腦區的活動耦合。這些對腦區間功能連接的研究往往局限於有限的腦區，經常是局限於經典的閱讀腦區所形成的網絡，即便在研究中選取多個感興趣區，我們仍舊無法獲得全腦的連接情況。然而隨著圖論（graph theory）在大腦網絡連接中的廣泛應用，從全腦角度探討腦區之間的複雜連接情況得以實現。簡單來講，圖論的方法通過將大腦每個腦區當作網絡中的點（node），將腦區間的相關當作網絡中的邊（edge）來考察網絡的屬性，包含全局性屬性以及局域性屬性。就全局性屬性來看，通過分析我們可以知道網絡連接的結構，如小世界屬性（small-world network）。小世界網絡廣泛地存在於複雜網絡當中，具有全局分離性和局域群集性屬性。通過局域性屬性，我們可以知道在網絡連接中起著重要作用的腦區（hub）等。 費恩等人（Finn et al.，2013）利用圖論的方法，分別對成人和兒童閱讀障礙組與正常年齡控製組的數據進行網絡分析，結果發現正常成人組視覺詞形區（visual word form area，VWFA）與雙側紋狀體外皮層（extrastriate cortices）等視覺通路之間的連接要顯著強於障礙組；此外，正常組的視覺皮層與左側額下回和內側前額皮層（medial prefrontal cortex）表現出較強的功能連接，表明他們能更好地控製視覺通路的活動從而使其集中注意在視覺文字上。障礙組還表現出默認網絡連接的異常：正常組的後扣帶皮層（posterior cingulate cortex）與視覺腦區表現出較好的同步性；而障礙組卻發現後扣帶皮層與默認網絡（default mode network）中其他腦區連接的同步性，而非視覺腦區。後扣帶作為腦網絡中的重要節點，在控製組，它與視覺腦區穩定的功能連接表明了在閱讀時能夠對視覺信息進行整合和認知控製，而障礙組缺乏這樣的整合活動。本研究還發現障礙組右側化連接以及左側前部額下回腦區連接的增強，分別表現為右側視覺皮層與右側額下回、右側角回、右側梭狀回連接的增強以及左側額下回與其他腦區連接的增強，右側和前部連接的增強均反映了閱讀障礙的補償機製。另外，不同年齡組的表現也有不同。一方麵，在上述提到的側化方麵，障礙組兒童與控製組兒童相比，表現出右側腦區與其他腦區功能連接的增強，然而隨著年齡的增長，這種側化差異在成人組中變小，即障礙組在成長的過程中左側連接不斷增多。另一方麵，與VWFA的功能連接也表現出隨著年齡和水平的共變現象：在正常組中，與VWFA的功能連接隨著年齡的增長而增強；兒童障礙組與正常組相比，VWFA的連接並沒有明顯的差異，而成人障礙組與正常組相比卻表現出很大的差異（Finn et al.，2013）。
拚音文字閱讀障礙的腦結構連接研究
大腦結構連接是功能連接的基礎，它能夠塑造並約束功能連接。因此，拚音文字閱讀障礙功能連接的異常是否是由大腦結構連接異常所致的呢？考慮到白質纖維束在大腦中協調與連接不同的腦區，所以利用彌散張量成像（DTI）手段，可以研究閱讀障礙腦區之間的結構連接是否出現改變。以往研究發現，表現出差異的白質纖維束主要包括上縱束（superior longitudinal fasciculus）和下縱束（inferior longitudinal fasciculus）。上縱束將顳枕、顳頂和前額腦區聯係起來，它由兩部分組成，一個是將顳頂腦區（威爾尼克區）和前額葉腦區（布洛卡區）連接起來的弓狀束（arcuate fasciculus），是語言網絡的核心結構（Hoeft et al.，2011；Yeatman，Dougherty，Ben-Shachar，& Wandell，2012），另一部分是額頂腦區的上縱束（Frye et al.，2011；Saygin et al.，2013）。下縱束將枕葉（視覺詞形區）和顳葉連接起來，參與視覺詞形的加工過程。這些白質纖維束與語言相關的行為指標也表現出相關關係（Steinbrink et al.，2008；Yeatman et al.，2012）。
圖論方法也應用到大腦結構網絡的研究中。有研究者利用大腦皮層厚度和表麵積分別構建網絡，來探討高閱讀障礙家族風險的學齡前兒童與年齡控製組兒童的結構網絡差異（Hosseini et.al.，2013）。結果發現：從全局性指標來看，高風險障礙兒童與控製組相比並沒有表現出網絡全局性的損傷；從局域性指標來看，高風險障礙兒童的大腦網絡中經典閱讀腦區的作用顯著減弱。有趣的是，局域性變異僅存在於大腦的表麵積網絡而非皮層厚度網絡（Hosseini et al.，2013）。由此看來，雖然高風險兒童沒有表現出全局性的損傷，但是表現出顯著的局域性的缺陷，尤其是在表麵積網絡。我們在之前提到，皮層厚度和表麵積在大腦發育過程中是分離的，具體表現為皮層厚度更多地與後天發展有關，而表麵積則更多地受到了先天因素的影響。因此，表麵積維度表現出的變異很有可能表明閱讀障礙是一種神經遺傳性障礙。上述來自大腦連接的研究都表明閱讀障礙群體不僅腦區的功能連接發生改變，白質纖維束的結構連接也發生了改變，閱讀障礙群體表現為一種失連接障礙（Catani & Ffytche，2005）。
小結：功能與結構的關係
通過對以上拚音文字閱讀障礙腦功能和結構研究的總結，我們會發現研究結果在很大程度上的一致性：功能異常的腦區往往也表現出解剖結構的異常。赫夫特等人（Hoeft et al.，2007）對閱讀障礙組（7～16歲）、年齡控製組以及閱讀水平匹配的控製組同時進行了視覺詞語押韻判斷任務和結構VBM的研究，直接表明了閱讀障礙腦功能和結構之間的緊密關係。研究發現，障礙兒童與任一控製組相比，在左側顳頂表現出激活的顯著減弱，這一腦活動的異常並不是由於閱讀水平較低，而是特異於閱讀障礙的損傷。而障礙兒童表現出在前額的過度激活是後天補償所致的，與閱讀水平相關而非閱讀障礙特有的缺陷。因此，基於功能的發現，結構的變異應當存在於左側的顳頂區，而非過度激活的額葉腦區。研究利用VBM考察了功能激活差異的腦區（頂下小葉、梭狀回、舌回、額下回等）的體積，結果表明障礙兒童與任一控製組相比，均在左側頂下小葉表現出灰質體積的顯著減少，而額葉沒有發現解剖結構的改變（Hoeft et al.，2007）。這項研究表明，結構異常的腦區往往會表現出功能異常，而功能異常不一定會表現為結構的異常。結構成像和功能成像的研究相結合有助於揭示哪些腦區的異常是閱讀障礙的本質缺陷，哪些異常是閱讀障礙的補償機製。
總而言之，在拚音文字閱讀障礙中，左腦背側顳頂腦區表現出功能活動、功能連接和解剖結構的異常，被認為是閱讀障礙本質的損傷。左腦腹側枕顳腦區也表現出功能激活和連接的減弱以及解剖結構的變異，但這一變異經常受到年齡變化的影響。左側額下回以及與左側異常腦區對應的右側腦區的功能活動和功能連接的異常，經常被認為是閱讀障礙的補償機製。
漢語閱讀障礙的神經機製
漢字是一種表意圖形文字。漢字中並沒有固定的音—形對應規則，字形對應的是音節，通過字形特征更容易獲得漢字的語義信息而非語音信息。因此，語音加工能力的高低對漢語閱讀障礙的影響或許是有限的。所以，僅通過拚音文字主要依賴的正字法—語音的通路不足以完成對漢字的加工，在漢字加工中還應涉及正字法—語義的通路（Perfetti，Liu，& Tan，2005）。由於漢字具有以上特點，相關研究發現漢語閱讀障礙並不僅僅表現出與拚音文字類似的語音加工的異常，還表現出語素意識（morphological awareness）、正字法—語義通路等多種認知加工能力的缺陷（Ho，Chan，Tsang，& Lee，2002；Shu，C.，Wu，& Liu，2006），因此，研究者認為漢語閱讀障礙可能存在多種認知缺陷，這與拚音文字中閱讀障礙主要表現為語音缺陷是不同的。近年來，不斷有研究證實漢語閱讀障礙的多重認知損傷（Liu，Tao et al.，2013；Siok，Spinks，Jin，& Tan，2009；Tan，Spinks，Eden，Perfetti，& Siok，2005）。這些差異在某種程度上導致拚音文字的發現無法直接推廣到漢語認知加工和漢語閱讀障礙，這也表明了我們進行漢語研究的特殊性和必要性。前一部分，我們已經介紹了拚音文字閱讀障礙的神經機製的相關發現，那漢語閱讀障礙的神經機製是什麽？與拚音文字的閱讀障礙相比會表現出與文化無關的普遍性損傷，還是特異於漢語閱讀加工的損傷？
漢語閱讀障礙的腦功能異常
上麵我們提到漢語的加工可能需要正字法、語音和語義三者的相互通達，不同於拚音文字對正字法與語音通路的倚重。那麽閱讀障礙在加工語音任務和語義任務時，與拚音文字（如英語）障礙群體的大腦活動模式有何區別呢？為了解決這一問題，蕭等人（Siok et al.，2004）在《自然》（Nature）雜誌發表的研究中發現，中文障礙組兒童與控製組相比，左側額中回在同音字判斷任務中激活顯著減弱，這個結果不同於拚音文字在左側顳頂區的激活異常。此外，障礙組還在額下回激活顯著增強，這與拚音文字的發現是一致的。在不同的文字閱讀中，語音加工的神經機製表現出文化的差異性。那麽，漢語閱讀加工中語義通達的神經機製是否也會表現出文化的差異性呢？因此，研究者引入了通過真假字判斷來探討正字法—語義加工的任務。結果表明，障礙組與正常組相比，在雙側額中回、雙側額下回和左側梭狀回表現出激活的減弱，而在右側枕下表現出激活的增強。漢語閱讀中語音和語義任務均發現左側額中回的異常，這表明左側額中回可能參與視覺正字法和語音（語義）加工的整合與調控。左側梭狀回在中英的語義任務中均表現出激活的異常，該腦區可能作為視覺詞形區負責正字法—語義的整合而不受文字的影響。額下回可能與正字法—語義過程有關，且通過控製語義的提取來調控詞匯判斷。這個研究暗示拚音文字與中文的閱讀障礙的神經機製不僅存在普遍性的缺陷，如左側梭狀回，還存在特異性的缺陷：對中文閱讀障礙而言，相較於左側顳頂皮層，左側額中回的缺陷似乎是更為關鍵的（Siok，Perfetti，Jin，& Tan，2004）。
上述漢語研究支持了漢語閱讀障礙同時表現出正字法—語音和正字法—語義通路的缺陷。我們采用視覺文字的語音押韻和語義相關判斷任務，進一步比較了中文閱讀障礙在這兩條通路上的缺陷有無差異，結果表明：在兩個任務中，閱讀障礙兒童與年齡控製組兒童相比，在左側枕顳皮層和右側視覺皮層都表現出激活的顯著減弱；在左側額下回，不僅表現出激活的顯著減弱，還與雙側視覺正字法加工的腦區表現出激活的同步性減弱；但是，在兩個任務間並沒有發現顯著的任務間差異（Liu et al.，2012）。由此看來，漢語閱讀障礙表現為正字法—語義通路與正字法—語音通路相似的損傷。
在現代漢語中，常用詞匯通常會由兩三個語素組成，而語素作為最小的語法單位，具有語音和語義特點。語素意識指的就是反映並操作語素和構詞規則的能力（Kuo & Anderson，2006）。有研究表明，漢語詞組在心理詞典中會從語素和整詞水平進行表征（Zhou & Marslen-Wilson，1994，1995）。此外，行為研究（Shu et al.，2006）發現漢語閱讀障礙表現出語素加工的缺陷，但是這一認知缺陷對應的神經機製卻仍未知曉。因此，我們通過控製語素和整詞語義的一致性引入語素加工過程，考察了這一問題。具體來說，我們的研究要求中文閱讀障礙兒童與控製組完成雙字詞的語義相關判斷任務。在實驗材料中，有一半材料是語素與整詞語義不一致的，包含整詞語義相關但是沒有共享同一個語素（“森林”與“野獸”）或整詞語義不相關但是共享同一個語素結構（“禮物”與“生物”）；另一半是語素與整詞語義一致的，包含語義相關且共享語素（“唱歌”與“民歌”）或整詞語義不相關且語素也不一致（“珍珠”與“護士”）。我們假設閱讀障礙組的語素意識受到損傷，因此對語素與整詞意義的衝突不夠敏感，所以不一致效應（不一致條件—一致條件）會弱於控製組。另外，為確保研究所發現的不一致效應特異於語素與整詞意義的衝突，研究加入了語音控製任務，即操縱聲旁語音與整字語音的一致性，要求障礙組兒童與其控製組完成押韻判斷任務。結果如預期，在語義相關判斷任務中，語素與語義的不一致效應表現出顯著的組間差異，即正常控製組的不一致效應顯著高於障礙組，差異腦區為額下回。為了確保額下回的激活異常是特異於語素意識，將額下回作為感興趣區域來探究其在押韻任務中是否也會表現出聲旁語音和整字語音的不一致效應，然而在該腦區並沒有發現這種不一致效應。由此我們可以認為，在語義加工中，漢語閱讀障礙在額下回表現出特異於語素加工的缺陷。此外，腦與行為任務的相關結果還表現出顯著的組間差異：閱讀障礙組的閱讀流暢性與額下回的語素—整詞不一致效應表現出負相關，而正常組表現出相反的模式。這可能是由於區別於正常組依賴語素分解，閱讀能力越高的閱讀障礙反而會采用整詞加工的策略來補償閱讀能力的不足而忽略語素信息（Liu，Tao et al.，2013）。
從漢語的物理特性來講，漢字是一種將視覺上複雜的圖形，而且正字法規則也是不同文字最大的差異所在。漢字似乎需要更多的視覺空間的加工，那漢語閱讀障礙是否表現出相應的缺陷呢？蕭等人（Siok et al.，2009）要求一組漢語閱讀障礙兒童完成一項需要視覺空間加工能力的字體物理大小判斷的任務。結果證實之前的假設：漢語閱讀障礙在左側頂內溝（intraparietal sulcus）表現出激活的減弱，相反，在對側的頂內溝表現出激活的增強。而根據以往的研究，左側頂內溝負責對視覺刺激物理特征的目標導向的探測，參與調節視覺空間加工過程，而右側頂內溝與非目標導向的視覺空間加工過程有關（Siok et al.，2009）。
總體來看，不同文字係統的閱讀障礙表現出一定程度的普遍性損傷，也有特異於文化的認知和神經損傷。然而我們僅有間接證據來支持我們的結論，並沒有直接的證據表明中英閱讀障礙的相似與差異。有研究者通過采用完全相同的實驗任務（語義相關判斷和發聲閱讀任務），開展了一項對中文閱讀障礙者、英語閱讀障礙者和其各自的年齡控製組（14歲左右）直接比較的研究（Hu et al.，2010）。結果表明，中英閱讀障礙者與其各自的控製組相比，均在左側額中回、左後顳中回、左側顳頂皮層和左側角回表現出激活的減弱，即便中英控製組在任務中的激活模式是不同的。此外，英語閱讀障礙者與其控製組相比，在左側額下溝（inferior frontal sulcus）（正常中文組激活顯著高於英語組的腦區）表現出過度激活，而中文閱讀障礙者在左後顳上溝（正常英語組激活顯著高於中文組的腦區）表現出過度激活。對中英障礙兒童進行比較時並沒有發現激活的差異。我們可以認為在閱讀水平較差時，障礙者都采用了不受文化所限製的策略（Hu et al.，2010）。在這個對中英閱讀障礙直接比較的研究中，我們會發現障礙群體的腦功能異常獨立於文化的影響，更多的是表現出跨文化一致的異常模式，這與拚音文字內的閱讀障礙的跨文化比較研究的結果也是類似的（Paulesu et al.，2001）。
大致來看，中文閱讀障礙與拚音文字的研究均發現顳枕腦區表現出激活的減弱（Siok et al.，2004），而且額下回也表現出激活的異常：一些研究發現其過度激活（Siok et al.，2004），而另一些發現激活的減弱（Liu et al.，2012；Siok，Niu，Jin，Perfetti，& Tan，2008）。此外，研究者還發現左側額中回（Siok et al.，2008；Siok et al.，2004）和左側頂內溝（Siok et al.，2009）表現出功能異常。額中回的異常可能表明漢語閱讀障礙存在漢字語音表征的長時存儲與提取的困難，而頂內溝的異常可能表明漢語閱讀障礙存在視覺空間加工的困難（Siok et al.，2009），這兩個腦區是漢語閱讀障礙比較特異的腦區。不同於拚音文字研究發現顳頂腦區的異常在英文閱讀障礙中的重要作用，漢語研究中極少發現顳頂腦區的功能異常（Siok et al.，2008；Siok et al.，2004）。
漢語閱讀障礙的腦結構異常
既然中文閱讀障礙表現出大腦激活的異常，那大腦解剖結構是否也表現出相應的結構變異呢？我們利用VBM對漢語閱讀障礙兒童灰質和白質體積的研究發現，閱讀障礙者在右側枕下回和左側額下回的灰質體積顯著低於正常組，這表明障礙兒童在正字法加工和語音加工方麵存在缺陷，這與功能成像研究結果是一致的；此外，障礙兒童左側中央前回白質體積也顯著低於年齡匹配的正常兒童，中央前回與語音產生有關，所以這一發現進一步表明了障礙兒童在語音方麵的缺陷。研究者還發現閱讀障礙者的腹內側前額葉（ventral medial prefrontal cortex）灰質體積、腹內側前額葉白質體積、右側海馬旁回（parahippocampal gyrus）灰質體積顯著低於正常兒童，並且腹內側前額葉的灰質體積與腹內側前額葉的白質體積、右側海馬旁回的灰質體積在障礙兒童中顯著相關，表明障礙兒童可能存在記憶編碼和提取的缺陷。由此看來，漢語閱讀障礙者的腦解剖結構也存在異常，而且腦區間灰白質體積的異常存在一定的相關（Liu，You et al.，2013）。
蕭等人（Siok et al.，2008）考察了同一批漢語閱讀障礙兒童功能異常與結構異常的關係。在拚音文字研究中，左側顳頂和顳枕激活異常的腦區也發現有解剖結構的改變，而該研究發現中文閱讀障礙兒童在額中回激活的顯著減弱以及灰質體積的顯著減少，而且其灰質體積與任務態下的激活強度有較高的正相關。但是，漢語閱讀障礙的研究中並沒有像拚音文字的研究一樣，在大腦後部顳頂和顳枕區域發現灰質體積的改變（Siok et al.，2008）。
我們的一項正在開展的研究利用圖論的方法，從大腦皮層厚度和表麵積兩個層麵構建腦結構網絡，從全腦網絡的角度考察漢語閱讀障礙兒童與正常兒童相比是否存在腦結構連接的異常。在障礙兒童與年齡控製組兒童的比較中發現，漢語閱讀障礙表現出全局性的損傷，即集群性的損傷，也就是障礙兒童的大腦網絡無法有效地處理局域信息。此外，在局域性維度上，首先在皮層厚度網絡上，障礙兒童的左側經典語言腦區節點中心度顯著低於控製組，同時在左側腦區對應的右側腦區卻表現出較高的節點中心度；在表麵積網絡上，障礙兒童大腦後部腦區的節點中心度要顯著低於控製組兒童，反而在大腦前部的一些腦區表現出較高的節點中心度。總結起來，我們不難發現，障礙兒童在網絡的局域性上表現出雙側化和前部化的趨勢，這與以往研究發現閱讀障礙利用右側和前部腦區來補償左側和後部腦區的效應是一致的。另外，我們從全腦網絡的角度發現漢語閱讀障礙的全局性異常，這與前人認為漢語閱讀障礙存在多重認知缺陷的假設也是一致的。
與拚音文字較為係統、豐富的研究相比，中文閱讀障礙的研究還比較少，特別是從腦區連接的取向開展的中文閱讀障礙的研究還比較少。雖然在研究者的努力下，中文閱讀障礙腦機製的研究不斷前行，但是中文閱讀障礙的研究仍舊任重而道遠。毫無疑問，中文閱讀障礙的研究對於回答“閱讀障礙是否有著跨文化的普遍機製”，對於建立一個統一的閱讀理論具有不可替代的價值。