视障教学课程改革和教学管理培训班 盲童认知神经心理学研究 ….ppt
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1、视障教学课程改革和教学管理培训班 盲童认知神经心理学研究的新进展,华东师范大学 学前与特殊教育学院 方俊明,一、引言,1688年7月7日,爱尔兰哲学家William Molyneux 1在给他的朋友John Locke的信中提出了这样一个问题: 想象一位先天盲人已经学会通过触觉区分和命名球体和正方体,那么当这个人突然恢复了视觉,他能使用视觉区分这两种物体吗?并能说出哪一个是球?哪个是立方体吗?,问题的实质是什么?,本质上,不同通道的感觉具有不同的特性,学习与经验是否能在不同的感觉通道之间建立内在的跨通道联系? 如果能,是怎样建立的? 如何探索大脑可塑性的认知神经心理学基础?,研究者采用多种实验
2、方法解答上述问题,对动物视觉剥夺的行为观察与对比; 对白内障患者外科手术前后的行为的观察与对比; 使用感觉替代设备来代替视觉情景和物体等; 从盲人阅读的角度来探讨盲童认知的神经心理机制,对提高盲童的教育与教学质量提出几点建设性的意见。,早期对动物视觉刺激剥夺的实验,例如,Hubel,1988年9将猫和猴未长成的一只眼睛缝合10个星期后发现,缝合眼只有15%的视皮质细胞,而正常眼有50%视皮质细胞对呈现的视觉刺激做出反应;被缝合眼相对应的一级视区(V1)的细胞组织相对萎缩而未缝合眼的细胞相对增加。由此认为:视觉皮质有一定的可塑性,大脑细胞能够根据功能的需要进行自我重组。,大脑可塑性与跨感觉通道重
3、组,所谓大脑可塑性(plasticity) 是指神经系统为不断适应外界环境的变化而改变自身结构,包括神经组织的正常发展和成熟,新技能的获得,在神经系统受损以及感觉剥夺后的代偿。 跨感觉通道重组(cross-modal reorganization),是指当某个专门感觉通道中感觉输入完全剥夺时,负责这一专门感觉通道的脑区会通过重组逐渐对其它通道的感觉输入做出反应5。,大脑可塑性: 来自盲文阅读的实验证据,盲人被试的盲文阅读所导致的枕叶皮质激活跨通道重组的证据: Gizewski 2004年用fMRI技术对12个盲人和12个明眼进行了盲文阅读大脑神经活动的比较,研究结果说明,盲文阅读并不仅仅是一项
4、动觉任务,也是一项语言和触觉分辨任务,对语言和触觉分辨任务的神经活动必须开展进一步的研究。,透颅磁刺激(rTMS)的研究发现:,Cohen等人13 的研究发现,对早期盲人中部枕区视觉皮层的干扰刺激会影响盲人盲文字母的识别,诱导阅读错误,而对其阅读手指对侧的感觉运动皮层的刺激并不影响作业成绩;此外,同样的干扰刺激并不影响明眼人对凸起罗马字母的阅读,这进一步证实视觉皮层参与了盲文和罗马字母的触觉感知,提示脑有非凡的可塑性。,盲人阅读的fMRI研究,Burton等200214 对盲人阅读的研究发现,先天盲人进行盲文阅读时,涉及视觉加工的枕叶和颞叶的激活水平显著高于后天盲被试的水平;无论阅读的媒介是触
5、觉或视觉,大脑的枕叶皮质都是进行阅读的必要区域,盲人在大脑特殊区域保留了他们的本能机制来适应触摸阅读的需要。视觉皮层已经能将感觉信息重新编码成适合大脑语言区能识别的形式。,早期盲和后期盲被试进行食指盲文阅读脑功能成像的比较,盲文阅读时间对躯体感觉皮质的影响,Pascual Leone等人) 17 使用TSM技术测量ADM 和FDI肌肉运动技术比较了六位盲文阅读者(13岁之前学习盲文的盲文校对员)在不同阅读量的情况下躯体感觉皮质的扩展状况。 研究结果认为,“当盲文阅读缺少练习和少量的刺激会引起动觉皮质区域缩减”,只有每天进行的盲文阅读才有助于保持盲文阅读的流畅性。,二、躯体感觉皮质代表区的扩大,
6、研究者在注意到盲文阅读导致枕叶皮质的可塑性的同时,也推测躯体感觉皮质有着同样的可塑性(Sadato 1998) Pascual Leone & Torres 199316,采用体感诱发电位( SEPs)比较了15名熟练的盲文阅读者(每天使用盲文超过2小时)与15名明眼被试(不熟习盲文)的躯体感觉皮质的可塑性。 研究结果表明,与明眼者比较,盲文阅读者的阅读手指比非阅读手指有更大的感觉运动成像。此外,用右手阅读的盲人在大脑的左半球呈现刺激的激活。这与Burton等2002结果一致。,图2. 早期盲被试经过盲文阅读练习 后动觉皮质和枕叶皮质的改变,三、使用TMS追踪空间信息在大脑皮质中的加工轨迹,脑
7、功能成像的相关研究一定程度上揭示出激活模式建立了指定区域或网络的活动与任务成绩之间的联系,但需要脑损伤定位研究来解释内在的因果关系; 严谨的神经科学研究来自于病案研究。很巧合的是,对一位早期精通盲文阅读的盲人妇女的临床案例研究发现,双侧枕叶中风使她不能阅读盲文了,这支持了盲文阅读能力和枕叶功能之间的因果关系18,躯体感觉皮质区域扩大的两个阶段:,可能是由于突触有效性的高端增加,或是联结的加强,而形成快速的动态的,瞬间的扩大; 缓慢的不明显的但很稳定的皮质代表区的扩大,呈现出结构的可塑性。 盲文阅读技能的获得与其他技能的获得是相同的,在皮质联结有效性的基础上,经过长期的训练,才可能从瞬时快速的改
8、变,导致长久的结构上的改变。,四、对于盲文阅读神经机制的几种解释,1、大脑皮层的柱状结构理论 柱状结构可是大脑皮层的基本功能单位,是传入和信息融合的处理单元。在感觉皮层区,柱状结构对同一类型的刺激起反应。盲人的盲文阅读可能会在触觉的高频刺激下引起视觉皮层柱状结构的功能重组。,2、机能交叉模式理论,被剥夺正常的感觉输入后的某一特定脑区在另外的刺激模式下可引起激活,例如,被剥夺视觉刺激输入的枕叶可能被声音刺激激活。交叉模式的相互作用是正常感觉皮质的特征,这种交叉神经元重组甚至在成年人脑也可能发生。盲人枕叶被非视觉刺激激活,说明视觉皮层存在交叉激活模式,有良好的可塑性和功能重组的潜能,这便是盲人感觉
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