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重塑讀寫障礙者大腦的新契機?Merzenich與Tallal 所發展的Fast ForWord課程
by weipailu, 2017-09-24 19:28:54, 人氣(1826)

重塑讀寫障礙者大腦的新契機?MerzenichTallal 所發展的Fast ForWord課程

 

呂偉白

美國Fox電視台對於一個宣稱對於讀寫障礙兒童有幫助的電腦遊戲課程:Fast ForWord曾作過如下報導:https://www.youtube.com/watch?v=2grZK1qLjeQ

報導中對於Fast ForWord諸多正面評價。然而,教師與家長在期待、樂觀之餘,還應該存有審慎的心態來看待這個新奇的課程。Fast ForWord 的理論出處其實來自於大約20年前美國兩位學者的研究:Michael Merzenich以及Paula Tallal。我於「學習障礙資訊站」中曾經介紹過這項研究,如今重新整理,並加上「科學人雜誌」(Science American)近期的評論提供讀者參考。

研究的樂觀面

1996年年初,國際知名刊物──時代雜誌(TIME  Magazine)及科學雜誌(Journal Science)都不約而同的刊載了紐澤西州一所Rutger大學所發表的一個實驗報告,這個報告帶給教育界和科學界很大的震撼。根據Rutger大學行為科學中心的實驗結果,參與實驗的學障幼兒在短短的四週中,語言能力足足提升了兩年。

這樣的結果,讓長久以來看著學障兒受苦的家長和老師對實驗寄予厚望。根據研究,有10%的幼兒有語言障礙症狀(LLDs),而這些幼兒就學之後大部分會遭遇讀、寫困難。研究人員推測,閱讀障礙的障礙和語言障礙的障礙源點都是來自處理語言時接收「瞬間訊息」的困難,而閱讀障礙的人口比例高達15%,每年美國花在幫助這些兒童學習的經費高達7.5億美金。因此如果電腦遊戲真的如實驗所證明的能改善語言障礙者的障礙,那麼也許可嘉惠某些類型的閱讀障礙者,使其不再受文字之苦,而得享知識之樂。

學習障礙真的可以經由電腦遊戲補救?專家們在稱頌研究員很有創意和挑戰精神的同時,不免抱持懷疑態度。但一位耶魯大學的博士Dr.Sally Shaywitz說的好:「與其一昧的懷疑,不如做些實證研究看看這種療法是否適用於大多數的閱讀障礙者。」

到底Rutger大學所研發出的電腦遊戲是什麼玩意兒?讀者想必都迫不及待想瞭解。原來由UCFS大學的William JenkinRutger大學的Steve Miller主導的研究,發展出一種電腦程式,能將子音的音頻拉長,音和音之間的距離也增加,音量加大。然後利用電腦遊戲和教室遊戲誘導孩子去聽這些奇怪的、合成的聲音,再隨著孩子聽力的進步,慢慢調整這些聲音成為正常速度。孩子在家中可利用電腦的光碟遊戲及錄音帶來練習。

經過一個星期五天,一天三個小時,為期一個月的訓練,參與實驗的孩子們有很顯著的進步,一個七歲的受試者原先的語言表達能力只達四歲,一個月的訓練之後,語言能力達到六歲,足足提升了兩年。主要研究參與者Rutger大學的神經學(neuroscience)教授Tallal和語障的孩子相處了20年,她清楚的知道要這些孩子進步有多困難,因此一開始她並不相信這樣的結果,但是她測試了其他受試的孩子,一個月之後,他們的能力也接近正常;六個月之後再測試這群孩子,發現他們繼續維持改善後的語言能力。Tallal宣稱這樣的訓練增加了辨識短促聲音的能力,如’bat’’cat’’lake’’rake’。共同參與研究的加州大學的耳喉科(otolaryngology)教授Merzenich樂觀的認為:「很有可能,我們也許真能改善大部分孩子的語言障礙。」。

要進一步的瞭解這個研究,可能我們需要在介紹有關此研究的背景資料。首先,參與研究的幼兒雖然智力都正常,但他們在辨識音素時常常產生困難。特別是子音,如b,dp;這和他們的聽力沒有關係,他們都聽得到這些音,只是腦的聽覺中樞無法正確處理這些音素。原因為何?研究人員Tallal相信問題出在速度。母音通常音長100毫秒,甚至更長;而子音通常不超過40毫秒;因此母音比子音容易辨識。如果將短促的子音放慢一半的速度,Tallal發現有助於語言障礙孩子的辨識。Tallal認為正常的孩子可以分辨幾十毫秒的速度,有語言障礙的孩子需要好幾百毫秒的時間。但是因為他們的智力正常,因此有可能可經由訓練矯治。

有些專家認為語言障礙是導因於嬰兒成長的最初六個月中耳受到感染。另一些專家則以為問題沒有這麼單純,哈佛的神經學家認為閱讀障礙者是因為微細腦功能受損以及神經細胞走位異常,而這些中樞問題是在產前就發生的,也有人認為是家族性的遺傳。至今成因仍是醫學上的謎。

不論原因如何,聲音處理的異常,在早期就已顯現。心理學家April Benasich曾對一些六個月大的嬰孩做過一個實驗,當他轉換聲音時,嬰兒們就會轉頭,當聲音間隔很常時,這些嬰兒都做得很好;但當聲音間隔很短時,差別就產生了。有些嬰兒需要間隔300毫秒才能辨識不同的音,有些嬰兒只需要40毫秒就能辨識。而那些測驗成績比較不好的,通常也無法分辨口語的bada。音的辨識猶如打樁的工作,如果樁都打歪了,語言如何架構在它的上面。

綜合以上研究,加州大學的Merzenich樂觀的推論:「太好了!我們能用這個方法在學前幫助閱讀障礙的孩子,甚至於在語言開始發展前就給予補救」。TallalMerzenich認為以這種方式幫助語言障礙的孩子,甚至會比提供助聽器和眼鏡給聽障者和視障者還有效。因為拿下眼鏡和助聽器視力和聽力還是一樣不正常,但語言障礙的兒童一旦利用這種矯正的耳機學會新的技巧時,即使不再使用耳機,他們也可以聽得懂正常速度的語言。

但是一個小規模的實驗實不足以論斷是否適用於大多數的案例。最重要的,閱讀障礙還包括視覺困難以及記憶、理解方面的缺陷,有多少比例的學障者只具有有單純的語言障礙而可單靠語言的矯治就改善閱讀或書寫上的障礙?這頗令人質疑。儘管如此,天下父母心,自從此研究結論在Science雜誌刊出後,成千上萬通電話湧進Rutger大學和California大學的總機,詢問此種新療法何時引進學校。

研究的批判面

Tallal的研究1996年一月五日發表於科學雜誌(Science),吸引了全國媒體的注目。她認為密集的施以聽跟說的訓練可以改善嚴重語言障礙的兒童的語言能力。雖然Tallal並未明言可以改善閱讀能力,但很多報章雜誌因此將之引述成可以幫助閱讀障礙的孩子。如紐約時報的報導:「科學家已經為嚴重的語言和閱讀障礙的兒童發展出一種治療方式,也許可以運用在為數好幾百萬的閱讀障礙者身上。」這樣的誤導因此使得大量的閱讀障礙兒童的家長和老師湧向研究人員MerzenichTallal

然而,來自學界讀寫障礙泰斗的批判性文章也隨即刊出。Brady, Scarborough, Shankweiler(1996) 三位長期研究讀寫障礙者的學者在國際讀寫障礙協會(International Dyslexia Association)的刊物中發表對於上述主張的評論。

在評論中,三位作者檢視Tallal等人所做研究的內容,並提出到該研究所能主張和不能主張的結論。他們認為這個針對嚴重語言遲緩的兒童所做的補救策略,在研究人員對成效的解釋尚存有科學性的爭議時,其結論尚待進一步的確認和釐清。三位學者都不贊成將本研究的結論延伸到對閱讀困難的預防和治療。

文中作者首先回顧該研究,Tallal等人的研究設計包括兩個子研究,第一個研究選取510歲有嚴重語言障礙的孩子分為兩組。第一組是7個兒童,第二組是10個兒童,兩組的語言技巧都平均落後正常兒2.5年。第二個研究是控制組,選取11個同年齡的孩子且語言落後程度相同。在個研究中受試孩童都參加每週2232小時的各種特殊活動。其中一個活動是在實驗室玩視聽遊戲(第一組每天約20分鐘,第二組每天約40分鐘),但只有第一組的孩童在家中也玩同樣的遊戲(每天12小時)。其他的活動還包括聽故事錄音帶以及練習聽聲音頻率改變的錄音帶(將發音的子音部分拉長,且較其他部分大聲)。這種遊戲式的聽音活動是設計來訓練孩童對語言的區辨能力及對語辭的靈敏度。這些練習都是在受過訓練的治療師一對一的監督之下,每週實行1214小時。(第二組的學生每天還要在家中聽一到二小時的故事錄音帶)。第二個研究的控制組接受相同的語言練習,但子音的頻率未改變。

研究人員提出的第一個報告(Merzenich et al.,1996)重點放在兩個研究都有的視聽遊戲。在無語音的遊戲中,受試兒以按鈕的方式選擇非口語音調的高低。在語音的遊戲中,其設計目的是要辨別目標音節是出現在第一或是第二個順序(如,是beh-deh還是deh-beh?)在訓練中,遊戲的困難度是可以依據受試兒的表現而調整的(例如,改變刺激間的間隔,改變訊號的長短)。在兩個研究中,大部分的受試兒成績都有進步,而完成較少次數的練習的兒童得到較低的分數。在訓練結束時,有些孩童已可到達最困難的級數。

所有受試兒在為時一個月的訓練前後做了好幾種測試,其中兩種測試是觀察視聽遊戲的效果。如同非語音遊戲,Tallal要求兒童辨認兩個音調的順序。另一個測試則是辨別類似發音的音韻。兩個研究都在訓練後獲得了較高的分數。而玩不同視聽遊戲的控制組則不出所料的在這兩個測試中獲得較低的分數。

第二篇報告提出了兩個增加的測試的成果。一個是有關句子評估的成果,一個是有關語言評估的成果。控制組(玩同樣遊戲但子音為正常速度),進步的比修正速度的實驗組少。當研究結束後六週在對第一組的六個孩子做同樣測試,得到同樣的結果。

研究人員因此得出以下結論:這些語言障礙的小孩在訓練前的測試之所以成績不好,是因為聽覺瞬間處理上的缺陷。後來,在他們建議下在視聽遊戲中放慢聽音和口語的刺激,及強調聲音的信號(在練習中使用修改過的語音),使得這些孩子的聽音和口語能力在經過補救後改善很多。

    針對上面研究,三位作者認為在這這兩個研究中,只有18個兒童接受測試。應該要更審慎的擴大受試兒的的數量以對其結論再做一次確認,他們也對研究的方法論提出質疑。

首先,他們認為在研究中,雖然大多數語言障礙的孩子在聲調和音素的次序上有所進步,但這樣的結果可能是因為受試者在遊戲中所花的時間所產生的影響。

而第二個結果是由語言的綜合測試所獲得的,它的影響因素更難評估。難以確定造成其有所進步的因素。一位語言障礙的專家Rice質疑該研究在治療前和治療後對這些孩子的語言能力和缺陷的特質所收集的資料太少,例如字彙、字尾、句子結構等。因此在後續的研究中,應該在測試的項目中加入更多的資料,以看出訓練成效在細節上效果如何。

策略中哪一個因素是最重要的?視聽遊戲是唯一的功臣嗎?單單只要修正的語音練習就夠了嗎?是否此訓練可以提供給老師使用呢?受試兒不同的成績會不會只是反應訓練的量,而和訓練的種類無關呢?這些疑問在原始研究中都得不到解答,後續的研究人員必須要能解答。就務實的觀點來看,研究並未警告以這些方法來做補救策略會有甚麼不當。如果非語音練習事後證明和語言成就無關,那麼就浪費太多孩子的時間來從事無效的非語音練習。

三位作者也提出來自其他科學家的質疑:兒童語音辨識的問題可能不是因為聲音頻率太快而導致的困難,而是因為對音素的辨識產生問題(註一)。如是這樣,該研究一開始的假設就有問題。目前學者廣泛接受孩童需要對音素有覺知能力才能學會閱讀;也就是說他們必須先學會個別的音才能產生口語(註二)。最新的研究也提出當獲得音素覺知可能也會改變語音認知。在最近的研究指出,如果讓正常的幼兒在還為獲得音素覺知前接受訓練,在短短的四個小時後,該幼兒就可展現一個新的音素覺知,而且在語音辨識上更為正確。三位作者因此懷疑:Tallel等人的研究結果有成效,也許是因為速度的訓練導致兒童對音素的注意,因而加強他們對音素的覺知,附帶也產生了對語言認知的進步。因此研究必須確認到底是訓練的哪一部份能幫助閱讀,並建議未來的研究要針對音韻覺知以及字和音的連結做測試。

三位作者也不苟同Tallal等人所宣稱的落後的閱讀能力是導因於「瞬間處理」的缺陷,提出已有好幾個研究反對此種論調。例如有報告指出,落後的閱讀者在辨識快速的”bah”,”dah”音節有困難時,並不一定對快速的非語言的型態有困難。而落後閱讀者有時並不都是在快速子音的處理上有困難,而是在語言認知上的語音有缺陷。因此某些閱讀能力低落的孩子在Tallal的測試中,並不一定表現良好,但那並不是使他們閱讀困難的原因。

Brady等人與Tallal等人基本上不同的觀點在於,Brady等人認為學習閱讀其實是音素覺知和解碼的技巧,他們相信:(1)音韻上的缺陷是導致閱讀困難的主要原因;(2)這些導致障礙的缺陷是來自語言系統本身的缺陷,並不是一般感覺或認知的障礙。而Tallal等人覺得問題在於非語言學的,因此他們使用非語言的活動來治療。

至於Tallal等人為何成為眾所矚目?無庸置疑,這兩篇研究報告會引起媒體和公眾這麼大的關注,是因為有大量的兒童遭受學習閱讀之苦。這些孩子的老師和家長都期待著「治癒」的可能性或有效的療法。而媒體因為其具有新聞價值,於是將這種有關閱讀障礙的推論放在顯著的版面報導。細看這些新聞報導的內容,可以發現該研究的重點根本不是讀寫障礙。

總結三位學者的結論如下:TallarMerzenich1996年提出來的這兩篇報告對於治療參加他們研究的嚴重語言障礙兒童做了初步的探討。但應該有後續的研究工作來確證其結論,以釐清到底是訓練的哪一部份導致結論,使其理論基礎更完整。我們已知許多研究對其過程及結論產生質疑。而任何聲稱該研究所發展出來的方法可以治療閱讀障礙的兒童,且比目前已有的教學法更好的說法,都是毫無根據的。

從研究到商業──「快語」是否推出得太快了?

TallarMerzenich1990年中期成立「科學學習公司」,製作「快語」課程,也就是文章一開始所提到的Fast ForWord。根據他們2003年在「美國國家科學院學報」發表的報告,有讀寫障礙的孩子經過「快語」訓練之後,不僅閱讀能力改善,連大腦都改變了,因為處理語言的區域改變。

但是這樣的研究結論還是受到其他學者的批評,根據2011年科學人雜誌(Scientific American)報導,喬治城大學醫學中心的Guinevere Eden就批評該研究缺乏對照組,他認為只有一組實驗組,這些孩子做同一件作業,當然第二次會比第一次做得好。此外,訓練遊戲可能改善的是孩子的注意力,而不是大腦的語言處理功能。對於家長可能會產生不切實際的期望,或者花太多前去購買訓練軟體,Eden也下了重話:「『障礙』兒童的家長是非常脆弱的,可惜我們還沒有建立適當的機制去保護他們。」雖然TallarMerzenich對自己研發有十足信心,認為是造福有讀寫困難的孩子,但是也有人認為當研究蒙上商業色彩,會玷污了研究者的成就。

對於中文讀寫障礙孩子的家長來說,這樣的改變大腦新契機更為遙遠,因為中英文為完全不同的語系,中文閱讀所牽涉到的視知覺與記憶方面的技能可能更多,單靠語音的矯治就改善閱讀或書寫上的障礙,應是更不切實際的期待。

註一:目前我們已知人類語言的認知並不可能是由各個分離音的速度在掌控。而是人類在說話時,每一個音節(母音或子音)的音素訊息和下一個音節的音素訊息重疊。因此bah並不是兩個不同聲音的音素。易言之,母音和子音聯合產生一個清楚的音素。因此在百萬分之10秒辨別語音的假設是無效的,而瞬間訊息缺陷更不是辨別語音困難的主要原因。

註二:音素覺知並不等於自然發音教學法(一種使用聲音和符號關連性的書寫教學法)。音素覺知是指孩童在辨別口語的個別音的能力(如”shell”有三個音)。這對於如何將聲音寫下來非常重要,但並不等於將聲音寫下來的能力。

參考資料

CNN(1996).Computer games helping children conquer language disabilities. Retrieved from http://edition.cnn.com/HEALTH/9601/dyslexia_tech/

Brady, S., Scarborough, H. S., & Shankweiler, D. (1996). A perspective on two recent reports in Science (by Merzenich et al. and Tallal et al., Jan. 5, 1996). Perspectives, International Dyslexia Association, 22(3), 5-8. Reprinted in Advance, American Speech and Hearing Association, 6, 16-17

Time Magazine(1996). Zooming in on dyslexia—Can video game treat learning disorders? New research raises cautious hope. Retrieved,from http://content.time.com/time/magazine/article/0,9171,984024,00.html

王道還譯(2011)。用行為重塑大腦(原作者Marguerite Holloway)。載於科學人雜誌。台北:遠流。

 

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