硬核论文：阅读纸质书的人可能更聪明！

店长 2040书店

今天的推文可能有点儿硬核。

店长想介绍一篇于2022年1月31日在线发表于《自然》杂志（Nature）旗下《科学报告》（Scientific Reports）的生理学论文。

因为它所研究的问题与结论，与在座的每位读书人都有关系。

这篇论文名为《用智能手机阅读会影响深度呼吸的产生、大脑活动和理解力》（Reading on a smartphone affects sigh generation, brain activity, and comprehension）作者是日本知名私立综合性医科大学——昭和大学医学院生理学系的讲师本间元康、副教授政冈由里、教授泉崎雅彦等9名学者。

他们用实验证明了，通过智能手机阅读电子书时，人的理解力可能会降低，并给出了具体的解释。

相信这是所有爱书人都会感兴趣的一项研究。如果你凑巧也曾纠结过“电子书和纸书到底谁好”，这篇论文应该能成为一个有价值的抉择参考。

所以，店长精读完了这篇论文，帮大家提炼了一篇尽可能全面而简明的内容提要。

希望它能够解答你阅读时的一些困惑。或者，帮你开启一点儿全新的思路。

本期正文约2300字，预计5分钟阅读完毕

※本推文的创作灵感及所提要的学术论文信息，受益于作家和菜头老师于个人公众号“槽边往事”发表的文章《纸质书赢了》（点击书名即可阅读）

※为便于阅读，本提要仅概述了原文的主要论证逻辑和结论。详细的研究数据、分析图表、实验参与者说明、实验方法及参考资料部分从略。

※对论文完整内容感兴趣的读者，可向后台回复关键词“论文”阅读原文完整版。

用智能手机阅读会影响深度呼吸的产生、大脑活动与理解力

近年来，通过电子设备的阅读与学习日益普遍，但它们也会造成眼睛疲劳、头痛，并导致阅读能力的下降。

目前已有基础研究表明，视觉环境与认知能力存在联系。

使用电子设备阅读产生的理解力下降，可能是因为注意力集中程度差，或者感觉处理通路（即感觉输入、整合、反应的过程）不同，这与生理状态有关。

而涉及到感觉统合（指身体通过不同感觉通路获取外界信息输入大脑进行处理、作出反应）等情况时，视觉对其他感官有主导性影响，它也可能影响大脑状态和生理状况。

所以，在视觉环境和认知表现的关系中，大脑活动和生理变化可能是中介变量（存在于刺激与反应之间不能直接观察到的内在变量或动因）

有研究发现，呼吸与各种认知功能存在相互关系。认知负荷或情绪（压力、焦虑）会改变呼吸的深度和节奏，而呼吸模式又会影响前额叶皮质（功能与认知、情绪、疼痛和行为管理等相关）和海马体的功能，从而影响记忆的形成。此外，大脑活动也受呼吸周期影响。

根据感官间的整合机制，因为视觉信息可以改变其他感官的信息，而其他感官很少能影响视觉，所以视觉环境很可能会影响包括呼吸系统在内的各种功能。

通过以上论证可以发现：视觉环境、认知能力、大脑功能、呼吸彼此都存在着确定的联系，只是目前还尚未有研究探索视觉环境如何影响呼吸和大脑的功能。

如果特定的视觉环境对呼吸功能或大脑功能产生负面影响，再加上大脑与呼吸活动之间的交互关系，则这个过程可能会对认知能力产生负面影响。

为了确定使用电子设备阅读是否会降低认知能力，研究者设计了一种重复测量（交叉）实验（实验方式和数据从略），结果发现：用智能手机阅读时的表现，不如纸质阅读。

实验产生了如下结论：

第一，无论阅读哪一种媒介，阅读过程中平均潮气量（指平静呼吸时每次吸入或呼出的气量）减少，呼吸均变得浅而快。

第二，与纸质媒介相比，即便是阅读同样材料，使用智能手机阅读时深度呼吸（Sigh）次数减少。

第三，无论阅读哪一种媒介，前额叶皮质的活动都有所增加，但与纸质媒介相比，使用智能手机阅读时，前额叶皮质的活动更多。

第四，以往有研究表明，叹气的次数是随着认知负荷加重而增加的，但本研究发现，阅读纸质媒介时，叹气次数增加，在智能手机上阅读时则减少，这说明使用智能手机阅读可能会抑制叹气。

第五，如果大脑处理句法的方式都是相同的，从现在的结果来看，使用智能手机时，前额叶皮质的活动会增强，特别是左半球的活动，可能反应了左半球主要处理阅读。

第六，根据以往研究，前额叶皮质的过度活动与受试者对叙事内容的理解能力差有关，而本研究结果显示，相较于纸质媒介，使用智能手机时能观察到前额叶皮质的过度活动。一般来说，前额叶皮质活动的增加就代表了大脑经历了认知负荷，它过度活跃就表明，大脑处于沉重的认知负荷之下。

第七，阅读纸质媒介时，适度的认知负荷可能会产生叹气（或深呼吸），它似乎可以恢复对前额叶皮质的控制。但与之相对，使用智能手机阅读时，强烈的认知负荷会导致深度呼吸被抑制，导致前额叶皮质过度活跃。

第八，注意力与呼吸功能在大脑中的蓝斑核中有一个共同的中心，深度呼吸可能与工作量的增加有关，它能让呼吸回复到健康的规律性，这可能也有助于功能的改善

这些结果表明，与纸质媒介相比，在智能手机上阅读，理解能力的下降的原因，至少有部分是由于深度呼吸的减少和前额叶皮质活动的增加。

阅读视觉环境会影响深度呼吸的出现，但不会影响正常呼吸。

是什么原因导致使用智能手机阅读时深度呼吸发生率下降？其中一个可能的原因是是智能手机所发出的蓝光。

对蓝光有反应的内在光敏视网膜神经节细胞（ipRGCs）会投射到大脑各个区域，引起强迫性持续注意。此外，最近有流行病学研究报告称，暴露在智能手机的蓝光下，也会增加焦虑。

所以，使用智能手机阅读时，深度呼吸减少、大脑过度活跃可能是因为蓝光导致ipRGCs活动，使大脑持续认知负荷，但目前还需要进一步研究。

此外，本研究存在两个局限性：

首先，实验没有对主观认知负荷进行任何测量，但很可能认知负荷本身存在差异，将来的实验有必要评估负荷指数。

其次，实验在翻页和点击时没有控制动作，以确保注意力集中在文本上，这些身体动作，可能也对实验结果造成了一定影响。

最后，本研究认为：

阅读纸质媒介时，适度的认知负荷可能会产生深度呼吸，它有可能恢复呼吸变异性和前额叶皮层的控制。

但相反，在智能手机上阅读时，可能需要持续的注意力，而严重的认知负荷可能会抑制叹息的产生，导致前额叶皮质的过度活动。

这一结果表明，使用智能手机阅读时，理解能力的降低可能是由于深度呼吸减少和前额叶皮质过度活动造成的，不过对智能手机以外的电子设备的影响还有待证实。

如果智能手机的负面影响确实是真实的，那么在阅读时进行深呼吸是有益处的，因为无论是自发或者非自发的深度呼吸，都能调节紊乱的呼吸。

参考资料：

1.Motoyasu Honma,Yuri Masaoka, Natsuko Iizuka, Sayaka Wada, Sawa Kamimura, Akira Yoshikawa, Rika Moriya, Shotaro Kamijo & Masahiko Izumizaki. Reading on a smartphone affects sigh generation, brain activity, and comprehension.Scientific Reports（2022）

https://www.nature.com/articles/s41598-022-05605-0

2.昭和大学講座・部門紹介：生理学講座・生体調節機能学部門

https://www.showa-u.ac.jp/education/med/major/physio-2.html