书面单词和数字是文化发明，它们构成了我们日常生活的许多方面，从遵循指示到管理数量。优秀的读者能够毫不费力地将印刷文字转化为语言和意义，由于他们从小就开始解码无数单词，这一过程已经高度自动化（Logan, 1997; Norton & Wolf, 2012）。相应地，在读写能力和计算能力的发展过程中，可以观察到神经连接性、侧化以及功能特化的变化（Chyl et al., 2021; Dehaene-Lambertz et al., 2018; Emerson & Cantlon, 2012; Siemann & Petermann, 2018; Simon et al., 2013; Wandell et al., 2012）。单词和数字都是由较小的“构建块”组成的：字母（用于字母表单词）和数字（用于阿拉伯数字），这些都是被文化赋予不同类别的任意形状。在幼儿时期，处理这些单元的能力对后来的阅读（Caravolas et al., 2013; Lepp?nen et al., 2008）和算术（G?bel et al., 2014; Schneider et al., 2017）技能至关重要。
尽管字母和数字表面上相似，但它们的阅读过程却不同。阅读单词通常被认为涉及双重路径：一种是直接的语言路径（Coltheart et al., 2001; Friedmann & Coltheart, 2018; Zorzi, 2010），即通过视觉分析单个字母的身份和位置；另一种是间接的非语言路径，将字母转换为音系信息。熟悉的单词通常通过语言路径处理，因为它们存储在记忆中；而假词和未知单词则通过非语言路径进行缓慢且费力的逐个字母处理（Coltheart et al., 2001; Share, 1995）。阅读数字通常被称为“转码”，因为它需要将一种代码（阿拉伯十进制系统）转换为另一种代码（口语数字系统）。虽然某些非常熟悉的数字可以通过存储的知识系统进行处理（Cipolotti, 1995; Cohen et al., 1994; Lochy & Schiltz, 2022），但大多数数字需要根据一套复杂的规则进行转码才能被大声读出。这种机制最好通过Dotan & Friedmann的多位数阅读模型来理解（Dotan & Friedmann, 2018, 2019）。单个数字的处理基于它们的身份和顺序，而十进制结构则根据字符串长度、三元组解析以及0的位置来确定。这两个子过程生成一个数字词框架，然后根据语言特定的规则将每个数字填充到框架中（例如，英语中的5050读作“五千零五十”）。
当字母和数字以单个元素或字符串的形式呈现时，大脑是否以不同的方式处理它们？尽管字符串处理是读写能力和计算能力发展的核心，但这一基本问题仍未得到充分研究。阅读单词和多位数不仅需要识别单个符号，还需要将它们整合到由正字法或数字规则支配的结构化表示中。如果大脑对字母字符串的处理方式与单个字母不同，但对数字的处理方式相同，那么这将意味着在文化符号系统中，视觉专业知识的发展存在领域特定的限制。
先前的研究部分探讨了这个问题：单个字母与字母字符串（Dehaene et al., 2005; Flowers et al., 2004; Grainger, 2008）、单个字母与单个数字（Lochy & Schiltz, 2019; Price & Ansari, 2011; Yeo et al., 2020），或者字母字符串与数字字符串（Baker et al., 2007; Carreiras et al., 2015a; McCloskey & Schubert, 2014; Park et al., 2011, 2014, 2017; Schubert, 2017）。然而，很少有研究（Aurtenetxe et al., 2020; James et al., 2005; Park et al., 2014）在同一设计中同时结合了符号类型和字符串长度这两个因素。在James et al.（2005）的功能磁共振成像（fMRI）研究中，某些区域（左侧梭状回）在处理假词、单个字符（罗马字母、阿拉伯数字或中文字符）或随机字符字符串的任务中显示出相似的激活模式；但其他脑区则专门处理单个字母（左侧梭状回前部）或字母字符串（VWFA后部的左侧梭状回）。事件相关电位（ERP）和脑磁图（MEG）研究表明，在左侧枕部区域，字母的N1振幅高于数字；而在右侧对应区域则相反（Park et al., 2014），尽管也有报告指出数字会引起双侧反应（Aurtenetxe et al., 2020）。后续成分也显示字母的電生理过程更偏向左侧。有趣的是，只有在字母字符串的情况下，左侧半球的P2振幅才更高，而单个字母则不是这样。这种仅对字母字符串更活跃的现象很显著，因为任何类型的字符字符串都可以被认为是更具挑战性的，需要更多的注意力处理来感知多元素数组，并且如阅读认知模型（Coltheart et al., 2001）或转码模型（Dotan & Friedmann, 2018）以及最近的眼动追踪数据（de Chambrier et al., 2023）所建议的，这增加了信息处理的复杂性。这种“字符串”效应对字母的特异性可能反映了字母在作为单词阅读之前需要的一种独特处理步骤，可能是正字法性质的。相比之下，数字总是表示一个数量，无论它们是单独呈现还是出现在随机字符串中。对这两种元素类型的反应侧化与这样一个观点相符：即使在最早的视觉识别阶段，VOTC的专门化也反映了特定脑网络的共同激活（例如，偏向性连接假设，见Hannagan et al., 2015），即左半球的与语言相关的区域处理字母，以及右半球的与数量相关的顶叶区域处理数字。
这些研究表明，不同类别之间存在特定的侧化模式（字母——左半球；数字——右半球/双侧），并且字母字符串比单个字母引发了更强的左侧脑区反应，这表明存在专门的正字法处理。但证据仍然有限且分散，因为据我们所知，目前还没有研究系统地比较过以单个元素和字符串形式呈现的字母和数字。此外，所有研究都使用了需要主动处理视觉符号的任务，例如将每个字符（字符串）与之前呈现的字符进行比较，或检测某个字符的身份。由于这些任务需要自上而下的激活和显式的字符处理，因此尚不清楚在被动观看情境下是否以及如何观察到差异性处理。这将有助于理解不同字符类型和格式所涉及的自下而上的视觉处理。此外，这为未来比较不同发展阶段的字母和数字处理奠定了基础。在这里，我们使用快速周期性视觉刺激脑电图（FPVS-EEG）方法来解决这一空白，该方法对隐性的视觉区分特别敏感（Heinrich et al., 2009; Norcia et al., 2015）。这种频率标记范式测量与视觉刺激频率同步的神经反应。“异常”刺激（例如字母字符串；图1和图2）以1/5的比例周期性地插入到“基础”刺激（例如10Hz的数字字符串）流中，类似于异常刺激范式（见图2）。如果异常刺激与基础刺激被区分开来，那么在异常刺激的频率（2Hz）及其谐波（例如4Hz、6Hz、8Hz）处会观察到差异性脑活动。因此，该范式突出了特定于异常类别的处理过程，超出了两种刺激类型的共同过程。与6岁儿童相比，该范式显示数字引发了更强的右半球（RH）反应，而字母则表现出左侧脑区（LH）的反应，并伴有枕颞区域的电地形变化（Lochy & Schiltz, 2019）。
在这里，通过对比成人的单个字母和数字字符串，我们旨在测试字符串处理是否放大了特定类别的反应——特别是，字母是否在左半球单独激活正字法过程，而数字则激活与数量相关的网络。澄清符号类型和字符串长度之间的这种相互作用不仅将完善视觉单词和数字识别的模型，还将阐明文化发明如何塑造大脑半球的专业化。
