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中国语言学年鉴2022:心理语言学研究综述(一)

作者:胡建华 等 来源:今日语言学 时间: 2023-12-19
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  心理语言学是在语言学与心理学基础上建立起来的一门交叉学科。心理语言学探索语言、心理及大脑之间的关系,研究语言的理解、产生、获得与发展,及其认知神经机制。

  人脑是自然界中最复杂的系统,而语言则是人脑中最重要的认知功能之一。语言、心理与人类大脑之间的关系,一直是心理语言学家孜孜探索的课题。在过去三十多年里,正电子断层扫描(Positron Emission Tomography,PET)、功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)、脑电图(Electroencephalogram,EEG)和脑磁图(Magnetoencephalography,MEG)等研究技术的引入,使得研究者可以更好地观察正常人在进行语言活动时的大脑活动,继而对大脑语言功能以及语言障碍脑机制做出更深入的研究。近年来,随着心理语言学与分子遗传学、信息科学等学科的交叉融合,以及脑成像和大数据处理等技术不断涌现和发展,语言与大脑的研究得到了迅速发展。值得一提的是,2021年正式启动的中国脑计划(即科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目)把语言作为重要的研究方向,因此可以预见我国学者将在心理语言学、神经语言学领域必将取得越来越多振奋人心的科研成果。

  在心理语言学这一学科之中,儿童语言获得是最具挑战性的研究领域之一。儿童语言获得主要研究儿童获得母语的过程和机制。儿童的语言获得具有迅速性和一致性的两大特点。儿童在短短的三四年时间之内,不经过任何形式的专门训练,就可以迅速地获得自己的母语。这一点与许多成人漫长而进步缓慢的外语学习相比,无疑是一件非常神奇的事情。此外,虽然每一个儿童所处的语言环境不尽相同,所接触到的语言输入在质和量上也不可能整齐划一,但每一个正常的儿童一般都在大致相同的时间段获得自己的母语。研究儿童语言获得,就是探究儿童获得语言的奥秘;而要探究儿童获得语言的奥秘,就不能无视儿童语言获得的迅速性和一致性这两大特点。(参看胡建华《作为经验科学的形式语言学:思想与方法》,《北京第二外国语学院学报》第5期)

  2021年,我国学者在语言的理解、产生与发展以及儿童语言获得领域做了大量研究,成果丰硕。下面将根据语言理解、语言产生、语言发展、二语习得、儿童语言获得这几个研究主题,对我国学者2021年在语言神经机制研究和儿童语言获得研究这两个领域所取得的成果做简要介绍。

 

  一、语言的理解、产生与发展

  (一)语言理解

  1. 言语感知与加工

  言语以声波为载体传递语言信息,是人类最自然、最高效的交流系统。关于言语认知神经基础的研究,研究者关注的问题如下。

  听觉系统是如何把声学信息转换成语言信息的?相比与其他声学刺激,大脑对言语刺激的加工机制在多大程度上具有特异性?在言语加工过程中,语流如何从背景噪音中分离?

  洪波等的论文Speech frequency-following response in human auditory cortex is more than a simple tracking(人类听觉皮层的语音频率跟随反应不只是一种简单的追踪,Neuroimage 第226卷)通过颅内脑电记录(intracranial EEG recordings),考察了大脑听觉皮层的频率跟随反应(frequency following response,简称FFR)对于F0和动态音高加工的影响。该研究发现听觉皮层的语音和类语音谐波复合刺激在F0处都有显著的FFR。FFR的振幅和相位相干性均表现出明显的谐波偏好,并从初级听觉皮层到周围的联合听觉皮层逐渐衰减。此外,FFR的频段与人类音高的范围有很大的重叠,揭示了它对类似语音的偏好,及其在处理语音语调和词汇声调方面的潜在作用。此外,洪波和王小勤等的论文Hierarchical cortical networks of “voice patches” for processing voices in human brain(人脑中人声处理子区域的层次化网络结构,PNAS第52期)通过颅内脑电研究了不同类别声音(中文语音,英文语音,非语言人声,动物叫声,自然的声音,以及相位打乱的声音等六个类别)在腹侧听觉皮层的表征。其研究结果显示颞叶的亚区域表现出对不同声音刺激的偏好,颞上回的几个不相连的子区域(该子区域被定义为voice patch)表现出对于人声的选择性,这些区域在功能上是连通的,形成双向层级网络进行语音处理。这项研究证明人声和人脸处理在大脑皮层具有类似的层次化加工机制。

  语言心理意象是在缺乏真实言语刺激的情况下产生的一种准知觉体验,像在脑海中说话或唱歌这种主观体验在人类中普遍存在。为探讨想象言语的神经表征及其与语言知觉的关系,高家红等的论文Neural representations of imagined speech revealed by frequency-tagged magnetoencephalography responses(频率标记脑磁图反应揭示想象言语的神经表征,NeuroImage第229卷)使用MEG研究了被试对汉语五字诗歌进行想象和感知时的神经活动。实验设计包含三种条件,分别是想象条件、知觉条件和控制条件。在想象条件中,先给被试视觉呈现诗歌内容,要求他们配合听到的纯音的频率在脑海中大声朗读诗歌;在知觉条件中,要求被试仔细听诗歌的音频,同时也视觉呈现内容;在控制条件中,要求被试配合听到的纯音频率在心里静默地数数字。结果发现,在诗歌句子层面,言语想象和言语感知具有相似的神经反应,表明了想象和感知可能具有共同的机制。

  吴艳红等的论文Common brain substrates underlying auditory speech priming and perceived spatial separation(听觉言语启动和感知空间分离的共同脑基础,Frontiers in Neuroscience第15期)研究了在“鸡尾酒会”环境下,听觉语音启动和感知空间分离对促进语音识别的脑神经机制。实验把听觉语音启动和感知空间分离两种线索整合到一个实验范式中,使用fMRI记录被试在听觉加工过程中的脑神经活动。结果发现,听觉语音启动和感知分离效应引起的神经活动在部分脑区有重叠,左侧额下回三角部的激活水平与这两种效应产生的行为表现具有相关性,并且这两种线索都增强了左侧额下回与抑制干扰的脑区的连接。结果表明,言语的运动表征对听觉语音启动和感知分离的非掩蔽效应都很重要,并强调了左侧额下回在鸡尾酒会环境中的这些非掩蔽效应中的关键作用。

  已有研究表明,音乐训练经验可加强言语刺激的听觉编码、运动编码和听觉—运动系统间的信息整合来提高人们在噪音背景下的言语感知能力。杜忆等人的论文The microstructural plasticity of the arcuate fasciculus undergirds improved speech in noise perception in musicians(弓状束微结构的可塑性促进音乐家在噪音声中的言语感知能力,Cerebral Cortex第9期)采用磁共振弥散张量成像技术,探讨了音乐训练经验是否可以通过引发听觉—运动神经环路的白质纤维(即弓状束)结构变化来影响噪音背景下言语感知能力。结果发现,相比于非音乐家,音乐家在右侧弓状束直接通路和左侧弓状束间接通路的连通性增强,并且这些改变与音乐家在噪音下言语感知能力的增强有关。

  2. 词汇和亚词汇层面的研究

  字词层面的认知加工,过去一直以来都是神经语言学领域研究的焦点。这些研究通过采用fMRI定位出视觉词形、语音、概念和语义等各类信息加工的相关脑区,以及通过脑电技术考察各种信息加工的时间进程。近年来不少研究从神经网络层面探讨各种信息的相互作用模式。

  不同个体对同一词汇的理解往往存在差异,为探讨词汇理解中个体差异的形成原因,王晓莎和毕彦超等的论文Idiosyncratic tower of babel: individual differences in word—meaning representation increase as word abstractness increases (奇特的巴别塔:词义表证的个体差异随词汇抽象性的增加而增加,Psychological Science第10期)结合基于行为测评的语义相关性模式和基于神经信号的激活模式,考察了不同类型客体名词、抽象名词和情绪相关词语的个体差异。该研究发现,人们理解抽象词的个体差异显著高于理解具体词的,并且这种差异程度可以被词汇语义表征感知觉经验/语言描述信息多少所预测。该研究为理解语言信息传递和交流有效性机制提供了理论基础。该研究也提示我们,增加语言的描述性及其与感知觉经验有关相关的具体性,有助于减少无效沟通,促进更高效的交流和讨论。

  语言存在不同的输入/输出模态,口语、书面语或者手语等均为物理性质不同的语言外化形式。高家红团队的论文A heteromodal word-meaning binding site in the visual word form area under top-down frontoparietal control(额定网络自上而下控制下的视觉词形区跨模态词义整合位点,Journal of Neuroscience第17期)结合fMRI技术和多模态的语言加工任务(听、说、读、写),发现在口语和书面语的词汇层面理解与表达加工过程中,位于枕颞交界皮层的视觉词形区内(visual word form area, VWFA) 存在一个跨模态的词-义整合中心,并且该区域受到额顶认知控制网络自上而下的调控。

  汉字作为词素,可以表示多个意义(比如,“月亮”和“月末”中,“月”的所指是不同的)。赵思敏、吴岩和朱祖德等的论文Morpho-semantic analysis of ambiguous morphemes in Chinese compound word recognition: An fMRI study(汉语复合词识别中奇异语素的形态-语义分析:一项fMRI研究,Neuropsychologia第157卷)结合fMRI技术和掩蔽启动范式下词汇决策任务,考察了在支持性语境和不支持性语境下,歧义词素语义加工的神经基础。在支持性语境条件下,启动词和靶字词中的同一单字词表示相同的意义(如启动词“月亮”和靶子词“月牙”);在不支持的语境下,启动词和靶子词中的同一单字词表示不同的意义(如“面容”和“面包”)。研究发现,相比于不相关的语境条件,支持性语境下的语义加工与左侧额上回和双侧颞中回的激活增加有关;不支持的语境条件下的词义加工与多个脑区的激活减少有关。

  张瑞、王振华、王小娟和杨剑峰的论文《汉字识别中亚词汇语音和语义信息在N170 上的神经适应》(《心理学报》第8期)利用汉字形声字声旁表音和形旁表义的独特性, 使用神经适应范式考察了N170 对汉字亚词汇语音和语义信息的敏感性。结果表明,左侧N170 不仅对整字语音和语义信息敏感, 还对亚词汇的声旁信息敏感; 而右侧N170 对整字语义以及亚词汇的形旁信息敏感。

  3. 短语和句子层面的研究

  短语和句子层面的语言理解语是一个涉及多层面、多维度的复杂认知过程,不仅需要理解单个词语的意义,还需要理解词与词之间的关系,以及对功能词、词序、语境等信息进行加工。过去的研究采用违背范式、启动范式等实验范式,较为一致地发现额下回和后颞叶皮层等脑区在句子理解中具有重要作用,而时间进程方面的进展主要体现在对早期前部负波(Left anterior negativities, LAN) 、N400和P600等脑电成分的深入研究。在前人研究基础上,2021年,我国学者从短语组合、句法启动、语义预测、语境加工等不同层面,探讨了汉语短语和句子加工的认知神经基础。

  王穗苹等的论文The role of left angular gyrus in the representation of linguistic composition relations(左侧角回在语言组合关系表征中的作用,Human Brain Mapping第7期)采用fMRI探讨了人脑是如何构建不同类型的短语组合关系。实验中选用的了四种不同组合关系的短语结构,包括主谓短语(名+形,如“裙子漂亮”)、动宾短语(动+名,如“修改密码”)、偏正短语(形+名,如“优秀学生”)和并列短语(形+形,如“干净整洁”)。研究者采用表征相似性分析(Representation similarity analysis,RSA),量化基于短语材料之间相似性矩阵与大脑激活模式相似性矩阵的相关程度,从而确定哪个或哪些脑区的激活模式能有效区分不同类型的短语结构。分析结果表明,左侧角回(angular gyrus)可以区分不同类型的构词关系,表明该脑区在表征和区分不同短语组合关系中发挥重要作用。

  Perlmutter提出的非宾格假设(Unaccusative Hypothesis)认为,不及物动词在句法上可以分为非宾格动词和非作格动词,然而汉语不及物动词是否存在二分现象还存在争议。杨亦鸣等的论文Brain regions involved in underlying syntactic processing of mandarin Chinese intransitive verbs: An fMRI study(汉语不及物动词句法加工的脑区:一项fMRI研究,Brain Sciences第8期)采用fMRI,对比了加工汉语深层非宾格句(deep unaccusative sentences,如“客人全来了”)、非作格句(unergative sentences,如“孩子全哭了”)和被动句(如“学生被打了”)的神经活动。研究结果发现,深层非宾格句和非作格句的神经活动没有显著差异,而被动句相比于其他两类句子加工,则激活了左侧颞上回和额中回。该研究表明汉语的句法加工中可能不存在宾格和非作格动词的区别,但两者与被动动词的加工则有所区别。

  相比于印欧语,汉语句法与语义的独立性较弱。研究者一直致力于探讨是否存在相对独立的汉语句法表征神经系统。朱祖德等的论文Independent syntactic representation identified in left front-temporal cortex during Chinese sentence comprehension(汉语句子理解中左侧额-颞叶皮层支持独立的句法表征,Brain and Language 第214卷)结合fMRI技术和启动范式,通过操控同一目标句前启动句的句法结构类型(目标被动句前面为被动句或主动句),从而构建了有句法启动条件与无句法启动条件。研究结果表明,在左脑的颞极、额下回和中央前回观察到了句法启动效应,表现为这些脑区的激活在句法启动条件比无句法启动条件下更弱。该研究从神经层面为汉语句法的独立表征提供了证据。

  音乐训练可以促进声音的感知,目前大部分相关的研究焦点在音乐对较低层级的语言感知的影响,对较高层级的语言加工如语义加工的了解甚少。李晓庆等的论文The impact of musical expertise on anticipatory semantic processing during online speech comprehension: An electroencephalography study (音乐经验对在线言语理解中语义预期加工的影响:一项脑电波研究,Brain and Language 第221卷)采用脑电技术探讨了音乐训练是否影响句子理解中的语义预测加工。研究中通过语义限制(强/弱)来操作语义预测性的高低。在语义限制强的句子(例如“他为了给妹妹过生日,买了一个蛋糕带回家”)和语义限制弱的句子(例如“他为了给妹妹个惊喜,买了一个蛋糕带回家”)中,前半个句子对语境内容进行限定,形成了对后面关键名词(“蛋糕”)或高或低的预测性。结果发现,在关键名词处(蛋糕),两组被试在语义强限制条件都比语义弱限制条件出现了更弱的N400;而在目标动词处,音乐家的脑电信号振幅和β振荡功率都表现出语义约束效应,并且与接下来出现的名词的可预测性相关,而非音乐家只表现出与当前动词出现的可预测性相关的事件相关电位,研究表明音乐专业知识可以增强在语言理解中的语义预测加工。

  以往研究表明,情绪词比中性词更能引起个体的注意,但关于情绪词汇在语境中处理过程研究较少。杨玉芳等的论文The effect of congruent emotional context in emotional word processing during discourse comprehension(语篇理解中情感语境一致性对情感词加工的影响,Journal of Neurolinguistics 第59卷 )采用脑电技术研究了语义理解过程中,一致性情绪语境对后续情绪词加工的影响。实验操纵了前后两个句子的情绪(消极—消极,中性—消极,中性—中性),目标词位于后一个句子,与后句子的情绪相符。ERP结果表明,消极—消极条件的目标词,比中性—中性条件的产生更小的N400,并且消极—消极条件的目标词比另两个条件产生更大的后期正向波(Late Positive Complex,LPC)。该研究表明,一致的情感语境降低了语义分析,并在语篇理解的后期产生更多的情感评价。这些发现有助于阐明情感语境在语言理解中的作用。

 

本篇作者:胡建华 徐敏 彭鹭鹭

 

 

未完待续 

 

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