双语脑的研究：不同的语言是否有不同的皮层机制？，本文主要内容关键词为：皮层论文,双语论文,机制论文,语言论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
人们公认人脑左半球有掌握语言的特殊皮层结构，有人将之称为“语言器官”。但是，当人们掌握多种语言时，是否有不同的皮层机制分别支持不同语言？心理语言学家和神经语言学家对这个问题一直很感兴趣。人们发现，那些由于脑损伤而患失语症的人，如果他在脑损伤前掌握两种以上的语言，那么，他的失语只会发生在某种语言上，而不是全部语言功能都丧失。另外，在失语症病人的语言恢复中，人们也发现，不同语言的恢复进程也不一样。这是否意味着学习和加工第一语言(L1)和第二语言(L2)的大脑区域有所不同？同时，双语被试的一些脑成像研究也证明L1和L2皮层机制间存在差异[1,2,3]，但也有研究表明L1和L2的皮层表征没有区别。即使承认不同语言的皮层机制存在差异，对于差异存在的原因，也未得到比较一致的结论。一些研究发现，学习L2的年龄决定了加工不同语言的脑区激活是否重叠；还有研究发现，语言的流利程度、获得方式、加工策略的不同，也可能成为皮层活动差异的原因。总之，L1和L2的学习、存贮和运用有哪些相似与不同，对研究者们来说还是一个不解之谜。本文将对有关上述问题的研究现状做一个初步的归纳和综述。
1 加工L1和L2有相同的皮层机制的证据
Klein等人用汉—英双语被试考察动词产生任务中的皮层活动情况，并未发现加工L1和L2有何不同[4]。被试母语都是汉语，英语是在青春期获得的，尽管L2的获得时间较晚，但两种语言加工任务激活了同样的皮层结构（额叶左下部、额叶背侧、颞皮层、顶皮层和小脑右边）。因此，他们认为，L1和L2有共同的宏观皮层机制。
Chee等利用fMRI技术研究了汉—英双语被试在完成词干补笔任务时的皮层激活情况[5]。他们发现，无论早期（6岁以前学习L2）还是晚期（12岁以后学习L2）的双语者，在完成任务时的脑区激活（左额前区的额下回及其附属区域，左右两侧的枕区和顶区）情况是相同的。L2的学习年龄对两种语言的皮层表征没有什么影响，而且和单语者的皮层表征相同。
Chee和他的同事还利用同样的技术研究了早期的汉—英双语被试（6岁以前接触两种语言）在完成判断句子正误任务时的皮层激活情况[6]。他们发现激活最强的区域在前额皮层的中部和下部（左侧的激活范围更广）、左颞区，左角回、附属运动区的最前部（左侧有更多激活）、双侧顶叶的上部和枕叶区，对两种语言说来，激活的区域没有差异。研究者由此得出结论说，早期流利双语者在加工句法复杂的汉语和英语句子时有共同的宏观皮层激活，他们的结果支持早期双语者的两种语言表征的“单一存贮模型”的假设。然而，该研究只用了在生命早期获得双语的被试，并不能排除晚期的双语被试（L2的语音和句法技能较差）符合“双存贮模型”假设。
Illes等人利用fMRI考察了8个英—西班牙双语被试在完成语义判断任务（具体／抽象判断）时的大脑不同区域的激活情况[7]。8个被试在完成两种语言的任务时都激活了左额下回（其中6个被试在两种语言任务中都激活了右额下回）。他们认为在宏观解剖水平上，双语脑有共同的神经系统负责两种语言的语义加工。
Hernandez等人研究了6个西班牙—英语双语被试在图画命名任务中的脑活动情况，发现两种语言的加工在激活区域和强度上都没有差异[8]。因此他们认为在不同语言的命名加工中不存在宏观解剖学的脑区差异。
Perani利用PET考察了两组流利的双语被试在听故事的任务中的皮层活动情况[9]。这两组被试分别是高流利晚获得组(HPLA,high proficiency,late acquisition)和高流利早获得组(HPEA,high proficiency,early acquisition)。两组被试在加工两种语言时所激活的大脑皮层很相似。在HPLA组（L1为意大利语，L2为晚获得的英语），听意大利语故事时激活主要在左侧颞叶（颞极、颞上沟、颞中回和海马结构）。听英语故事时在左侧颓叶表现出相同的激活模式，另外在双侧的海马结构也被激活。在HPEA组（L1为西班牙语或Catalan语，L2为早期获得的Catalan语或西班牙语），两种语言都激活了双侧的颞极、海马结构、舌状回(lingual gyrus)以及左半球的颞上沟、顶叶下部和小脑蚓部(cerebellar vermis)，两种语言只在右半球（颞中回加工L1，海马结构和顶叶上部加工L2）有差异。研究者由此认为，L2达到高度流利的双语者不会因获得年龄的早晚而导致皮层活动上的差异。
2 加工L1和L2有不同的皮层机制的证据
Perani et al.(1996)用PET研究了意大利—英语双语被试在听故事时的脑区激活情况[10]。他们的被试的L2属中等水平。研究发现，在加工L1时额下回、颞回上部和中部、颞极、角回和右小脑被激活；加工L2时这些语言区的激活明显减少，只有左右侧颞叶的上部和中部、双侧的副海马(parahippocampal)区域保持激活。研究者认为，他们的研究结果支持大脑中两种语言的表征有部分差异的假设。
Kim比较了早期和晚期的双语被试在内部句子产生任务中的皮层激活情况[3]。他们发现，在早期的双语被试中，两种语言的加工在Broca区和Wernicke区所引起的激活是相同的；而在晚期的双语被试中，两种语言的加工在Wernicke区引起的激活相同，但在左侧的Broca区靠近中心的部位，有两处激活明显不同。研究者认为，在Broca区出现的两种语言的分离是由于习得年龄的不同导致。
Dehaene et al.(1997)利用fMRI技术研究了8个法—英双语（L2中等水平）的被试在听故事任务时的大脑活动情况[11]。在L1的加工中，所有被试都表现出非常一致的左侧颞叶皮层的激活（颞上沟和颞回的中上部，而在加工L2时，不同被试间表现出很大差异，其中6个被试左侧颞叶的不同区域被激活，另外两个被试则只在右侧颞叶有激活）。在听L1的故事时，左侧颞叶的平均激活水平明显高于右侧颞叶；而在听L2的故事时，平均激活量大大减少了，但左侧颞叶的激活还是明显高于右侧颞叶。此外，他们还发现，有几个被试在加工L2时激活了左额下回和扣带回前部，但加工L1时则没有激活该区域。扣带回前部在“注意、控制和中央决策”类型的加工任务中起重要作用[12]。该区域的激活可能是因为被试在加工L2时需要更多的认知资源，如加工L2时需要集中注意，使L2的句子保持在工作记忆中，以便对之进行加工；而对于L1则是自动化加工。
一些研究者认为，L1和L2两种语言加工间的差异肯定存在，这种差异可能来自语言本身，也可能来自语言习得者掌握该语言的程度差异。但是，如果确实L1和L2的加工有不同的神经物质基础的话，那么支持L2的神经物质是什么，为什么有关研究在这个问题上得不到比较一致的结论？
3 影响L1和L2皮层表征的原因分析
3.1 L2的获得时间
早期的语言获得研究发现，婴儿很快便能够习惯于母语的特征。现实生活中，人们也发现，孩子在学习语言方面比成人更有优势，从而认为孩子学习语言有特殊的天赋。大量证据表明，人类的语言学习存在着关键期或敏感期。由此人们推测，这可能是因为负责语言加工的神经回路发展可塑性的丧失所致，这一假设被称为“结晶化假设”(the crystallization hypothesis)。结晶化假设推测，开始学习L2的时间越晚，L1和L2的皮层表征的差异就会越大。这一假设得到部分证据的支持。例如，Kim et al.(1997)的研究发现，早期的双语者在内部言语产生任务中，加工L1和L2时Broca区的活动是完全重合的，而晚期的双语者则不同。而Chee et al.(1999)用早期的汉一英双语被试（6岁以前接触两种语言）所做的研究也表明，在加工两种语言时大脑的活动情况没有什么差异。
然而，关于语言学习的关键期问题，近来也遇到了挑战，VarghaKhadem报告，一个病人因Aturge-Weber症而影响到左半球的功能，不会讲话，但在9岁时切除左半球后，他的语言能力有了极大提高[13]。他们认为，在切除左脑后，右脑承担了左脑的功能，包括语言的获得。尽管该个案的情况还有待进一步详细追踪研究，但它提醒人们，较迟的语言获得不是不可能的，也许语言学习的早晚不是个问题。Pallier等人对在法国家庭长大的被收养的韩国儿童所做的研究表明，被收养的韩国儿童不能从其他语言中分辨出母语——韩国语；fMRI数据显示，他们听韩语和听其它的日语、波兰语时的皮层活动没有什么区别；他们听法语时的皮层反应明显比听其他语言时的反应要强，但与母语为法语的被试相比，反应要弱[14]。如果按照语言的关键期理论，这些3-8岁被收养的孩子，其母语应该在大脑中留下痕迹，但这里没有检测到，既无皮层上的反应，也无行为上的表现，在韩语词、句测验中，他们的表现并不比法语被试强。法语似乎完全取代了他们的母语，因为在被收养后，他们就丧失了接触母语的机会。
3.2 第二语言的流利程度
Dehaene等人的研究中所用被试的L2为中等流利程度。他们的研究结果表明，在加工L1时，被试的大脑活动情况相同，在加工L2时，被试的脑活动有很大差异。Perani等人的研究表明，学习L2的时间早晚与皮层表征无关，关键是被试L2是否达到流利程度，Perani还特别与他们1996年的研究（两个研究在任务和方法上一致，被试类型为LPLA，即低流利性，晚获得年龄）作了对比，也证明不流利的被试在完成两种语言任务时皮层活动有更大的变异。但此结果并不能排除学习年龄的影响。事实上，早期开始学习L2的人往往更易达到流利，晚学者则不易达到高度流利，即使达到流利程度其语音和句法上可能也不能达到与母语者相同的水平。如前面提到的Kim的研究中，也许晚期双语者皮层活动上的差异正是由于流利程度上的差异导致的。遗憾的是，研究者没有描述晚期双语者在语音（外语口音）和句法技能（有无句法错误）上的表现，只是说他们的L2达到高度流利的水平。
如果高度流利的被试在加工L1和L2上不存在皮层差异，这似乎与很多实验条件下的行为研究结果不太契合。初生一个月的婴儿就能学到母语的很多语音特征[15][16]。而且有专家声称，即使是很早（3岁左右）习得L2的人也会带有外语口音。Weber-Fox和Neville报告，甚至是1-3岁左右接触L2的英—汉双语被试在进行语法任务判断中其精确性也不如母语者[17]。Pallier等人也发现，以西班牙语为母语的双语被试(Spanish-Catalan,HPEA)根据母语来组织元音[18]。这说明L2很难达到与L1对等的地位。
另外一种观点则认为，在L2不流利时，大脑皮层活动所以有很大的变异，是因为加工那些与L1不同的方面需要调动更多的皮层活动来完成。根据Paradis(1998)的研究，在L2学习的初始阶段，无论孩子还是成人学习者，都有更多的右半球活动卷入到词联系加工活动中去。因为，加工L2必须用更多的认知资源，使L2的句子保持在工作记忆中便于加工。以后，随着L2流利性的提高，双语者开始用相同的神经机制加工L1和L2。但这并不能排除大脑是用L1的语言结构来模拟L2的相应方面的加工。Tan LH.等的研究正反映了这一点，在他们的研究中，汉—英双语被试（L2英语达到高度流利）在进行英语语音加工时，与进行汉语语音加工时激活的脑区相同[19]。一般认为，英语的音韵判断任务涉及到语音的精细加工，而左侧颞区的中上部主要负责语音的精细分析，单语的英语被试在同样的音韵判断任务中激活的正是这个区域，而汉—英双语被试在同样的英语任务中并未激活左侧颞区，激活的却是与加工汉语音韵判断任务相同的区域——左额中皮层，这说明汉—英双语者可能在用加工母语的策略加工英语。
3.3 获得的方式和策略
Paradis假设，语言学习或获得的方式决定是程序性记忆还是陈述性记忆系统参与其中，如果L1和L2在非正式情景或场合获得，并且达到流利程度，它们的语音和词位句法信息则存贮在程序性记忆系统，如果是在7岁以后以传统方式学习L2，其流利程度会受到限制，其语音和词位句法信息则更可能保存在陈述性记忆系统中[20]。而L1和L2的字典表征则始终存贮在陈述性记忆系统中，这也许可以用来解释为什么学习L2的单词对成人来说并不困难。
20世纪60年代，K.Kainz发现，在失语症病人中通常恢复较好的是那些不能自动说出的而需要意识努力的语言。按照Kainz的观点，失语症主要对那些自动化程度高、不需要意识参与的语言有影响[21]。学习语言的年龄、学习方式的差异影响语言在大脑中的存贮方式。当L2是正式学到的并主要在学校运用的话，则倾向于比L1有更广泛的皮层表征。如果是非正式获得的，则会象L1一样更可能卷入皮层下结构（如基底神经节和小脑）的活动[22]。
有这样一个病人EM，他的左侧基底神经节受损，丧失了用母语表达自己的能力。然而她在L2上表现出很好的言语产生技能，而她的L2在受伤前只是达到阅读和理解水平，有趣的是过去她从未说过该语言。因此，研究者推测，正式和非正式习得的语言可能在加工时运用不同的记忆策略。很可能，EM关于L1的语法成分以程序性记忆的方式保存，而L2则保存在陈述性记忆系统中。
3.4 加工任务的不同
在有关双语认知的研究中，有研究者主强不同的语言通达共同的语义网络，照此推测如果是语义水平的加工，则应该有相同的皮层激活。Illes和Hernandez等人的研究都表明，语义水平的加工不存在皮层活动差异。再看一下那些得出皮层表征相同的结论的研究，其任务更多是词汇水平的加工，如语词产生、词干补笔、语义判断之类的。在使用句子加工和更高水平的听故事任务中则出现了更多的差异。例如，Kim要求被试完成内部句子产生任务，Perani和Dehaene使用的都是听故事任务，这些任务都涉及到句法加工。如果说不同的语言有共同的语义表征系统，语义水平的加工激活相同的皮层区，那么句法则可能是另外一种情况，因为不同语言的句法结构可能有很大不同。事实上，青春期以后学习L2的人，很难获得不受母语影响的纯正口音和娴熟句法，但在学习外语词汇方面却毫不费力，这也从另一侧面证明词汇加工不同于语音和句法加工。但这种推测还有待实验证据来证明。
另外，有研究者推测，在完成言语理解任务时不存在跨语言的脑区活动差异，而完成言语产生任务时则有不同的脑区激活。因为言语理解更多地依赖词义和概念加工，言语产生则必然要涉及到语音和句法加工，而这也正是双语者在L2中容易受到限制的方面。在目前的研究中，所谓的双语者的高度流利可能都是基于理解能力确定的，而未考虑其它方面。
4 小结
对双语脑的探讨虽然已经取得了一些有意义的结果，但也存在一些问题值得我们去思考。首先，语言流利程度的划分应尽量标准化。在上述研究中，研究者所用被试的语言流利程度并没有接受严格的水平评估，只是粗略地划分为流利、中等，而不同研究者的划分标准可能完全不一样，因为语言能力涉及的方面太多了，有时难免顾此失彼。另外，复杂的加工任务所涉及到的认知活动要明确。研究中所使用的任务不同，其加工水平和加工机制也会有所不同，所涉及到的脑区活动也就难以确定到底是哪种加工引起的。例如，听故事任务本身的语言和语用特性我们还不太清楚，要做到合理解释该任务中所得到的数据就更难了。最后，脑功能成像技术本身还存在很大的局限性：第一，功能的皮层表征研究需要以秒来计，而语言加工是以毫秒来计的；第二，神经成像技术不能确定皮层结构的活动是激活的加工还是抑制的加工（如，在语词产生任务中右侧Broca区的激活可能是神经生理抑制加工增强的结果）；第三，神经成像研究的结果和临床神经心理学的发现只有部分的一致。
无论如何，进一步了解语言获得和表征的信息是非常必要的。它不仅有利于我们选择更好的策略学习L2，而且了解与语言加工的脑区活动对神经外科手术也很有意义，知道哪些脑区与语言加工有关，就可以在脑外科手术中尽可能避免破坏这些区域。
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