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研究發(fā)現(xiàn)聲調(diào)與音位韻律感知的腦網(wǎng)絡(luò) 具有與其特征相關(guān)的相似性和差異性

2018-08-24 10:13來源:生物谷

聲調(diào)是漢語的重要特征。在聲調(diào)語言中,聲調(diào)與音位一樣起到區(qū)分意義的作用。但是,在長度上,聲調(diào)屬于超音段線索;在聲學(xué)屬性(由音高水平及輪廓決定)和發(fā)音方式(通過喉部控制)上,聲調(diào)與韻律十分相似。可見,在語言功能和聲學(xué)/發(fā)音運動特征上,聲調(diào)分別具有音位和韻律的特征。

聲調(diào)具有獨特的語言學(xué)地位,而且其感知機制也非常值得研究。首先,聲調(diào)是造成漢語感知和西語感知的腦網(wǎng)絡(luò)差異的重要原因,了解聲調(diào)感知的腦機制能幫助醫(yī)生在外科手術(shù)中更有針對性地保護(hù)言語感知的區(qū)域;再者,目前人工耳蝸較少考慮到聲調(diào)等低頻韻律在漢語表達(dá)中的作用,研究聲調(diào)的感知機制有利于研發(fā)出更適合于漢語交流的助聽設(shè)備;另外,聲調(diào)是非聲調(diào)母語者學(xué)習(xí)漢語常遇到的瓶頸,掌握聲調(diào)感知的規(guī)律能促進(jìn)對外漢語教學(xué)的設(shè)計和實踐。但是,直至目前,感知聲調(diào)的認(rèn)知神經(jīng)機制依然未被了解清楚。


前人已經(jīng)對言語感知的腦機制進(jìn)行了詳盡的探索。為了解決言語感知的“不變性”問題(如/du/和/di/兩者的/d/聲學(xué)屬性不同,但是人們依然將它感知為/d/),研究者提出了言語感知的運動理論:聽者通過重構(gòu)說話者的發(fā)音運動姿勢來完成言語感知。近年來的研究發(fā)現(xiàn)言語運動系統(tǒng)以代償調(diào)節(jié)的方式參與到了言語感知中。因此,聲調(diào)感知可能包含了“聽”和“說”的雙通路:處于顳葉的腹側(cè)通路對聲音進(jìn)行時頻解碼,處于額葉和頂葉的背側(cè)通路對言語進(jìn)行感覺運動整合。雙通路構(gòu)成環(huán)路動態(tài)地參與聲調(diào)感知。


偏側(cè)化和區(qū)域梯度表征是聽覺言語感知研究的兩個關(guān)注重點:時頻分析模型(spectrotemporal resolution model)和不對稱采樣模型(asymmetric sampling in time model)都預(yù)言,時程較短的言語線索(如音位)在聽皮層的激活區(qū)域偏左,而時程較長的(如韻律)偏右;這種假設(shè)得到大量研究支持。同樣,言語運動系統(tǒng)在言語感知中的參與也存在著音位–韻律的左右偏側(cè)化現(xiàn)象。另外,聽皮層對不同頻段和長度的聲音/言語線索呈現(xiàn)出梯度表征的模式。


但是,對于聲調(diào)感知的感覺運動整合、雙通路加工的偏側(cè)化和區(qū)域梯度表征機制的結(jié)論依然存在爭論。因此,中國科學(xué)院心理研究所行為科學(xué)重點實驗室杜憶研究組最近通過結(jié)合言語感知的雙通路模型和對已有文獻(xiàn)報告的激活點進(jìn)行的激活似然估計(activation likelihood estimate, ALE)元分析,進(jìn)一步探索了聲調(diào)感知的腦機制。他們從PubMed數(shù)據(jù)庫中收集并篩選出55篇言語感知的腦成像研究,并將其中包含的實驗分為聲調(diào)母語者的聲調(diào)感知(tonal tone, n=12)、非聲調(diào)母語者的聲調(diào)感知(non-tonal tone, n=7)、音位感知(phoneme, n=14)、詞長度的韻律感知(word prosody, n=15)和句子長度的韻律感知(sentence prosody, n=25)。將五組實驗的激活點分別進(jìn)行元分析計算后,對比不同通路上共激活的偏側(cè)化和梯度表征。


研究發(fā)現(xiàn),聲調(diào)感知與音位、韻律感知的腦機制的異同與線索特征的異同相關(guān)。具體而言,在參與時頻分析的腹側(cè)通路(左右側(cè)顳上回,STG)中,聲調(diào)感知激活區(qū)右偏側(cè)化且受到語言經(jīng)驗調(diào)節(jié),在左側(cè)STG的音位-韻律前后梯度分布中與音位激活區(qū)域重合,右側(cè)STG的音位-聲調(diào)-韻律的外前-內(nèi)后梯度分布中處于音位和韻律激活區(qū)域之間,分別表現(xiàn)出聲調(diào)的語言學(xué)和聲學(xué)屬性;在參與感覺運動整合的背側(cè)通路(左右側(cè)額葉、頂葉)中,聲調(diào)感知激活左單側(cè)化,與韻律激活區(qū)高度重合并位于音位激活區(qū)下方,表現(xiàn)出聲調(diào)的言語運動屬性。


該研究是**對比聲調(diào)、音位和韻律感知的腦機制的元分析研究。研究主要發(fā)現(xiàn)大腦在感知聲調(diào)、音位和韻律時呈現(xiàn)出與言語線索的語言功能、線索長度和發(fā)音姿勢相關(guān)的激活模式。該研究進(jìn)一步揭示了言語感知的認(rèn)知神經(jīng)機制,未來研究可進(jìn)一步探索大腦感知言語的動態(tài)過程。