句法加工的fMRI研究

侯 靜

句法加工的fMRI研究

侯 靜

句法加工是語言理解中的重要環節,句法加工的腦機制問題是心理語言學和認知神經科學的重要研究內容。功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，簡稱fMRI)的出現為研究語言加工提供了一種新的信息資源，它能對句子中不同位置發生的大量語義分析操作進行檢測，為研究語言的腦機制提供證據。詳細闡述了如何運用fMRI來研究各種句法加工，并對當前的句法加工研究及fMRI技術進行了評價。

fMRI；句法加工；心理語言學；認知神經科學

一 引言

語序是指文法上的詞匯順序，任何語言都有主詞、受詞、動詞之分，因此就出現了語序和語法格問題，多數語言都有一種主要語序，只是有時不止一種；另一方面，有些語言由于格變化相當地清楚因而語序相當地自由。因此，當人們在決定句法結構建構過程中采用何種語言屬性時，語序自由度將是一個非常好的維度。

同漢語、英語等語言相比，拉丁語、荷蘭語、德語等語言的語序要更為自由，混雜現象在其中非常普遍。在表現形式上，多重混雜句與不符合語法規則的句子很相似；在可接受度上，不符合語法規則的句子稍低于多重混雜句。雖然，從符合到不符合語法規則的句子在可接受度上呈下降趨勢，但它們之間的差異不如符合語法規則但復雜度不同的句子間的差異顯著。如何確定符合與不符合語法規則的句子間的差異呢？隨著認知神經科學的發展，人們開始將諸如功能性磁共振成像(fMRI)之類的腦成像技術運用于心理語言學的研究，這使得對句子中不同位置發生的大量語義分析操作進行檢測成為可能。fMRI是一種非常有效的研究腦功能的非介入技術，它以磁共振成像為基礎，利用耗氧量的增加來建構腦活動圖像，其優點是傷害性較小，應用安全，具有較高的空間分辨率，而且成本較低。近10年來，該技術在探測腦的語言功能方面取得了令人矚目的成就。

二 fMRI在句法加工研究中的應用

研究句法加工的腦定位問題，目前主要采用腦損傷方法和腦成像技術，通過讓被試進行各種涉及句法加工的操作，考察這些加工所涉及的腦區。常用的涉及句法的實驗任務主要包括理解具有詞類違反的句子、理解具有其它句法違反的句子以及進行各種句法操作。

為探討句法結構復雜句與不符合語法規則的句子在加工過程中的神經解剖關聯，研究者運用fMRI技術開展了一系列研究。對符合語法規則的句子來說，其復雜度操作的神經解剖關聯是由回歸分析中作為預測變量的可接受度決定的。研究發現，當人們根據經驗判定句子的可接受度時，最相關的腦區位于大腦左半球下額腦回頭蓋骨下方的頂端。可接受度較低的句子會呈現更多的腦激活反應，該反應區主要位于下額腦回后部三分之一處下方和Broca區中心。在一項以聽覺方式呈現正常句與假語詞句的研究中，同樣觀察到多重混雜句在Broca區呈現出強烈的激活反應，該研究為復雜性效應收集了大量的證據。但是，不符合語法規則的句子的激活反應并未在顯現復雜性效應的腦區發現，反而在大腦左半球下額葉的另一腦區發現。fMRI圖像顯示，非語法性效應的激活部位比符合語法規則的復雜句的激活部位略微靠后。此外，加工符合語法規則的句子時會發現右半球比左半球分布著更多的激活反應，而不符合語法規則的句子則剛好相反。總之，復雜句在Broca區的激活反應與不符合語法規則的句子在后頭蓋和頂骨的激活反應仍在觀察中，研究者期望這些反應能對應于復雜性和非語法性。雖然后額蓋區不太可能和句法違例有關，但新近研究發現，在檢測不符合語法規則的句子時，后額蓋區可能起著至關重要的作用。

根據以往研究，Broca區激活反應的增加與混雜論元的數量有關。如果假設句法轉換是造成句子混雜的主要原因，那么在重構底層句子結構時必須依據表層結構。重構過程中所需的句法轉換越多，Broca區的激活反應就越大。根據最小鏈接原理，語義分析旨在竭力減少句法鏈。句子建構的鏈越多，無法定位的名詞短語(NP)就越多。相對標準句，混雜句有更多的鏈，這或許可看作是Broca區激活反應增加的一種解釋。根據該解釋，在fMRI實驗中觀察到的混雜句的腦激活反應與以往運用事件相關電位技術(ERP)的實驗結果之間應存在某種關聯。ERP研究發現，語義分析時，句法假設與知覺輸入的短暫錯配會引起一個額中回負波。因為每一個NP都會引起一種混雜負波，所以可以假定將這些負ERP成分相加便是在fMRI研究中所觀察到的激活反應差異；另有研究發現，句子中引導轉換加工所需的組成成份在大腦左半球的前額皮層上也引起了負ERP反應。因此，當每一個NP在重構底層結構的過程中表現出轉化操作需求時，將其相加便是在fMRI研究中所觀察到的參數復雜性效應。但由于fMRI的時間分辨率較低，所以很難對此推論進行評估。雖然fMRI可檢測出由暫時性或僅幾毫秒長的認知事件引起的大腦激活反應變化，但到目前為止該技術仍無法將每一個迅速連接的短暫連續事件加以分離。

三 結語與評價

心理語言學家常用詞匯決策、舊詞命名、自我定速閱讀等心理測驗技術研究句子加工，而利用這些技術進行的實驗任務均基于句子理解的正確率與速度，并不能充分說明其腦機制。fMRI為研究語言加工提供了一種新的信息資源，它能反映行為研究中易混淆的認知加工子成分的主要神經，并對之前的行為與電生理學研究做很好的補充。雖然fMRI提供的功能性神經解剖圖像使語言加工研究受益匪淺，但其成像原理使實驗手段本身的精確度不可能是理想化的，因而并非所有差異都會在實驗研究中呈現。但毋庸置疑的是，如今fMRI已經成為研究大腦思維活動的一種強有力的工具。

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fMRIResearchofSyntacticProcessing

Hou Jing

The syntactic processing is an important part of the language comprehension. The brain mechanism of syntactic processing is a major research area of the psycholinguistics and cognitive neuroscience. The application of the fMRI provides a new approach for the research of syntactic processing, and it can tests the parsing which happens in the different position of the sentence and provides us with the proof for the brain mechanisms of the language research. This article studies how to use the fMRI to analyze the syntactic processing and assesses the functions of fMRI.

fMRI；syntactic processing；psycholinguistics；cognitive neuroscience

ClassNo.:H043DocumentMark:A

陳硯秋 蔡雪嵐)

侯靜，在讀碩士，西北師范大學，甘肅·蘭州。郵政編碼：730070

1672-6758(2010)01-0139-2

H043

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