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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
最近更新時(shí)間：2018-12-26
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聲調(diào)是漢語(yǔ)的重要特征。在聲調(diào)語(yǔ)言中，聲調(diào)與音位一樣起到區(qū)分意義的作用。但是，在長(zhǎng)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(guò)喉部控制）上，聲調(diào)與韻律十分相似?？梢?jiàn)，在語(yǔ)言功能和聲學(xué)/發(fā)音運(yùn)動(dòng)特征上，聲調(diào)分別具有音位和韻律的特征。
聲調(diào)具有*的語(yǔ)言學(xué)地位，而且其感知機(jī)制也非常值得研究。首先，聲調(diào)是造成漢語(yǔ)感知和西語(yǔ)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(jī)制能幫助醫(yī)生在外科手術(shù)中更有針對(duì)性地保護(hù)言語(yǔ)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(yǔ)表達(dá)中的作用，研究聲調(diào)的感知機(jī)制有利于研發(fā)出更適合于漢語(yǔ)交流的助聽(tīng)設(shè)備；另外，聲調(diào)是非聲調(diào)母語(yǔ)者學(xué)習(xí)漢語(yǔ)常遇到的瓶頸，掌握聲調(diào)感知的規(guī)律能促進(jìn)對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐。但是，直至目前，感知聲調(diào)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制依然未被了解清楚。
前人已經(jīng)對(duì)言語(yǔ)感知的腦機(jī)制進(jìn)行了詳盡的探索。為了解決言語(yǔ)感知的“不變性”問(wèn)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(yǔ)感知的運(yùn)動(dòng)理論：聽(tīng)者通過(guò)重構(gòu)說(shuō)話(huà)者的發(fā)音運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)來(lái)完成言語(yǔ)感知。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)言語(yǔ)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以代償調(diào)節(jié)的方式參與到了言語(yǔ)感知中。因此，聲調(diào)感知可能包含了“聽(tīng)”和“說(shuō)”的雙通路：處于顳葉的腹側(cè)通路對(duì)聲音進(jìn)行時(shí)頻解碼，處于額葉和頂葉的背側(cè)通路對(duì)言語(yǔ)進(jìn)行感覺(jué)運(yùn)動(dòng)整合。雙通路構(gòu)成環(huán)路動(dòng)態(tài)地參與聲調(diào)感知。
偏側(cè)化和區(qū)域梯度表征是聽(tīng)覺(jué)言語(yǔ)感知研究的兩個(gè)關(guān)注重點(diǎn)：時(shí)頻分析模型（spectrotemporal resolution model）和不對(duì)稱(chēng)采樣模型（asymmetric sampling in time model）都預(yù)言，時(shí)程較短的言語(yǔ)線索(如音位)在聽(tīng)皮層的激活區(qū)域偏左，而時(shí)程較長(zhǎng)的(如韻律)偏右；這種假設(shè)得到大量研究支持。同樣，言語(yǔ)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在言語(yǔ)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(tīng)皮層對(duì)不同頻段和長(zhǎng)度的聲音/言語(yǔ)線索呈現(xiàn)出梯度表征的模式。
但是，于聲調(diào)感知的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)整合、雙通路加工的偏側(cè)化和區(qū)域梯度表征機(jī)制的結(jié)論依然存在爭(zhēng)論。因此，中國(guó)科學(xué)院心理研究所行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜憶研究組近通過(guò)結(jié)合言語(yǔ)感知的雙通路模型和對(duì)已有文獻(xiàn)報(bào)告的激活點(diǎn)進(jìn)行的激活似然估計(jì)（activation likelihood estimate， ALE）元分析，進(jìn)一步探索了聲調(diào)感知的腦機(jī)制。他們從PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)中收集并篩選出55篇言語(yǔ)感知的腦成像研究，并將其中包含的實(shí)驗(yàn)分為聲調(diào)母語(yǔ)者的聲調(diào)感知（tonal tone， n=12）、非聲調(diào)母語(yǔ)者的聲調(diào)感知（non-tonal tone， n=7）、音位感知（phoneme， n=14）、詞長(zhǎng)度的韻律感知（word prosody， n=15）和句子長(zhǎng)度的韻律感知（sentence prosody， n=25）。將五組實(shí)驗(yàn)的激活點(diǎn)分別進(jìn)行元分析計(jì)算后，對(duì)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(jī)制的異同與線索特征的異同相關(guān)。具體而言，在參與時(shí)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(yǔ)言經(jīng)驗(yàn)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(yǔ)言學(xué)和聲學(xué)屬性；在參與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)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(yǔ)運(yùn)動(dòng)屬性。
該研究是對(duì)比聲調(diào)、音位和韻律感知的腦機(jī)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(shí)呈現(xiàn)出與言語(yǔ)線索的語(yǔ)言功能、線索長(zhǎng)度和發(fā)音姿勢(shì)相關(guān)的激活模式。該研究進(jìn)一步揭示了言語(yǔ)感知的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制，未來(lái)研究可進(jìn)一步探索大腦感知言語(yǔ)的動(dòng)態(tài)過(guò)程