句法加工的fMRI研究

侯 静

句法加工的fMRI研究

侯 静

句法加工是语言理解中的重要环节,句法加工的脑机制问题是心理语言学和认知神经科学的重要研究内容。功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，简称fMRI)的出现为研究语言加工提供了一种新的信息资源，它能对句子中不同位置发生的大量语义分析操作进行检测，为研究语言的脑机制提供证据。详细阐述了如何运用fMRI来研究各种句法加工，并对当前的句法加工研究及fMRI技术进行了评价。

fMRI；句法加工；心理语言学；认知神经科学

一 引言

语序是指文法上的词汇顺序，任何语言都有主词、受词、动词之分，因此就出现了语序和语法格问题，多数语言都有一种主要语序，只是有时不止一种；另一方面，有些语言由于格变化相当地清楚因而语序相当地自由。因此，当人们在决定句法结构建构过程中采用何种语言属性时，语序自由度将是一个非常好的维度。

同汉语、英语等语言相比，拉丁语、荷兰语、德语等语言的语序要更为自由，混杂现象在其中非常普遍。在表现形式上，多重混杂句与不符合语法规则的句子很相似；在可接受度上，不符合语法规则的句子稍低于多重混杂句。虽然，从符合到不符合语法规则的句子在可接受度上呈下降趋势，但它们之间的差异不如符合语法规则但复杂度不同的句子间的差异显著。如何确定符合与不符合语法规则的句子间的差异呢？随着认知神经科学的发展，人们开始将诸如功能性磁共振成像(fMRI)之类的脑成像技术运用于心理语言学的研究，这使得对句子中不同位置发生的大量语义分析操作进行检测成为可能。fMRI是一种非常有效的研究脑功能的非介入技术，它以磁共振成像为基础，利用耗氧量的增加来建构脑活动图像，其优点是伤害性较小，应用安全，具有较高的空间分辨率，而且成本较低。近10年来，该技术在探测脑的语言功能方面取得了令人瞩目的成就。

二 fMRI在句法加工研究中的应用

研究句法加工的脑定位问题，目前主要采用脑损伤方法和脑成像技术，通过让被试进行各种涉及句法加工的操作，考察这些加工所涉及的脑区。常用的涉及句法的实验任务主要包括理解具有词类违反的句子、理解具有其它句法违反的句子以及进行各种句法操作。

为探讨句法结构复杂句与不符合语法规则的句子在加工过程中的神经解剖关联，研究者运用fMRI技术开展了一系列研究。对符合语法规则的句子来说，其复杂度操作的神经解剖关联是由回归分析中作为预测变量的可接受度决定的。研究发现，当人们根据经验判定句子的可接受度时，最相关的脑区位于大脑左半球下额脑回头盖骨下方的顶端。可接受度较低的句子会呈现更多的脑激活反应，该反应区主要位于下额脑回后部三分之一处下方和Broca区中心。在一项以听觉方式呈现正常句与假语词句的研究中，同样观察到多重混杂句在Broca区呈现出强烈的激活反应，该研究为复杂性效应收集了大量的证据。但是，不符合语法规则的句子的激活反应并未在显现复杂性效应的脑区发现，反而在大脑左半球下额叶的另一脑区发现。fMRI图像显示，非语法性效应的激活部位比符合语法规则的复杂句的激活部位略微靠后。此外，加工符合语法规则的句子时会发现右半球比左半球分布着更多的激活反应，而不符合语法规则的句子则刚好相反。总之，复杂句在Broca区的激活反应与不符合语法规则的句子在后头盖和顶骨的激活反应仍在观察中，研究者期望这些反应能对应于复杂性和非语法性。虽然后额盖区不太可能和句法违例有关，但新近研究发现，在检测不符合语法规则的句子时，后额盖区可能起着至关重要的作用。

根据以往研究，Broca区激活反应的增加与混杂论元的数量有关。如果假设句法转换是造成句子混杂的主要原因，那么在重构底层句子结构时必须依据表层结构。重构过程中所需的句法转换越多，Broca区的激活反应就越大。根据最小链接原理，语义分析旨在竭力减少句法链。句子建构的链越多，无法定位的名词短语(NP)就越多。相对标准句，混杂句有更多的链，这或许可看作是Broca区激活反应增加的一种解释。根据该解释，在fMRI实验中观察到的混杂句的脑激活反应与以往运用事件相关电位技术(ERP)的实验结果之间应存在某种关联。ERP研究发现，语义分析时，句法假设与知觉输入的短暂错配会引起一个额中回负波。因为每一个NP都会引起一种混杂负波，所以可以假定将这些负ERP成分相加便是在fMRI研究中所观察到的激活反应差异；另有研究发现，句子中引导转换加工所需的组成成份在大脑左半球的前额皮层上也引起了负ERP反应。因此，当每一个NP在重构底层结构的过程中表现出转化操作需求时，将其相加便是在fMRI研究中所观察到的参数复杂性效应。但由于fMRI的时间分辨率较低，所以很难对此推论进行评估。虽然fMRI可检测出由暂时性或仅几毫秒长的认知事件引起的大脑激活反应变化，但到目前为止该技术仍无法将每一个迅速连接的短暂连续事件加以分离。

三 结语与评价

心理语言学家常用词汇决策、旧词命名、自我定速阅读等心理测验技术研究句子加工，而利用这些技术进行的实验任务均基于句子理解的正确率与速度，并不能充分说明其脑机制。fMRI为研究语言加工提供了一种新的信息资源，它能反映行为研究中易混淆的认知加工子成分的主要神经，并对之前的行为与电生理学研究做很好的补充。虽然fMRI提供的功能性神经解剖图像使语言加工研究受益匪浅，但其成像原理使实验手段本身的精确度不可能是理想化的，因而并非所有差异都会在实验研究中呈现。但毋庸置疑的是，如今fMRI已经成为研究大脑思维活动的一种强有力的工具。

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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

陈砚秋 蔡雪岚)

侯静，在读硕士，西北师范大学，甘肃·兰州。邮政编码：730070

1672-6758(2010)01-0139-2

H043

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