探奇索隐觅真知

杨娇

回忆起在法国里昂大学求学的日子，蔡清用了“有趣”这两个字来形容。“我本科是生物技术专业，硕博开始学习心理学、科学哲学、语言学，认知科学涉及的这些学科对我来说几乎都是全新的领域，加上法语授课，大量的信息扑面而来，几乎要将我湮没。”上课时，哲学老师对她说：“我慢慢讲，你可以做下笔记”。她笑笑，回答道：“不管您怎么讲，多么慢，在课堂我都完成不了笔记，不用等我，我会在课后补完笔记的。”时过境迁，硕博期间如这般“有趣”又温暖的经历还历历在目，在蔡清心里，法国求学是一段有苦有甜的时光，这段时光对她来说是一笔宝贵的财富。这次的采访就在她如流水般的讲述中缓缓展开。

语言是人类所特有的高级认知功能，是交流最重要的手段。那么“听说读写”在我们的头脑里是如何进行的？1861年，法国医生布罗卡报告了一则左脑额叶损伤引起失语症的病例，这个报告对后来的神经科学影响深远，从此引起了学者对左脑研究的热潮。这是否意味着右脑就完全缺乏语言功能？人工智能和脑科学中的语言处理均是对信息的加工，那么语言信息在人工智能和人类大脑中的表达和加工有何种相似或不同？华东师范大学心理与认知科学学院教授蔡清将为我们揭开“庐山”真面目。

一约既定，万里无阻

如果说从生物技术领域进入认知神经科学是蔡清与生俱来的好奇心驱使，那么选择去法国里昂大学攻读认知科学则是出自她特有的浪漫情怀。

2002年，蔡清获得上海交通大学生命科学院生物技术专业的学士学位。本科毕业以后，蔡清没有如众多同学一样继续选择深造，而是应聘到中国科学院上海生命科学信息中心做助理编辑。蔡清说，当时他们整个专业就只有4个人没有继续读研或出国学习，她就是其中一个。

当时的蔡清，带着那个年纪该有的“年轻气盛”。对于这样的选择，她说：“当时生物技术的发展还不能够回答我思考的问题，在我看来，如果真的想在这个领域里做出一定的成果或者有一定的成就的话，其实需要靠一点运气，我觉得这不是一个自己可以主导的过程。所以我选择不要盲目继续。”

工作两年后，蔡清心里的不安越来越明显。她说，在那样一个狭窄的领域里每天重复着一样的事，好像一眼就能看见20年、30年后的自己。“我应该去一个喜欢的地方做一个或学一个我喜欢的东西。”在这种认知的催促下，蔡清选择了当时自己最感兴趣的对大脑的研究。

”我觉得法语和法国文化很微妙，并且法国文化和中国文化非常不同。我想去这种完全不同的文化里待一段时间，看看是不是能够因此感受到什么是生命和精神中最本质的，不随社会形态、文化习俗、经济环境等改变的东西。”她与法国认知科学研究所和里昂大学取得了联系，带着一份“离心似箭”的心情奔赴浪漫之都，从此走上了认知科学研究的漫漫之路。

认知科学诞生于20世纪70年代后期，是在神经科学、心理学、科学哲学、数学建模等基础上发展起来的一门交叉学科。认知科学的研究旨在阐明认知活动的脑机制，即了解人类大脑如何在不同层次上实现各种认知活动。它从20世纪80年代开始走入人们的视野，90年代得到蓬勃发展。在21世纪的今天，认知科学已成为最有发展潜力的前沿学科之一。

2004年，蔡清开始她的法国求学路。受到两篇其他领域研究论文的启发，在和导师商量后，她决定从健康被试大脑的功能偏侧化这个特殊的角度来研究语言和阅读的神经机制。2009年年初，她的研究已获得了一系列成果，并以最高荣誉毕业。毕业后，她在比利时根特大学实验心理学系从事博士后研究工作，之后又受邀加入法国国家健康研究院认知神经影像中心进行博士后研究。期间，她一方面深化之前的研究，另一方面也倾注了大量热情展开儿童语言和数学发展的影响研究。蔡清说，她觉得博士后是一个学习的黄金时间段，这段时间可能是人生中最后一次可以进行密集的、大量的学习的机会。她非常鼓励大家做两个博士后研究。做博士后研究的时候不愁经费和工资，没有申请项目、发表论文的压力，有非常大的自由度去做自己想做的事。

在國外的几年，蔡清在认知神经科学领域发表了众多学术论文。曾经的“门外汉”，通过努力，通过不断学习，成为这一领域内的专家，蔡清说，除了兴趣使然，还需要一些持之以恒的精神。

国人心里总会有一种落叶归根的情怀，蔡清也不例外。学习、工作加在一起，蔡清在欧洲待了9年的时间。2012年，蔡清考虑回国从事她的科研工作。正在此时，她学术访问的第一站华东师范大学，向她递出了橄榄枝。“华师大心理学院和认知所给了我诸多的支持以及一个国际化的氛围，使得我能够愉快地在这里继续自己感兴趣的研究。”

博学深谋，以俟其时

大脑分为左半球和右半球。我们常常说，左脑具有语言、概念、数字、分析、逻辑推理等功能，右脑具有音乐、绘画、空间几何、想象、综合等功能。但这样的观点从神经科学的角度来看并不完全准确。

19世纪，人类的语言能力与左半脑的关系就受到医学上的关注。法国神经科学家布罗卡首先发现左脑额下回皮层受损的病人可以理解但无法产生言语，从而得出该区域与言语生成有关的结论，并由此引发了“左脑负责语言”的观点。这个现象后来被称为半脑语言优势（hemispheric language dominance）或者语言偏侧化（language lateralization）。因为大脑偏侧化无法直接观察或简单测试，一个多世纪以来对其研究一直极为有限，而且大多限于临床。

近年来，研究者发现功能性核磁共振（fMRI）等方法可以用于测试语言偏侧化，且其结果与临床创伤性方法高度一致，使用这些方法对较大样本的研究进一步显示：虽然有极少数个体具有右脑语言优势，但在随机抽取的人群中，语言左偏侧化的个体的比例超过90%～95%。

这个研究启发了蔡清，如果找到那剩下的5%右脑语言优势的健康人群，是否就能够提供一个不同的角度，来考察与语言神经机制有关的一些问题。通过大规模筛选，她得到了这样一个语言右偏侧的群体，并且发现，语言的异常偏侧化和视觉空间加工的偏侧化始终保持着半脑优势互补的关系，也就是说，一般群体中右半脑是视空间加工优势半脑，而在这个右脑语言优势的群体中，每个被试的视空间优势半脑都是左半脑。这显示语言能力和视空间加工能力的发展之间存在联系，而半脑互补可能带来并行优势最大化。这一结果被PNAS发表并引发了领域内一系列的讨论和研究。

“左脑语言优势似乎是一个稳健的现象。虽然语言存在明显的左脑偏侧，但这种左右二分法是否是一种过度简化？语言加工是否也涉及右脑的部分区域？这些区域和网络与语言加工的哪些过程有关？与西方字母文字系统相比，汉语和中文加工具有怎样的特殊性？半脑偏侧化的程度究竟反映了什么？”面对先前别人的甚至是自己的研究结果，蔡清心里还在不断问自己这些问题。

为解开心中的疑惑，蔡清搜集、整理近年来学术界对语言偏侧化的研究。她发现，当前的语言偏侧化研究中至少包含两个方面的问题：一是对语言系统的过度简化，缺乏理论模型指导下对语言成分的分离和精确的测试；二是缺乏对语言偏侧化中具有语言特殊性和具有领域普遍性成分的分别考察。

问题找到了，如何解决存在的问题？蔡清对此有着自己的思考：“我们需要从语言的基本元素和功能开始对一系列语言元素/功能的偏侧化做出考察。”

蔡清说，语言中最基本的元素是音素，继而是音节，而最基本的功能是对这些基本元素进行有序结合。语言产生中一項关键的能力是对特定序列进行加工的能力，例如我们在说出一个词的过程中，需要提取它的语音信息并通过控制一系列发声位置来实现。与此相对，语言感知涉及将语音信号流切分成音节或者音素，并对其组成的序列进行快速加工的过程。也就是说，序列加工是语言感知和语言产生中广泛存在的基本过程。“感觉—运动转换”过程始终包含着序列处理的过程。这正是语言偏侧化研究中所忽略的。带着上述问题，蔡清和她的团队首先聚焦到“序列加工机制对语言偏侧化的影响以及它是否具有语言特殊性”这一研究上，对语言产生中的音节序列加工是否会引起偏侧化，序列加工的偏侧化是否有语言特殊性，是否可以进一步分离运动序列和序列规划两种过程中序列加工的差异等这些问题进行了一系列考察，为后面研究奠定了基础。这一课题的研究获得了2014年国家自然科学基金的支持。

回顾研究的道路，蔡清说，走过来了，回头看那些遇到的困难似乎都不算是困难了。办法终究多于难题，上一秒是山重水复，下一秒可能就是柳暗花明。在此基础上，2017年她又获得国家自然科学基金的面上项目支持，更深入和系统地研究右半脑在语言加工中的作用。

宁可一思进，莫在一思停

传统的认知科学核心分支学科是认知心理学和人工智能。其中，认知心理学结合信息加工理论，解释人的认知过程，并采用科学的方法对人的感知觉、注意。记忆、语言等认知过程展开实验研究。认知心理学的成长为认知科学的产生奠定了坚实的基础。与此同时，人工智能的发展引发了学界对人脑认知过程更多的关注与研究，大大丰富了认知科学的内涵。但近年来，这两个领域之间缺乏深入的相互了解和合作，在“强人工智能”方面并没有出现预想中的飞跃。

蔡清与人工智能领域的一些领军研究者合作，对人工智能与脑科学在语言处理领域进行研究。“我们将以‘表征和‘计算这两个共同概念为桥梁建立人工智能和脑科学在语言处理领域的跨学科研究桥梁。具体来讲，我们建议从最基础的表征和表征融合开始，结合一般性认知计算机制，来衔接人工自然语言处理和神经语言学。”

蔡清说，以脑科学的发现作为人工智能建模的重要参考和约束，检验人工智能在任务中的性能是否有提高，然后利用人工智能模型反向补充脑科学的实验手段，产生人脑研究的指导和假设。

对于整个研究框架，蔡清也进行了细致的划分，共分为3个方面：“比如说，在初步的语义研究中，我们预期一个合理的计算机模型应该在某些层面上与大脑的语义处理表现出相似性。通过对脑活动和基于不同模型的词向量及其关系的相似性的研究，我们不仅希望能优化计算机模型对语义的表征和计算，更希望这能启发我们对于人类语义加工的机制获得更深的理解。”

研究还在继续，研究成果的取得只是时间的问题。此刻蔡清已是4位博士和多位硕士的导师，也是一个3岁孩子的母亲。蔡清说，虽然生活中担任了更多不同的角色，但她对认知神经科学还一如当年一样，保持着孩童般的好奇心和探索不息的热情。