

双语能力的好处远不止于能够与他人交流。它会实实在在地改变大脑,诱导神经可塑性增强,并能抵御认知能力下降。新的研究还表明,一个鲜为人知的大脑区域会独特地适应不同的书面语言——这一发现为语言识别的奥秘提供了线索。
在一项于4月5日发表在《科学进展》杂志上的研究中,研究人员考察了双语者如何处理各自的书面语言。他们发现,与英语-法语双语者相比,英语-中文双语者大脑中称为视觉词形区(VWFA)的区域激活方式有所不同。
大多数关于双语的研究将只会一种语言的人与会两种语言的人进行比较,而这项研究则比较了不同语言和书写系统的双语者。科学家们分析了说英语和中文的人的大脑,以及说英语和法语的人的大脑。在fMRI机器测量他们大脑活动的同时,参与者观看了字母、人脸和房屋等视觉刺激。
在这两组人群中,当看到英语或法语时,VWFA的反应是相似的。但当英语-中文双语者阅读汉字时,其大脑的不同区域会被激活作为回应。
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研究团队进而发现,英语-中文双语者大脑中存在特异于中文的神经元簇。而在英语-法语双语者中,无论何种语言刺激,他们的大脑活动都相同。他们的研究进一步表明,大脑会根据个体独特的经历而发展。
“我对这项研究的初步印象是,它在方法学上是一次真正的杰作,并且在设计上是全面、彻底且雄心勃勃的,”约克大学神经科学教授Dale Stevens说,他并未参与该研究。他还补充说,这项研究使我们对VWFA有了“更具体的了解”。
什么是视觉词形区?
VWFA是识别书面语的大脑区域。当人们学会阅读时,它会发展起来,在视觉系统和语言系统之间建立神经通路。没有它,人们将无法阅读。
该研究的第一作者、法国研究机构NeuroSpin的认知神经科学研究员Minye Zhan原本预计,在英语优势者、法语优势者和英语-法语平衡者之间会发现一些神经上的差异。然而,21名英语-法语双语者并未表现出任何处理差异,尽管他们在其中一门语言上比另一门更占优势。
“这是一个系统,”Zhan说。“我深入挖掘了,但没有看到任何区别。这是一个很大的惊喜。”
与此同时,看到汉字时,十名英语-中文双语者的大脑反应截然不同。在这组人群中,中文是他们的优势语言。当研究人员扫描这些参与者的大脑时,他们发现了不同的活动:VWFA中存在特异于中文的神经元簇。
研究人员如何绘制大脑活动图?
过去,精确指出大脑活动的特定区域曾让研究人员感到棘手。现在,高分辨率MRI机器,如本研究使用的7-Tesla fMRI,能够进行更详细的大脑扫描。研究团队因此能够看到,当研究参与者看到中文时,神经元簇链会被激活。Zhan将其描述为“一片星河,一片区域的星座”。
“有趣之处在于,存在处理这两种语言的词语区域,甚至像英语和中文这样不同的语言,”Zhan说。“它们如此不同,却在同一区域被处理,尽管大脑中存在专门的仅处理中文的区域。”
有趣的是,大脑对中文刺激的反应与帮助面部识别的区域重叠。这种差异可能与认知处理有关。大脑可以将视觉刺激整体感知,也可以分块感知,而它选择的策略取决于所读的语言。
为什么会有特定语言的区域?
当你看到一张脸时,你不会把眼睛、鼻子和嘴巴看作独立的部件。相反,你将脸看作一张脸,一个整体。研究表明,母语为中文的人处理汉字的方式与之类似,汉字由笔画和偏旁组成。而字母语言,如英语和法语,则更常见于基于部件的处理。单个字母或字母组合被单独处理,然后整合成一个连贯的单词。
另一种解释与语言结构有关。中文,以及日语和部分韩语,是表意文字。这些书写系统使用代表概念、思想和单词的字符。像英语和法语这样的拼音语言,使用代表声音的字符。
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大多数汉字几乎不提供发音线索。新学习者,包括中国儿童,通过拼音来学习汉字的读音,拼音使用拉丁字母来标注标准汉字的读音。而当孩子们学习法语或英语(这两种语言都是拼音语言,拼写和发音之间有很强的联系)时,他们被鼓励一个字母一个字母地读出单词。
学习中文可能对神经通路提出独特的要求,从而导致不同的连接。尽管如此,这些对VWFA分裂的解释目前仍是推测。研究人员并不确切地知道为什么英语-中文双语者的大脑反应不同,只知道这些双语者表现出在英语-法语组中未观察到的专门大脑活动。
这项研究在几年前是不可能实现的。该实验使用了一台高分辨率的7-Tesla fMRI扫描仪,它拥有更强的磁场,与之前的型号相比,能够更详细地扫描大脑活动(特斯拉是衡量磁场强度的单位)。美国食品药品监督管理局(FDA)于2017年批准了这款型号。
相比之下,医院通常使用1.5或3-Tesla的MRI机器。Zhan说,虽然这种分辨率是标准的,但它无法揭示同等水平的细节。
这项研究提出了许多问题,Zhan说。她的团队有兴趣用使用不同母语和不同字母的参与者群体重复这项研究。Zhan还想弄清楚为什么这些专门的神经元区域会根据一个人能够阅读的语言而出现。
“那么,为什么会出现这些特殊的区域呢?”她说。“这一点我们还不知道。我们只是观察到了它们。所以我们先报告,并说明还需要更多的研究。”