不同熟練度雙語者的顏色范疇知覺效應(yīng)：來自行為和ERP的證據(jù)*

李 杰 何 虎 吳柏周 侯 友 曹 亢 阿如罕

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不同熟練度雙語者的顏色范疇知覺效應(yīng)：來自行為和ERP的證據(jù)

李 杰何 虎吳柏周侯 友曹 亢阿如罕

(內(nèi)蒙古自治區(qū)心理學(xué)重點實驗室;內(nèi)蒙古師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院, 呼和浩特 010022)

為研究語言對知覺的影響作用, 行為實驗采用視覺搜索范式研究蒙漢雙語者的顏色范疇知覺效應(yīng); 為進一步考察語言影響知覺的腦機制, 腦電實驗采用Oddball范式研究蒙漢雙語者的顏色范疇知覺效應(yīng)。行為實驗和腦電研究結(jié)果都發(fā)現(xiàn), 在區(qū)分蒙古語中和色時, 低漢語水平的蒙漢雙語者比高漢語水平者產(chǎn)生更強的顏色范疇效應(yīng), 蒙漢雙語者的漢語水平影響顏色范疇知覺, 雙語者所習(xí)得的第二語言范疇可以改變雙語者母語的范疇, 語言能影響知覺的前注意階段, 本研究支持了Spair-Whorf假設(shè)。

顏色范疇知覺; 蒙古語; 雙語者; 失匹配負波; Spair-Whorf假設(shè)

1 前言

薩丕爾?沃爾夫語言關(guān)聯(lián)假設(shè)(Spair-Whorf Hypothesis)認為, 人類的語言會影響認知(Regier & Kay, 2009)。顏色范疇知覺(Color Categorical Perception, CCP)為這一問題提供了大量重要的證據(jù)。顏色范疇知覺也叫顏色范疇效應(yīng), 指范疇間兩種顏色的辨別能力比同等顏色空間距離的范疇內(nèi)兩種顏色的辨別能力更高(劉強, 陳安濤, 王琪, 周柳, 孫弘進, 2008), 如反應(yīng)時更短, 正確率更高, 腦電潛伏期更短, 腦電波更強等。

認知神經(jīng)科學(xué)對顏色范疇知覺腦機制的研究顯示, 顏色范疇知覺既包含顏色感知過程, 又包含語言加工過程, 語言標(biāo)簽(或基本顏色詞)對顏色范疇知覺有影響(Chris, Samuel, Aidan, & Franklin, 2014; Drivonikou et al., 2007; Gilbert, Regier, Kay, & Ivry., 2006)。Yang, Kanazawa, Yamaguchi和Kuriki (2016)用近紅外成像技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn), 僅6個月的嬰兒在識別顏色時便有范疇效應(yīng), 但在顏色知覺任務(wù)中額區(qū)無激活, 僅雙側(cè)顳枕區(qū)激活, 這說明嬰兒的顏色范疇知覺僅是知覺過程, 沒有語言的參與。Franklin等運用眼動技術(shù)對嬰幼兒的顏色區(qū)分情況進行研究, 進一步指出不知道顏色詞的嬰幼兒, 顏色分辨是一個知覺過程, 知道顏色詞的幼兒, 其顏色分辨是一個有語言參與的過程, 語言標(biāo)簽使嬰幼兒的顏色分辨優(yōu)勢腦從右腦轉(zhuǎn)換到左腦(Franklin et al., 2008; Franklin et al., 2008)。Zhou等(2010)、Kwok等(2011)和Zhong等(2015)從腦成像和行為層面均證實, 短期的人工顏色詞的學(xué)習(xí)使先天存在的顏色范疇發(fā)生變化, 左腦V2/V3區(qū)和小腦區(qū)的灰質(zhì)體積顯著增加, 視覺失匹配負波(Visual Mismatch Negativity, vMMN)在左腦出現(xiàn)顏色范疇效應(yīng)。視覺失匹配負波被認為與自動加工和無意識活動有關(guān), 是發(fā)生在刺激后150~250 ms的腦電成分(Gábor, Jan, & István, 2014)。Zhong等(2015)對vMMN和顏色范疇加工關(guān)系的研究顯示, 語言對顏色知覺的影響可能在早期無意識階段就顯現(xiàn)出來了。這些研究結(jié)果提示, 顏色范疇知覺可能是長期進化而來的先天效應(yīng), 但在人類心理發(fā)展過程中, 語言標(biāo)簽會對顏色范疇知覺產(chǎn)生塑造作用, 使顏色范疇效應(yīng)出現(xiàn)左腦優(yōu)勢, 即由知覺效應(yīng)轉(zhuǎn)化成一種受語言影響的效應(yīng)。這些結(jié)論在跨語言研究中得到進一步證明。

跨語言比較研究發(fā)現(xiàn), 不同語言背景的使用者顏色范疇知覺可能不一致, 印證了語言標(biāo)簽塑造顏色范疇知覺的觀點。在相同的色光區(qū)域內(nèi), 不同語言擁有的基本顏色詞可能不同, 如俄語中在波長為440~485納米光區(qū)有兩個基本顏色詞“(淺藍)”和“(深藍)”, 而英語中卻僅一個“blue (藍)” (Winawer et al., 2007)。通過俄語者和英語者對比發(fā)現(xiàn), 在分辨深藍和淺藍兩種顏色時, 俄語者表現(xiàn)出范疇知覺效應(yīng), 而英語者卻沒有表現(xiàn)出這種效應(yīng)。與俄語類似, 蒙古語在440~485納米區(qū)也有兩個基本顏色詞“(淺藍)”和“(深藍)”, 而漢語中卻僅一個“藍”, 有研究顯示, 蒙古語被試在分辨深藍和淺藍時表現(xiàn)出俄語者相同的效應(yīng), 而漢語者卻表現(xiàn)出與英語者相同的效應(yīng)(He, Li, Zhang, & Zhang, 2016)。韓語在綠色光區(qū)有兩個基本顏色詞“(黃綠)”和“(綠)”, 而英語卻僅一個“green (綠)”, Roberson, Pak和Hanley (2008)發(fā)現(xiàn), 韓語被試在識別黃綠和綠時, 出現(xiàn)了左偏側(cè)化的顏色范疇效應(yīng), 而英語被試未表現(xiàn)出顏色范疇效應(yīng)。希臘語在藍區(qū)也有兩個語言標(biāo)簽(基本顏色詞) “(淺藍)”和“(深藍)”, 有研究對希臘語和英語不同語言使用者早期顏色知覺的腦電生理活動進行了比較, 結(jié)果表明語言差異在顏色視覺加工的早期就顯示出來, 這種差異在腦電成分上表現(xiàn)為視覺失匹配負波的出現(xiàn)(Thierry, Athanasopoulos, Wiggett, Dering, & Kuipers, 2009)。來自不同單語者的比較研究證實了語言對知覺有一定作用, 但對各單語者顏色知覺的組間比較, 會因個體差異等復(fù)雜因素而對結(jié)果產(chǎn)生干擾。為了避免或減少干擾效應(yīng), 研究者開始以雙語者作為研究對象。

雙語者的研究主要圍繞兩個問題進行：第一, 如果雙語者的兩種語言的顏色詞存在著區(qū)別, 那么在顏色分辨時雙語者的認知加工機制如何; 第二, 雙語者在二語學(xué)習(xí)過程中, 第二語言的語言標(biāo)簽是否會對其母語產(chǎn)生干擾。這些問題的闡釋可為揭示語言與知覺的關(guān)系提供新的證據(jù)。Jameson和Alvarado (2003)對越南?英語雙語者的研究表明, 由于越南語比英語擁有顏色詞少, 越南語?英語雙語者更傾向于依據(jù)第二語言修正顏色命名行為。和希臘語一樣, 日語在藍色區(qū)域也有兩個顏色詞, Athanasopoulos等(2011)對日語?英語雙語者的研究顯示, 日語?英語雙語者對深藍和淺藍色的區(qū)分程度與英語使用頻率成負相關(guān), 英語使用頻率較低的日?英雙語者對深藍和淺藍的區(qū)分時, 呈現(xiàn)更強的范疇效應(yīng)。源自希臘語?英語雙語者的研究結(jié)果也顯示, 短時期生活在英國的希臘語?英語雙語者表現(xiàn)為藍色誘發(fā)的vMMN大于綠色, 而長期生活在英國的希臘雙語者并未表現(xiàn)出藍色和綠色的知覺差異, 與母語為英語使用者的結(jié)果一致。在相似性判斷和顏色命名任務(wù)中, 長期雙語者范疇效應(yīng)不顯著, 而短期者卻顯示范疇效應(yīng)(Athanasopoulos, Dering, Wiggett, Kuipers, & Thierry, 2010)。雙語者的研究表明, 語言學(xué)習(xí)可使已形成的知覺表征模式發(fā)生變化, 而在二語國家居住或文化浸潤時間長短、語言熟練程度、語言使用頻率及二語獲得年齡等因素是導(dǎo)致發(fā)生變化的條件。

有關(guān)雙語者的研究印證了以往認知神經(jīng)科學(xué)研究和跨語言研究的結(jié)果, 為揭示語言?認知?腦關(guān)系提供了新思路和新方法, 但還存在一些有待深入的研究問題。首先, 雙語者第二語言對母語顏色范疇干擾的腦機制尚不清晰。采用腦電技術(shù)開展雙語者第二語言習(xí)得對顏色范疇知覺的影響的研究, 有利于從時間進程方面反映出語言對范疇知覺發(fā)生作用的精細加工階段, 并從認知加工時間進程的角度揭示出這一認知活動的腦機制。其次, 已有研究提示二語水平可能改變雙語者的認知加工能力(姜淞秀, 李杰, 劉興宇, 七十三, 楊伊生, 2015; 張積家, 張鳳玲, 2010; Boroditsky, 2001), 但關(guān)于顏色知覺研究的自變量主要涉及到與二語水平有關(guān)的間接指標(biāo), 如二語使用頻率或在二語國家居住時間等, 并未將二語熟練度水平作為直接考量因素; 而多數(shù)研究的因變量指標(biāo)均采用李克特量表進行顏色相似性判斷, 在精準程度和客觀性上有待提升。最后, 已報道的研究中涉及第二語言均為英語, 而以漢語為二語的研究報道極少, 通過對漢語的研究即可與英語研究進行比對, 可以從更廣泛的跨語言角度對語言關(guān)聯(lián)性假說進行驗證, 為以往雙語研究中二語概念對一語概念的影響提供更多的實驗證據(jù)。蒙古語?漢語雙語者(以下簡稱“蒙漢雙語者”)是內(nèi)蒙古地區(qū)常見的雙語使用者類型, 在440~485納米光區(qū)漢語有一個基本顏色詞“藍”, 但蒙古語有兩個基本顏色詞“”和“”, 這意味著蒙漢語雙語者在藍色區(qū)域習(xí)得了兩種顏色范疇, 母語蒙語中的顏色范疇是否會受到漢語的影響發(fā)生變化是一個有待驗證的問題。如果確實存在影響作用, 那么作用的強弱是否與漢語言熟練水平有關(guān)也需進一步澄清。

基于上述問題, 參考Gilbert等(2006)研究采用的視覺搜索范式, 本研究先從行為層面對漢語水平不同的蒙漢雙語者顏色范疇知覺效應(yīng)的進行比較研究?；赟pair-Whorf假設(shè)可預(yù)期, 漢語水平較高的蒙漢雙語者在識別藍色區(qū)反應(yīng)時比漢語水平較低的蒙漢雙語者呈現(xiàn)的范疇效應(yīng)較弱。為了進一步探索語言影響顏色知覺的腦機制, 在行為實驗結(jié)果基礎(chǔ)上, 利用事件相關(guān)電位技術(shù)(Event-related Potential, ERP)進行驗證。依據(jù)Mo等(2011)的研究, Oddball范式可以考察不同熟練度蒙漢雙語者顏色范疇知覺效應(yīng)的早期認知加工的時間進程, 從腦電活動水平反映語言與知覺的關(guān)系。根據(jù)Spair-Whorf假設(shè)推斷, 漢語水平較低的蒙漢雙語者在識別深藍和淺藍時出現(xiàn)的vMMN比漢語水平較高的被試呈現(xiàn)較強范疇效應(yīng)。因已有的研究多是單語研究對象的組間研究, 為減少樣本個體差異的影響, 考慮到蒙古語和漢語在綠色區(qū)只有一個語言標(biāo)簽“”本研究用被試內(nèi)設(shè)計的方式比較了蒙漢雙語被試在識別不同色調(diào)的藍色和綠色產(chǎn)生的視覺失匹配負波, 預(yù)期在識別不同深淺的藍色比識別不同深淺的綠色能產(chǎn)生更強的vMMN, 而且這種強弱差異在漢語水平低的蒙漢雙語者表現(xiàn)更為顯著。

2 視覺搜索實驗

2.1 被試

蒙漢語雙語大學(xué)生68名, 視力或矯正視力正常, 均為右利手, 母語均為蒙古語, 第二語言均為漢語。實驗之前通過語言背景調(diào)查, 將被試分成高漢語水平組和低漢語水平組?？紤]到蒙古語與漢語均值差越小, 被試的漢語和母語水平越接近, 于是將蒙古語聽說讀寫自評量平均得分減去漢語聽說讀寫的平均分小于等于1作為高漢語水平組, 大于1作為低漢語水平組, 見表1。

2.2 材料

實驗材料包含4種漸變的藍色A、B、C和D。選擇專業(yè)、生源地不同的蒙古語和漢語母語大學(xué)生各20人, 進行預(yù)實驗命名任務(wù)。具體過程為將ABCD四種色塊用E-prime在灰背景中呈現(xiàn), 每個色塊隨機呈現(xiàn)5次, 讓被試對顏色自由命名。結(jié)果顯示, 20名蒙古語被試在所有反應(yīng)條件下都認為, A和B是色, C和D是色, 20名漢語被試在所有條件都認為四種顏色都是藍色, 4種顏色RGB值分別為A = (42, 161, 218); B = (28, 139, 203); C = (4, 118, 185); D = (26, 96, 165)。相鄰顏色對距離(CIELab值)為, 范疇內(nèi)(A, B) = (C, D) = 5.10ΔE, (B, C) = 5.07ΔE, 范疇內(nèi)色對和范疇間色對的距離大致相等。正式實驗材料用E-prime軟件在17寸液晶顯示屏中灰色背景(RGB：192, 192, 192)中呈現(xiàn)。參考Zhou等(2010)的研究, 將色塊組成一個由12個色塊組成的色塊環(huán), 其中有1個色塊與其它11個背景色塊的顏色不同, 這個不同的色塊稱為目標(biāo)色塊, 目標(biāo)色塊僅出現(xiàn)在色塊環(huán)最左和最右四個位置, 目標(biāo)色塊與背景色塊的關(guān)系可能是范疇間, 也可能是范疇內(nèi)。

表1 蒙漢雙語被試語言水平情況[M (SD)]

注：**< 0.01, ***< 0.001

2.3 過程

實驗為兩因素2漢語水平(高漢語, 低漢語) × 2顏色范疇(同, 異)混合設(shè)計。其中, 漢語水平是被試間變量, 顏色范疇是被試內(nèi)變量。實驗中被試坐在自然光照明的房間中, 離顯示器距離大約65 cm。參考Zhou等(2010)的研究, 正式實驗共有64個試次, 其中BC和CB為范疇間, 各識別16次; AB和CD為范疇內(nèi), 各識別16次。每個試次呈現(xiàn)順序為, 在屏幕中央首先出現(xiàn)一個紅色注視點“+”500 ms, 接著呈現(xiàn)一個以黑色注視點為中心, 由12個顏色塊組成的色塊環(huán), 要求被試在3000 ms內(nèi)判斷目標(biāo)色塊出現(xiàn)的位置并做出反應(yīng), 左邊按F鍵, 右邊按J鍵, 按鍵后或超時不按鍵色塊環(huán)自動消失, 接著呈現(xiàn)1000 ms的灰屏, 開始下一個試次。正式實驗前, 被試完成16個試次練習(xí)實驗。實驗后被試填寫自編的“語言情況調(diào)查表”。

2.4 結(jié)果

所有被試正確率都高于90%, 無速度?準確性權(quán)衡。刪除被試錯誤反應(yīng)后, 剔除2倍標(biāo)準差以外的反應(yīng)時數(shù)據(jù), 總約9%的數(shù)據(jù)剔除。剔除數(shù)據(jù)后反應(yīng)時描述性統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2。反應(yīng)時方差分析結(jié)果顯示, 顏色范疇主效應(yīng)顯著,(1, 66) = 34.78,< 0.001, η= 0.34, 被試類型主效應(yīng)不顯著,(1, 66) = 2.75,0.05。被試類型× 顏色范疇的交互作用顯著,(1, 66) = 18.90,< 0.001, η= 0.22。簡單效應(yīng)分析顯示, 高漢語水平蒙漢雙語者的顏色范疇知覺效應(yīng)不顯著, 低漢語水平蒙漢雙語者顏色范疇效應(yīng)顯著,< 0.001, η= 0.54。

表2 不同漢語水平蒙漢雙語者視覺搜索任務(wù)反應(yīng)時[M (SD), ms]

2.5 討論

已往研究報道, 蒙古語者在識別深藍和淺藍時出現(xiàn)了顯著的范疇效應(yīng), 而漢語者在區(qū)分深藍和淺藍時未出現(xiàn)這一效應(yīng)(He et al., 2016)。本研究區(qū)分了蒙漢雙語者的漢語水平, 結(jié)果顯示, 高漢語水平的蒙漢雙語者在區(qū)分深藍和淺藍時, 和漢語者的表現(xiàn)相似, 都沒有出現(xiàn)顯著的范疇知覺效應(yīng), 而低漢語水平的蒙漢雙語者卻與蒙古語者表現(xiàn)相似, 均出現(xiàn)了顯著的顏色范疇知覺效應(yīng)。這提示第二語言熟練度差異會使雙語者表現(xiàn)出顏色范疇知覺效應(yīng)的差異, 從更精細的語言水平區(qū)分度層面驗證了語言對知覺的作用, 為Spair-Whorf語言關(guān)聯(lián)性假設(shè)提供了支持依據(jù)。鑒于上述研究結(jié)果并結(jié)合已有研究, 實驗二將利用事件相關(guān)腦電技術(shù), 進一步考察不同熟練度蒙漢雙語者顏色范疇知覺效應(yīng)在知覺早期階段是否也存在差異, 探索語言影響顏色范疇知覺效應(yīng)的腦機制。

3 腦電實驗

3.1 被試

蒙漢雙語大學(xué)生29名, 被試篩選和分組標(biāo)準同“視覺搜索實驗”, 見表3。

表3 腦電實驗中不同漢語水平被試情況[M (SD)]

注：**< 0.01, ***< 0.001

3.2 材料

選用四種顏色H1 (RGB: 26, 96, 165), Q1 (RGB: 28, 139, 203)和G1 (RGB：0, 254, 84), G1 (RGB：0, 175, 52), 實驗過程同視覺搜索實驗。預(yù)實驗命名任務(wù)顯示出, H1和Q1都是漢語中的藍色, 但分別是蒙古語中的和色, G1和G2在漢語和蒙古語中都表示綠色。

3.3 過程

3.3.1 腦電數(shù)據(jù)記錄

Brain Product公司腦電系統(tǒng)和actiCAP64導(dǎo)電極帽不間斷的記錄腦電數(shù)據(jù), 以FCz點為參考電極, 接地點為AFz中點。垂直眼電(VEOG)在右眼下部放置電極記錄。信號采樣率是 500 Hz, 濾波帶寬為0.01~70 Hz, 陷波為50 Hz, 頭皮與電極的接觸電阻均小于7 k? (Thierry, et al., 2009)。

3.3.2 腦電數(shù)據(jù)分析

用BP公司的Vision Analyzer Software (Version 2.0)軟件離線分析原始數(shù)據(jù)。具體步驟如下：將參考電極轉(zhuǎn)為TP9和TP10的平均參考; 去眼電偽跡, 采用低通20 Hz進行濾波, 以刺激呈現(xiàn)前100 ms到線索呈現(xiàn)后700 ms為標(biāo)準進行分段, 用線索呈現(xiàn)前100 ms的腦電作基線矯正。將枕部電極O1, O2, Oz, POz, PO3, PO4, PO7, PO8合成一個電極, 對同刺激條件下的數(shù)據(jù)進行疊加處理, 經(jīng)過基線矯正和平均后得出每個被試在不同刺激條件下的平均腦電波形, 再由偏差刺激減去標(biāo)準刺激, 180~260 ms內(nèi)的波峰便是失匹配負波, 然后對所有被試在各條件下的腦電波進行總平均(Thierry et al., 2009)。

3.3.3 實驗過程

將實驗材料做成圓形或方形顏色塊。根據(jù)Oddball范式, 圓形色塊是標(biāo)準刺激或者偏差刺激, 偏差刺激與標(biāo)準刺激顏色不同, 方形色塊是目標(biāo)刺激, 這些刺激將在聯(lián)想電腦的液晶顯示器上顯示, 每個色塊顯示800 ms, 色塊與色塊顯示時間間隔為200 ms。實驗分成4個blocks, 其中兩個blocks用綠色材料, G1和G2輪流當(dāng)標(biāo)準刺激(偏差刺激), 另外兩個blocks為藍色材料, H1和Q1輪流當(dāng)標(biāo)準刺激(偏差刺激), 每個block包含640個色塊, 標(biāo)準刺激、偏差刺激、目標(biāo)刺激出現(xiàn)的概率分別為70%、20%、10%, 每個block有64組, 每組10個色塊, 在這10個色塊中偽隨機的呈現(xiàn)7次標(biāo)準刺激, 2次偏差刺激(不會連續(xù)呈現(xiàn)), 1次目標(biāo)刺激, 64組色塊呈現(xiàn)順序隨機。

被試單獨坐在一個較暗的的實驗室中, 離灰背景(RGB：192, 192, 192)顯示屏距離大約60 cm, 經(jīng)過180個色塊的練習(xí)實驗后, 呈現(xiàn)800 ms的紅色注視點并開始實驗, 實驗中被試看到目標(biāo)刺激需要按K鍵, 其余色塊不能按鍵, 目標(biāo)刺激、偏差刺激和標(biāo)準刺激偽隨機呈現(xiàn)。

3.4 結(jié)果

3.4.1 目標(biāo)刺激

目標(biāo)刺激的平均擊中率為98.65%, 平均反應(yīng)時為517 ms, 平均誤擊次數(shù)小于3。參照Mo, Xu, Kay和Tan (2011)的研究, 取刺激呈現(xiàn)后時間窗160~240 ms測量N2的平均波幅。結(jié)果顯示, 目標(biāo)刺激比標(biāo)準刺激誘發(fā)了更大N2,(1, 28) = 23.53,< 0. 001, η= 0.17, 如圖1。地形圖是用相應(yīng)時間窗內(nèi)的ERP均值進行繪制。行為數(shù)據(jù)與ERP數(shù)據(jù)表明被試對目標(biāo)刺激有很高的識別率, 對目標(biāo)刺激投入了高度的注意, 說明在Oddball范式中, 被試對偏差刺激的反應(yīng)模式符合誘發(fā)vMMN的條件(Gábor et al., 2014)。

3.4.2 偏差刺激

在180~260 ms時間窗內(nèi), 對不同語言水平的兩組雙語被試的枕區(qū)原始波的波峰值和潛伏時間分別進行2(顏色：藍, 綠) × 2(刺激類型：標(biāo)準, 偏差)重復(fù)測量方差分析。結(jié)果顯示, 低漢語水平雙語者的波峰值的刺激類型主效應(yīng)顯著,(1, 13) = 10.26,< 0.001, η= 0.42, 顏色類型的主效應(yīng)不顯著, 二因素交互作用顯著,(1, 13) = 24.68,< 0.001, η= 0.63; 高漢語水平的波峰值的刺激類型主效應(yīng)顯著,(1, 14) = 89.56,< 0.001, η= 0.85, 顏色類型的主效應(yīng)顯著,(1, 14) = 60.45,< 0.001, η= 0.80, 二因素交互作用不顯著,(1, 13) = 1.32,> 0.05。潛伏時間分析結(jié)果顯示各組被試的主效應(yīng)和交互作用都不顯著,> 0.05, η< 0.06, 均在200 ms左右。

兩組被試的偏差刺激誘發(fā)的負波都顯著大于標(biāo)準刺激誘發(fā)的負波, 用枕區(qū)偏差刺激的波形減去標(biāo)準刺激的波形, 在180~260 ms時間窗內(nèi)所得的差異波為視覺vMMN, 如圖2, 地形圖是用相應(yīng)時間窗內(nèi)的vMMN均值進行繪制。對兩組雙語被試的vMMN的平均波幅進行2漢語水平(高, 低) × 2(顏色類型：藍, 綠)混合設(shè)計的方差分析, 漢語水平和顏色的主效應(yīng)不顯著,> 0.05, η< 0.06, 漢語水平和顏色的交互作用顯著,(1, 28) = 25.08,<0.001, η= 0.46。簡單效應(yīng)分析顯示, 高漢語水平被試藍色刺激和綠色刺激產(chǎn)生的vMMN平均波幅差異不顯著,> 0.05, η= 0.16, 低漢語水平被試藍色刺激產(chǎn)生的vMMN平均波幅顯著大于高漢語水平,< 0.05, η= 0.12, 低漢語水平被試識別藍色刺激產(chǎn)生的vMMN平均波幅顯著大于綠色,< 0.001, η= 0.46。

圖1 Oddball實驗中目標(biāo)、標(biāo)準刺激在枕區(qū)誘發(fā)的ERP總平均波形和目標(biāo)刺激誘發(fā)的N2地形圖

注：彩圖見電子版, 下同

圖2 不同漢語水平的蒙漢雙語者枕區(qū)偏差刺激減標(biāo)準刺激差異波形圖和地形圖。(a)低漢語水平藍和綠vMMN地形圖。(b)波形圖。(c)高漢語水平的藍和綠vMMN地形圖。

3.5 討論

腦電數(shù)據(jù)結(jié)果表明, 蒙漢雙語者二語水平影響了他們的顏色知覺, 相比高漢語水平蒙漢雙語者, 低漢語水平蒙漢雙語者在識別藍色時產(chǎn)生更強的vMMN, 并且低漢語水平蒙漢雙語者識別藍色比識別綠色產(chǎn)生更強的vMMN。蒙古語在藍色區(qū)有兩個顏色詞, 綠色區(qū)僅有一個顏色詞, 漢語在藍色和綠色區(qū)均只有一個顏色詞, 由于顏色詞對顏色知覺的影響, 低漢語水平蒙漢雙語者受漢語的顏色詞的影響較弱, 在藍色區(qū)識別色和色產(chǎn)生了顏色范疇知覺效應(yīng), 從而誘發(fā)了更強的vMMN, 而漢語水平較高的蒙漢雙語者, 由于第二語言顏色詞干擾了母語語言標(biāo)簽, 在藍區(qū)沒有范疇效應(yīng)。從vMMN的潛伏時間和性質(zhì)來看, 蒙漢雙語者漢語的學(xué)習(xí)影響了顏色知覺的前注意階段, 這種影響是自動化的過程。這與Athanasopoulos, Dering, Wiggett, Kuipers和Thierry (2010)對希臘語?英語雙語者研究結(jié)果相似, 英語的學(xué)習(xí)也會干擾希臘語?英語雙語者的語言標(biāo)簽, 從而影響希臘語?英語雙語者的顏色范疇知覺效應(yīng)。本研究結(jié)果也說明, 語言對顏色范疇知覺的作用發(fā)生在認知加工的早期, 雙語者兩種語言的不同顏色詞會相互影響。

4 總討論

顏色知覺是人對色光物理刺激的感知, 考慮到自然環(huán)境中色光頻譜的一致性和人類視覺生理過程的普遍性, 語言普遍論認為顏色知覺是一種自下而上的加工過程, 與語言和文化無關(guān), 顏色的范疇效應(yīng)也與語言無關(guān)(劉強等, 2008; Yang et al., 2016; Berlin & Kay, 1969)。近年來, Spair-Whorf語言關(guān)聯(lián)假設(shè)得到越來越多支持證據(jù), 認為作為初級認知過程的顏色知覺同樣也會受到語言影響。來自發(fā)展心理學(xué)和人工概念學(xué)習(xí)研究表明, 語言學(xué)習(xí)使顏色范疇效應(yīng)由知覺效應(yīng)轉(zhuǎn)化成語言效應(yīng)(Kwok et al., 2011; Zhou et al., 2010; Franklin et al., 2008; Franklin et al., 2008)。Athanasopoulos等對雙語者的研究也驗證了語言影響知覺的效應(yīng), 從母語概念干擾的角度初步探查到如果兩種語言存在相互間干擾, 可使顏色范疇效應(yīng)由語言效應(yīng)變成知覺效應(yīng)。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn), 與英語差異較大的漢語, 當(dāng)其作為第二語言學(xué)習(xí)時, 會對蒙漢雙語者母語的顏色范疇知覺產(chǎn)生影響。當(dāng)前相關(guān)研究主要由西方語言研究和單語者組間差異比較而得結(jié)論, 本研究既擴展了已有研究的外部效度, 又運用反應(yīng)時技術(shù)和腦電研究擴展了其研究內(nèi)部效度。

以往對顏色范疇知覺效應(yīng)的跨語言研究都是被試間設(shè)計, 個體差異帶來的誤差較大。本研究的腦電實驗用被試內(nèi)設(shè)計比較了同一語言中語言標(biāo)簽數(shù)量不同的色區(qū), 發(fā)現(xiàn)語言標(biāo)簽越多的色區(qū), 范疇效應(yīng)越強, 這更加清晰的說明語言會影響知覺。這一結(jié)果與Zhong等(2015)、Kwok等(2011)和Zhou等(2010)人工概念學(xué)習(xí)研究的結(jié)論相似, 且本研究展示了自然語言學(xué)習(xí)過程中雙語者的顏色范疇知覺會發(fā)生變化, 將Zhou和Kwok等的研究結(jié)論由實驗室研究擴展到自然學(xué)習(xí)過程, 擴展了以往研究的生態(tài)效度。

Mo等(2011)的研究發(fā)現(xiàn), 由于語言對顏色知覺的作用, vMMN的顏色范疇效應(yīng)具有左腦優(yōu)勢效應(yīng)。Liu等(2009)采用視覺搜索任務(wù)的ERP研究發(fā)現(xiàn), 由于語言對顏色范疇知覺的作用, 視覺搜索任務(wù)中N2pc出現(xiàn)右視野?左腦偏側(cè)化趨勢。本研究的腦電實驗運用Oddball范式, 發(fā)現(xiàn)潛伏期為200 ms左右的vMMN具有顏色范疇效應(yīng), 與前兩個研究相互印證, 共同說明語言能影響早期知覺過程。結(jié)合本研究和已有的研究可推論, 語言不僅影響高級認知過程(如記憶和思維), 還會影響感知覺初級認知過程, 不僅影響有意識的認知過程, 還影響前注意階段的早期認知過程。這說明人類的知覺具有極強的靈活性和可塑性, 語言對知覺有塑造(shape)作用。

從語言對知覺的塑造作用角度來看, 語言普遍論與語言關(guān)聯(lián)假設(shè)并不矛盾。Yang等(2016)和Franklin等(2008)的研究, 從發(fā)展心理學(xué)角度既展示了語言普遍論的一面, 又展示了兒童在發(fā)展過程中顏色知覺可以在先天能力基礎(chǔ)上被語言所塑造, 語言與知覺逐漸發(fā)生關(guān)聯(lián)。Zhong等(2015)、Kwok等(2011)和Zhou等(2010)采用人工概念學(xué)習(xí)研究從因果關(guān)系的角度證實了語言是塑造顏色知覺的原因之一。雙語者顏色范疇知覺的研究揭示出, 不同的語言學(xué)習(xí)或文化接觸會對顏色知覺產(chǎn)生影響。綜上所述, 知覺加工雖有獨立于語言的普遍性一面, 但又會被語言所影響, Spair-Whorf假設(shè)有其合理性, 至少弱假設(shè)是成立的。

雙語者二語熟練度不同會在概念連接層面存在差異, 高熟練度語言持有者為共享概念層, 而低熟練者為分離概念層(姜淞秀等, 2015; Boroditsky, 2001), 范疇知覺效應(yīng)屬于概念或類別的判斷, 高水平蒙漢雙語的藍色范疇更接近于共享或者逐漸融合為一個概念, 而低熟練者受母語影響較明顯, 更傾向于用自己熟悉的母語進行分類, 這說明后天的語言學(xué)習(xí)可讓范疇知覺效應(yīng)發(fā)生變化, 這一變化可能因語言的熟練程度有差異。

關(guān)于語言影響顏色知覺的認知機制研究方面, Hu, Hanley, Zhang, Liu和Roberson (2014)的研究提出范疇標(biāo)簽自動對比模型(Category Label Comparison Model), 該模型認為顏色范疇效應(yīng)來自于語言標(biāo)簽和知覺信息自動對比過程的認知沖突, 人類在識別同范疇的顏色(如深藍色和淺藍色), 語言標(biāo)簽相同(都是“藍”), 但知覺信息不同(“深色”和“淺色”), 語言標(biāo)簽和知覺信息的對比結(jié)果不一致, 使知覺早期產(chǎn)生認知沖突, 從而加工時間較長; 當(dāng)識別不同范疇顏色時(如藍色和綠色), 語言標(biāo)簽不同(“藍”和“綠”), 知覺信息也不同(“藍色”和“綠色”), 語言標(biāo)簽和知覺對比結(jié)果一致, 無認知沖突而加工時間較短, 所以, 范疇內(nèi)和范疇間信息加工不同產(chǎn)生了范疇效應(yīng)。本研究中低漢語水平蒙漢雙語者在識別和比識別綠色時表現(xiàn)出更強的vMMN, 也揭示范疇標(biāo)簽的對比是一種自動的早期過程, 印證了范疇標(biāo)簽自動對比模型。

本研究采用了較客觀的語言評價方法對語言熟練度進行了操縱, 但對于語言熟練度的更精準區(qū)分需要新的語言測量方法或?qū)嶒灧椒?。另? 實驗研究范式對腦電成分vMMN信噪比有一定影響, 在后續(xù)研究中可采用其它實驗范式進行再驗?？傊? 本研究從雙語者第二語言學(xué)習(xí)角度, 從行為和腦電生理活動兩個層面共同證實了語言對顏色知覺具有影響作用, 為Spair-Whorf假設(shè)提供了證據(jù), 從語言塑造的作用或范疇知覺動態(tài)變化的角度擴充了已有的研究結(jié)論。

除了顏色知覺, 有關(guān)語言影響時間知覺(Boroditsky, 2001)、運動和空間知覺(Athanasopoulos & Bylund, 2013; Bylund & Athanasopoulos, 2013)、面孔知覺(Fugate, 2013)、分類方式(Athanasopoulos & Kasai, 2007; 張啟睿, 和秀梅, 張積家, 2007)和形狀知覺(Gilbert, Regier, Kay, & Ivry, 2008)等也有報道。這些發(fā)現(xiàn)有利于更清晰的認識語言與知覺(認知)的關(guān)系。為了更深入的理解語言影響認知的腦機制, 目前有些問題還需系統(tǒng)、深入的探討, 如語言在知覺加工的早期和晚期過程所起作用有何不同; 除了范疇標(biāo)簽自動對比模型是否還有可解釋范疇知覺的模型; 沒有色光感知經(jīng)驗的先天盲童是否會通過語言強化建立顏色范疇知覺效應(yīng)。語言作為一種重要不可或缺的文化標(biāo)簽, 不同的民族文化個體在自然環(huán)境、社會和文化方面的差異集中體現(xiàn)在語言上, 語言和文化有著極密切的聯(lián)系, 雙語者與雙文化者也有極其密切的關(guān)系。文化或民族心理學(xué)學(xué)者已把語言作為文化心理學(xué)研究的突破口(Zhang, Morris, Cheng, & Yap, 2013; 肖二平, 張積家, 2013)。通過討論語言標(biāo)簽對人類心理學(xué)的影響, 將語言心理學(xué)與文化心理學(xué)進行整合研究, 也許會為當(dāng)前文化心理學(xué)帶來了新的研究角度。

5 結(jié)論

漢語熟練度不同的蒙漢雙語者顏色范疇知覺效應(yīng)存在差異, 語言對知覺的作用在早期前注意階段已有顯現(xiàn), Spair-Whorf假設(shè)在知覺早期加工過程中也成立。

致謝：本研究得到內(nèi)蒙古師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院全體師生的大力協(xié)助, 在此致以誠摯的謝意！

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Behavioral and ERP study of color categorical perception in proficient and nonproficient bilinguals

LI Jie; HE Hu; WU Baizhou; HOU You; CAO Kang; A Ruhan

(Inner Mongolia Autonomous Region Key Laboratory of Psychology, Hohhot 010022, China) (School of Educational Science, Inner Mongolia Normal University, Hohhot 010022, China)

Color categorical perception (CCP: faster or more accurate discrimination of color that straddles a color category boundary) has provided an empirical standard passage of the debate on the relation of language and cognition during the last half-century. A majority of studies suggested that CCP is tightly linked to the language and culture we are born into, which agreed with the Whorf hypothesis in which CCP is language-related and not universal. The participants of previous studies were mainly monolingual, so whether the results of monolingual research can be generalized to bilinguals remains uncertain. There are many Mongolian-Chinese bilinguals in Inner Mongolia. Mongolians divide the blue regionof color space into a darker shade calledand a lightershade called, while both lighter blue and darker blue are simply described with the single wordin Chinese. To confirm whether the color category in first language (L1) of Mongolian-Chinese bilinguals is influenced by second language, the present study used a behavioral experiment and event-related potential (ERP) to compare the CCP between proficient bilinguals and nonproficient bilinguals.

The first experiment was a behavioral experiment using a visual search task and included 35 proficientbilingual and 33 nonproficient bilingual college students. The stimulus of visual search display appeared, consisting of a ring of 12 squares surrounding the fixation marker. All of the squares were of the same color except for the one that was the target. The target and distractor colors were either from within the same lexical category (e.g., different shades of) or from different lexical categories (e.g., aand a).We explored whether nonproficientMongolian-Chinese bilinguals show a greater advantage of the CCP effect over proficient Mongolian-Chinese bilinguals due to theendogenous preparation of task switching. To further explore the language learning effect on the perception of brain mechanisms, the second experiment was an ERP experiment with an oddball paradigm. In the ERP experiment involving 15 proficientMongolian-Chinese bilinguals and 14 nonproficient bilinguals who were set to distinguish dark blue (dark green) and light blue (light green), we examined brain activities by observing the visual mismatch negativity (vMMN) as an electrophysiological index of preattentive change detection, which peaked at approximately 200 ms.

The results of the visual search task showed that the CCP effect of nonproficient bilinguals was significant, while that of proficient bilinguals was not. The present conclusion of the visual search task suggests that the category of L2 influences the category of L1. The ERP study found that nonproficient bilinguals have a greater brain potential amplitude of vMMN than do proficient bilinguals when distinguishing dark blue and light blue or dark green and light green. Considering vMMN as anindex of the preattentive process, L2 learning affected the preattentive perceptual processing of bilinguals.

The results of the present study proved the proficiency of Chinese influence on the CCP effect in Mongolian-Chinese bilinguals and indicated that language does affect preattentive perceptual processing, where this procession may be implicit. The bilinguals’ concept of the two languages may interfere with each other, thus supporting Spair-Whorf hypothesis.

color categorical perception; Mongolian; bilinguals; vMMN; Spair-Whorf hypothesis

10.3724/SP.J.1041.2018.01259

2017-10-27

* 國家自然科學(xué)基金(31460250)、2018年度內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校“青年科技英才支持計劃” (NJYT-18-A03)、內(nèi)蒙古師范大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(CXJJB17003)項目資助。

何虎為共同第一作者。

李杰, E-mail: healthlj2004@163.com

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