姜 珊 郭秀艷 凌曉麗 鄭 麗
(1.華東師范大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院,上海 200062;2.上海政法學(xué)院政府管理學(xué)院,上海 201701;3.復(fù)旦大學(xué)老齡研究院,上海 200433;4.山東師范大學(xué)心理學(xué)院,濟(jì)南 250358)
遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)是一種相鄰元素之間沒(méi)有順序限制,多個(gè)元素在時(shí)間或空間上間隔一定距離的結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)廣泛存在于自然語(yǔ)言(Wilson et al.,2018)、音樂(lè)、生物運(yùn)動(dòng)等人類生活的諸多領(lǐng)域。例如,英語(yǔ)中助動(dòng)詞和詞素之間存在遠(yuǎn)距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系(is walking;has walked)、定語(yǔ)從句中包含復(fù)雜的層級(jí)嵌套結(jié)構(gòu){The boy [the girl(the woman admires)loves]likes the dog};漢語(yǔ)中詩(shī)歌、對(duì)聯(lián)中包含遠(yuǎn)距離的平仄層級(jí)結(jié)構(gòu)(平平仄仄平——仄仄平平仄)等。音樂(lè)領(lǐng)域中不同的音樂(lè)形式(如西方古典音樂(lè)、爵士 樂(lè) 等,Cheung,Meyer,F(xiàn)riederici,&Koelsch,2018)都存在與自然語(yǔ)言語(yǔ)法結(jié)構(gòu)極為相似的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)(Lerdahl & Jackendoff,1983;Rohrmeier,Zuidema,Wiggins&Scharff,2015)。而在生物運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域,也存在一些動(dòng)作上的遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)以及遠(yuǎn)距離對(duì)稱關(guān)系(Dienes,Kuhn,Guo,& Jones,2012;Zhang et al.,2020)。
在不同領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)中,語(yǔ)言領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)尤其受到了研究者的關(guān)注。早在1957 年,喬姆斯基提出了對(duì)語(yǔ)言學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及人工智能領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響的句法層級(jí)結(jié)構(gòu)理論,在這一理論中,他闡明了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)在自然語(yǔ)言句法領(lǐng)域的重要地位(Chomsky,1957)。喬姆斯基按照生成能力和復(fù)雜程度將句法結(jié)構(gòu)分成限定狀態(tài)語(yǔ)法(finite state grammar)和超越限定狀態(tài)的短語(yǔ)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法(phrase structure grammar)。限定狀態(tài)語(yǔ)法包含有限數(shù)量的“狀態(tài)”(例如,單詞),以及這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換概率,前一個(gè)“狀態(tài)”與后一個(gè)“狀態(tài)”存在限定的依賴關(guān)系,是一種簡(jiǎn)單的相鄰語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。例如,在自然語(yǔ)言中,相鄰單詞之間存在簡(jiǎn)單的依賴關(guān)系,構(gòu)成短語(yǔ)(“The dog”“on the sidewalk”“near the tree”);相鄰的短語(yǔ)之間存在依賴關(guān)系,構(gòu)成句子[The dog(on the sidewalk)(near the tree)]。然而,人類語(yǔ)言具備無(wú)限生成能力,限定狀態(tài)語(yǔ)法過(guò)于簡(jiǎn)單,不足以描述人類語(yǔ)言的復(fù)雜結(jié)構(gòu),語(yǔ)言的使用需要掌握超越限定狀態(tài)的短語(yǔ)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法。短語(yǔ)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法是人類語(yǔ)言的重要組成部分,具備強(qiáng)大的生成能力,能將一串句子嵌入到另外一串句子中(例如,定語(yǔ)從句中包含的句子嵌套),生成更為復(fù)雜的遠(yuǎn)距離句法結(jié)構(gòu)(李菲菲,喬福強(qiáng),& 郭秀艷,2013;Fitch &Hauser,2004)。
在人類語(yǔ)言獲得過(guò)程中,加工遠(yuǎn)距離句法結(jié)構(gòu)的能力是理解和構(gòu)建復(fù)雜句法結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),是學(xué)習(xí)和駕馭語(yǔ)言的重要前提。近期的跨物種研究發(fā)現(xiàn),人類和靈長(zhǎng)類動(dòng)物(如猴子、類人猿)都具備對(duì)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的敏感性,表明加工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的能力在人類語(yǔ)言出現(xiàn)的4000 萬(wàn)年前就已具備,是一種重要的祖先特征(Watson,Burkart,Schapiro,Lambeth,&Townsend,2020)。一些發(fā)展性研究也揭示了人類在嬰兒時(shí)期就已經(jīng)能夠識(shí)別符合遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的無(wú)意義音節(jié)序列(Gómez,2002;Gómez & Maye,2005)。而成年人不僅能夠在有外顯線索的條件下獲得遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu),也具備在更接近自然狀態(tài)語(yǔ)言獲得模式的內(nèi)隱學(xué)習(xí)條件下習(xí)得遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的能力(Dienes & Longuet-Higgins,2004;Jiang et al.,2012;Kuhn & Dienes,2005,2006;Li,Jiang,Guo,Yang,& Dienes,2013;Ling,Li,Qiao,Guo,& Dienes,2016;Qiao et al,2018;Rohrmeier,F(xiàn)u,& Dienes,2012;Zhang et al.,2020;李菲菲&劉寶根,2017)。鑒于遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)在語(yǔ)言領(lǐng)域中的重要地位,近十幾年來(lái),研究者們圍繞人類如何學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)展開(kāi)了眾多的研究,取得了大量的研究成果。本文聚焦于語(yǔ)言領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu),在人工語(yǔ)法范式的背景下,系統(tǒng)總結(jié)了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的種類,梳理了促進(jìn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的一系列額外線索,從神經(jīng)層面探討了Broca 區(qū)在遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)加工中的作用,并對(duì)未來(lái)的研究提出了展望。
在探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)過(guò)程中,研究者常采用Reber 于1967 年首創(chuàng)的人工語(yǔ)法范式,這一范式能夠排除先前的語(yǔ)法知識(shí)和語(yǔ)義信息的干擾,在限定狀態(tài)人工語(yǔ)法學(xué)習(xí)的研究中被廣泛使用(Batterink,Paller,& Reber,2019;郭秀艷,姜珊,凌曉麗,朱磊,唐菁華,2011;張劍心,湯旦,李瑩麗,劉電芝,2016)。使用這一范式時(shí),首先需要基于自然語(yǔ)言中已有的結(jié)構(gòu)人為地創(chuàng)設(shè)一種語(yǔ)法規(guī)則,以這套規(guī)則生成一系列符合規(guī)則的序列串,讓被試在有明顯的外顯指導(dǎo)或者沒(méi)有提示的內(nèi)隱學(xué)習(xí)條件下進(jìn)行學(xué)習(xí),隨后的測(cè)驗(yàn)要求被試對(duì)一系列序列串進(jìn)行分類判斷,考察語(yǔ)法知識(shí)的習(xí)得情況。
在先前研究中,研究者創(chuàng)設(shè)了不同種類的遠(yuǎn)距離人工語(yǔ)法規(guī)則,其中按照復(fù)雜程度由低到高,比較受關(guān)注的規(guī)則有:遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系A(chǔ)XB 規(guī)則、遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)AB規(guī)則以及人工唐詩(shī)規(guī)則,下面我們將詳細(xì)闡述這些人工規(guī)則以及它們?cè)谧匀徽Z(yǔ)言中所對(duì)應(yīng)的句法結(jié)構(gòu)。
在遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的研究中,最簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)距離規(guī)則為AXB 規(guī)則(見(jiàn)圖1),其中元素A 和元素B 存在遠(yuǎn)距離的對(duì)應(yīng)關(guān)系(non-adjacent dependency,NAD),這種關(guān)系和中間的X 無(wú)關(guān)。這一規(guī)則是自然語(yǔ)言復(fù)雜句法結(jié)構(gòu)的前身,是理解和構(gòu)建更為復(fù)雜的句法結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)(Wilson et al.,2018)。研究者在探討A 和B 的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí),會(huì)考慮以下幾種情況:①A 元素和B 元素存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系(見(jiàn)圖1a 中的三對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系),例如,在英語(yǔ)中,存在時(shí)態(tài)的遠(yuǎn)距離一致性(is walking;has walked);②A 和B 存在類別對(duì)應(yīng)(見(jiàn)圖1b),類別A 對(duì)應(yīng)類別B,例如,在英語(yǔ)中,存在主語(yǔ)的名詞——謂語(yǔ)動(dòng)詞數(shù)的遠(yuǎn)距離一致性(“the dog[down the street] barks”vs. “the dogs [down the street]bark”)。為了獲得這種規(guī)則,被試首先需要習(xí)得哪些元素屬于哪個(gè)類別,然后習(xí)得類別間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這一方法的優(yōu)勢(shì)在于可以在測(cè)驗(yàn)階段創(chuàng)設(shè)不同材料考察規(guī)則的遷移,在更為復(fù)雜的遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)規(guī)則的研究中也經(jīng)常使用。
圖1 遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系A(chǔ)XB 規(guī)則
由于研究者可以選擇不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系控制規(guī)則的難度,這就使得AXB 規(guī)則在探討遠(yuǎn)距離規(guī)則的學(xué)習(xí)時(shí)適用的人群范圍較廣。而在學(xué)習(xí)方式的選擇上,采用人工AXB規(guī)則的研究大多采用更加符合自然狀態(tài)下語(yǔ)言獲得的模式,在學(xué)習(xí)階段并不給予被試明顯的外顯指導(dǎo)和反饋,結(jié)果發(fā)現(xiàn)嬰兒、兒童和成年人在學(xué)習(xí)階段能夠習(xí)得遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系A(chǔ)XB 規(guī)則(Frost & Monaghan,2016;Gómez,2002;Gómez & Maye,2005;Kant et al.,2020;Marchetto & Bonatti,2013;Mueller,F(xiàn)riederici,&Mannel,2012;Pena,Bonatti,Nespor&Mehler,2002;van den Bos,Christiansen,& Misyakvan,2012;Vuong,Meyer,& Christiansen,2016;Zettersten,Potter,&Saffran,2020)。
在遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系A(chǔ)XB 規(guī)則的基礎(chǔ)上,可以衍生出更為復(fù)雜的遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)AB規(guī)則,其中元素A 和元素B 存在n個(gè)層次的遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系,具體包括核心嵌套結(jié)構(gòu)和交叉結(jié)構(gòu)兩種(見(jiàn)圖2a 和2b)。在自然語(yǔ)言中,AB規(guī)則對(duì)應(yīng)了更為復(fù)雜的句法結(jié)構(gòu),例如,英語(yǔ)中的核心嵌套結(jié)構(gòu)(center-embedded dependencies,“The mouse the cat the dog chased bit ran away”)、交叉結(jié)構(gòu)(crossed dependencies,“Tenzin,Trinley,and Tumpo wore yellow,black,and red hats,respectively”),荷蘭語(yǔ)中的交叉結(jié)構(gòu)(“Aad heft Jantje de lerares de knickers laten helpen opruimen.”)等。相對(duì)于AXB 規(guī)則中僅包含A 和B 的單層對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)于遠(yuǎn)距離層及結(jié)構(gòu)AB規(guī)則的加工需要同時(shí)識(shí)別和處理多個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系(Petkov&ten Cate,2019),帶來(lái)了額外的認(rèn)知負(fù)荷(Wilson et al.,2018)。
圖2 遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)AnBn 規(guī)則(以n=3為例)
采用遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)AB規(guī)則的研究發(fā)現(xiàn),在學(xué)習(xí)階段有明確的外顯提示或者反饋的條件下,被試能夠習(xí)得這一結(jié)構(gòu)(Bahlmann,Schubotz,& Friederici,2008;Friederici,Bahlmann,Heim,Schubotz,& Anwander,2006;Lai & Poletiek,2011;Mueller,Oberecker,& Friederici,2009);此外,在沒(méi)有明顯的外顯提示及反饋的無(wú)意學(xué)習(xí)條件(Poletiek et al.,2018)以及包含簡(jiǎn)單的意識(shí)性測(cè)量的內(nèi)隱學(xué)習(xí)條件下(Uddén,Ingvar,Hagoort,& Petersson,2012,2017),被試仍然表現(xiàn)出對(duì)這一規(guī)則的敏感性。
以上兩種規(guī)則都是以非聲調(diào)語(yǔ)言中的字母或者音節(jié)為載體創(chuàng)設(shè)規(guī)則,與非聲調(diào)語(yǔ)言不同,作為聲調(diào)語(yǔ)言之一的漢語(yǔ)語(yǔ)音體系包含音節(jié)和聲調(diào)兩個(gè)維度,使得漢語(yǔ)聽(tīng)起來(lái)更具有起伏感和韻律感,這一特點(diǎn)在唐詩(shī)的平仄格律中表現(xiàn)得尤為明顯(例如,平平仄仄平——仄仄平平仄)。也正是受到唐詩(shī)這一特點(diǎn)的啟發(fā),研究者嘗試采用漢語(yǔ)語(yǔ)音體系中的特征——聲調(diào)為對(duì)象,創(chuàng)設(shè)了以人工唐詩(shī)規(guī)則為基礎(chǔ)的漢語(yǔ)聲調(diào)遠(yuǎn)距離映射范式。在創(chuàng)設(shè)人工唐詩(shī)規(guī)則時(shí),通常設(shè)置長(zhǎng)度為10 的無(wú)意義聲音串,其中前五個(gè)音和后五個(gè)音在聲調(diào)的平仄維度上存在遠(yuǎn)距離的交叉映射結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)。由于漢語(yǔ)語(yǔ)音包含音節(jié)和聲調(diào)雙維度,可以保證音節(jié)隨機(jī)的基礎(chǔ)上,將規(guī)則設(shè)置在聲調(diào)上,且聲調(diào)存在四聲和平仄兩個(gè)水平。因此,與上述單維度的遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)AB相比,這一規(guī)則更為復(fù)雜和隱蔽,尤其適合用來(lái)探討對(duì)復(fù)雜規(guī)則敏感的內(nèi)隱學(xué)習(xí)的特征。
圖3 人工唐詩(shī)規(guī)則樣例
Jiang 等(2012)的研究在同時(shí)控制組塊強(qiáng)度和重復(fù)結(jié)構(gòu)等表面相似性的基礎(chǔ)上,運(yùn)用結(jié)構(gòu)知識(shí)(structure knowledge)這一嚴(yán)格的意識(shí)性測(cè)量方式探討了人工唐詩(shī)規(guī)則的內(nèi)隱習(xí)得。結(jié)果發(fā)現(xiàn),被試能夠內(nèi)隱地習(xí)得人工唐詩(shī)規(guī)則。隨后的研究進(jìn)一步證明了人工唐詩(shī)規(guī)則的無(wú)意識(shí)可習(xí)得性(Li et al.,2013;Ling et al.,2016;Qiao et al,2018;李菲菲& 劉寶根,2017)以及靈活的遷移能力(姜珊,郭秀艷,楊靖,馬聞笛,2014;姜珊&關(guān)守義,2018)。
綜上所述,采用AXB 規(guī)則、AB規(guī)則以及人工唐詩(shī)規(guī)則探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的研究證明了被試能夠習(xí)得遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu),尤其具備在更接近自然語(yǔ)言獲得方式的內(nèi)隱學(xué)習(xí)條件下獲得這一結(jié)構(gòu)的能力。然而,遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)不僅僅存在于語(yǔ)言領(lǐng)域,還廣泛存在于視覺(jué)空間、音樂(lè)、生物運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域。非語(yǔ)言領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn),在意識(shí)層面和無(wú)意識(shí)層面,人們都表現(xiàn)出了對(duì)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的敏感性。例如,被試能夠外顯地習(xí)得音樂(lè)(Cheung et al.,2018) 和 圖 形(Bahlmann,Schubotz,Mueller,Koester,& Friederici,2009)的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu);在內(nèi)隱學(xué)習(xí)的條件下,能夠無(wú)意識(shí)地習(xí)得音樂(lè)(Dienes &Longuet-Higgins,2004;Kuhn & Dienes,2005,2006) 和身體動(dòng)作(Dienes et al.,2012;Zhang et al.,2020)的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)??梢?jiàn),人們具備跨領(lǐng)域習(xí)得遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的能力,遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)具備領(lǐng)域普遍性。
在加工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)時(shí),人們需要處理在1 個(gè)或者多個(gè)層次上存在遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系的刺激,因此和簡(jiǎn)單的相鄰結(jié)構(gòu)相比,加工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)需要更高的認(rèn)知負(fù)荷(Wilson et al.,2018) 和 更 強(qiáng) 大 的 記 憶 結(jié) 構(gòu)(Uddén et al.,2012)。大量采用人工語(yǔ)法的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)非常困難。鑒于這一結(jié)構(gòu)在人類語(yǔ)言中的重要地位,許多研究者嘗試采用上述的幾種人工遠(yuǎn)距離規(guī)則,尋找能夠促進(jìn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的額外線索。下面我們將從學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)者的視角探討促進(jìn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的線索,具體來(lái)說(shuō),刺激材料本身的特征、訓(xùn)練方式、先前的學(xué)習(xí)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)都能夠影響遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。
人類學(xué)習(xí)的過(guò)程具備很強(qiáng)的靈活性。在遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,這種靈活性體現(xiàn)在人們可以根據(jù)外界輸入的刺激特征調(diào)整注意指向,進(jìn)而影響規(guī)則的習(xí)得。通過(guò)操縱刺激材料的特征,例如提高存在遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系的元素間的相似性、增加背景變異性以及邊界停頓等方式,都能夠促進(jìn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。
3.1.1 相似性
采用AXB 規(guī)則的研究發(fā)現(xiàn),格式塔相似性原則能夠促進(jìn)這一規(guī)則的學(xué)習(xí),具體來(lái)說(shuō),當(dāng)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的A 和B 屬于同一類型,而X 屬于另一類型時(shí),被試更容易注意到A 和B 之間的遠(yuǎn)距離關(guān)系(Creel,Newport,& Aslin,2004;Newport & Aslin,2004; Onnis, Monaghan, Richmond, &Chater,2005)。例如,在Gómez(2002)的研究中,A 和B 都是無(wú)意義單音節(jié)(如pel,vot,dak),而X 是無(wú)意義雙音節(jié)(如wadim,kicey,puser),促進(jìn)了A 和B 遠(yuǎn)距離關(guān)系的學(xué)習(xí);Newport 和Aslin(2004)的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)A、X 和B 都為音節(jié)時(shí),被試不能夠習(xí)得A 和B 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而當(dāng)A 和B 都為輔音,X 為元音,或者A 和B 都為元音,X為輔音時(shí),被試能夠習(xí)得A 和B 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。相似性也可以通過(guò)控制聲音的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,Onnis 等人(2005)的研究發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)音節(jié)A 和B 都是摩擦音(具有高相似性),而X 是爆破音時(shí),學(xué)習(xí)才能發(fā)生。此外,音樂(lè)領(lǐng)域的研究也發(fā)現(xiàn),知覺(jué)相似性能夠促進(jìn)音樂(lè)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)(Creel et al.,2004)。
3.1.2 變異性
遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)存在背景變異性效應(yīng)(variability effect)。背景變異性效應(yīng)是指當(dāng)規(guī)則的背景高度變化時(shí),對(duì)于人們學(xué)習(xí)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)具有促進(jìn)作用(李菲菲& 劉寶根,2017)。Gómez(2002)最早發(fā)現(xiàn)了這一效應(yīng)的存在,他通過(guò)操縱AXB 結(jié)構(gòu)中的中間元素X 的變化情況,探討了18 個(gè)月的嬰兒和成年人對(duì)AXB 規(guī)則的學(xué)習(xí)X 個(gè)數(shù)的變化包括2、6、12、24 四種情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論是嬰兒還是成人被試,隨著X 數(shù)量的增加,學(xué)習(xí)效應(yīng)越來(lái)越好。Gómez 認(rèn)為中間的元素X 是變化的,導(dǎo)致相鄰的關(guān)系是極其不穩(wěn)定的(AX 和XB),所以很難被習(xí)得,因此,被試會(huì)更加注意那些在變化的情境中保持不變的特征,即A 和B 之間的關(guān)系。Christiansen,Chater 和Gómez(2003)增設(shè)了一個(gè)零變異條件,結(jié)果發(fā)現(xiàn),零變異條件下學(xué)習(xí)成績(jī)最好,其次是高變異條件(24種),即變異性與學(xué)習(xí)成績(jī)呈現(xiàn)出U 型曲線關(guān)系。李菲菲和劉寶根(2017)采用人工唐詩(shī)規(guī)則中的交叉結(jié)構(gòu)和核心嵌套結(jié)構(gòu),操縱了音節(jié)的數(shù)量(大變異:20 個(gè)音節(jié);小變異:4 個(gè)音節(jié)),結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有在大變異的情況下,被試才能夠習(xí)得這兩種結(jié)構(gòu),表明漢語(yǔ)聲調(diào)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的內(nèi)隱學(xué)習(xí)中同樣存在背景變異性效應(yīng)。
3.1.3 邊界停頓
由于以AXB 為規(guī)則的研究在學(xué)習(xí)階段大多采用連續(xù)語(yǔ)音流的呈現(xiàn)形式,因此目標(biāo)刺激AXB 的邊界并不清晰,于是有研究者嘗試采用邊界停頓的方式調(diào)整被試的注意指向考察這一規(guī)則的學(xué)習(xí)。例如,Pena等人(2002) 發(fā)現(xiàn)只有通過(guò)短暫的停頓(25ms)使呈現(xiàn)給被試的連續(xù)音節(jié)流中所包含的AXB 邊界清晰時(shí),被試才能夠習(xí)得遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu),表明單詞邊界為遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的習(xí)得提供了線索,Pena 認(rèn)為這種短暫停頓使音節(jié)流與自然語(yǔ)言更加接近,從而促進(jìn)了規(guī)則的學(xué)習(xí)。Mueller,Bahlmann 和Friederici(2010)采用核心嵌套結(jié)構(gòu),同樣發(fā)現(xiàn)了當(dāng)與韻律信息相結(jié)合時(shí),停頓有助于這一結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。
綜上,通過(guò)提高存在遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系的元素間的相似性、增加背景變異性以及邊界停頓等方式,能夠調(diào)整被試的注意指向,進(jìn)而促進(jìn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。此外,刺激材料本身的特征之間可能存在交互作用,例如,Grama,Kerkhoff 和Wijnen(2016)的研究同時(shí)考察了停頓和相似性在AXB規(guī)則學(xué)習(xí)中的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)詞間的停頓時(shí)間與不同類型元素的韻律狀態(tài)相匹配的情況下,被試可以更好地依據(jù)相似性原則習(xí)得遠(yuǎn)距離規(guī)則。
遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的習(xí)得能力不僅取決于刺激材料的特征,還取決于采用何種學(xué)習(xí)方式,例如怎樣安排刺激呈現(xiàn)的順序,需要學(xué)習(xí)多久,如何鞏固等。
3.2.1 由簡(jiǎn)單到復(fù)雜
在自然語(yǔ)言的獲得過(guò)程中,兒童首先接觸的往往是簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu),隨著年齡的增長(zhǎng),逐漸接觸復(fù)雜語(yǔ)法結(jié)構(gòu),語(yǔ)言發(fā)展趨于成熟(Lai&Poletiek,2011)??梢?jiàn),在這一過(guò)程中,外界的信息輸入并非按照隨機(jī)方式,而是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序出現(xiàn)。如果在學(xué)習(xí)復(fù)雜的人工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)之前,讓被試先學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),是否會(huì)促進(jìn)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)呢?Lany 和Gómez(2008)發(fā)現(xiàn),只有先讓12 個(gè)月大的嬰兒學(xué)習(xí)相鄰規(guī)則AB,隨后學(xué)習(xí)AXB 規(guī)則,被試才會(huì)表現(xiàn)出對(duì)這一規(guī)則的敏感性。采用核心嵌套規(guī)則的研究同樣證實(shí)了這一效應(yīng)的存在。例如,Lai 和Poletiek(2011)發(fā)現(xiàn)了習(xí)得核心嵌套結(jié)構(gòu)的兩個(gè)必要條件:充分學(xué)習(xí)相鄰結(jié)構(gòu)和由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)方式。Poletiek 等(2018)的研究也證實(shí)了只有在由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的條件下,被試才能夠習(xí)得核心嵌套結(jié)構(gòu)。由于由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的呈現(xiàn)方式能夠凸顯規(guī)則的基本結(jié)構(gòu),使被試在加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)之前,首先關(guān)注基本結(jié)構(gòu)模式,從而促進(jìn)了復(fù)雜規(guī)則的學(xué)習(xí)。
3.2.2 長(zhǎng)期訓(xùn)練和鞏固
復(fù)雜語(yǔ)法規(guī)則的習(xí)得得益于不斷地學(xué)習(xí)和鞏固(Uddén et al.,2012,2017)。Uddén等(2012)采用長(zhǎng)期訓(xùn)練的方式比較了交叉結(jié)構(gòu)和核心嵌套結(jié)構(gòu)的習(xí)得。他們將“F-L”、“D-P”兩組對(duì)應(yīng)字母構(gòu)成的遠(yuǎn)距離規(guī)則串嵌入在限定狀態(tài)人工語(yǔ)法中讓被試進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)9 天的學(xué)習(xí)。結(jié)果表明,被試在長(zhǎng)期訓(xùn)練條件下能夠?qū)W會(huì)兩種結(jié)構(gòu)。研究者進(jìn)一步將兩種規(guī)則的學(xué)習(xí)成績(jī)與先前研究中訓(xùn)練了5 天的相鄰規(guī)則成績(jī)進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)二者并沒(méi)有學(xué)習(xí)量上的差異,表明要達(dá)到相同的學(xué)習(xí)量,遠(yuǎn)距離規(guī)則需要更長(zhǎng)的訓(xùn)練時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)法知識(shí)的抽象化。知識(shí)的鞏固除了源于長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí),還得益于睡眠。Frost 和Monaghan(2017)讓被試學(xué)習(xí)AXB 規(guī)則,學(xué)習(xí)階段結(jié)束后,要求被試清醒或經(jīng)歷睡眠過(guò)程,之后進(jìn)行測(cè)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷睡眠的被試會(huì)表現(xiàn)出對(duì)AXB規(guī)則的敏感性,表明睡眠有益于遠(yuǎn)距離規(guī)則的抽象化和鞏固。
先前的學(xué)習(xí)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛩茉旌透淖儗W(xué)習(xí)者的期望,并改變他們能夠習(xí)得的結(jié)構(gòu)(Lew-Williams & Saffran,2012;Potter,Wang,& Saffran,2017;Wang,Zevin,&Mintz,2017),這種影響主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
3.3.1 已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)遠(yuǎn)距離規(guī)則學(xué)習(xí)的影響
學(xué)習(xí)者已有的母語(yǔ)知識(shí)會(huì)影響其對(duì)即將到來(lái)的語(yǔ)言輸入結(jié)構(gòu)的期望(Zettersten et al.,2020),進(jìn)而影響后續(xù)對(duì)結(jié)構(gòu)的加工。Lew-Williams 和Saffran(2012)發(fā)現(xiàn)9~10個(gè)月的嬰兒能夠更好地識(shí)別與其先前經(jīng)驗(yàn)相匹配的結(jié)構(gòu)規(guī)則。Wang 等(2017)的研究發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)遠(yuǎn)距離人工語(yǔ)法規(guī)則與先前呈現(xiàn)母語(yǔ)(英語(yǔ))短語(yǔ)的節(jié)奏模式相匹配時(shí),被試才能夠習(xí)得這種遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)。表明先前呈現(xiàn)的句子結(jié)構(gòu)影響了被試對(duì)即將到來(lái)的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)的期望,進(jìn)而影響了遠(yuǎn)距離規(guī)則的學(xué)習(xí)。采用人工唐詩(shī)規(guī)則的研究也探討了先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)內(nèi)隱學(xué)習(xí)和遷移的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)相對(duì)于符合平仄知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的漢語(yǔ)聲調(diào)交叉規(guī)則,被試不能夠內(nèi)隱地習(xí)得和遷移任意聲調(diào)的交叉規(guī)則,表明先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)在遠(yuǎn)距離交叉規(guī)則內(nèi)隱學(xué)習(xí)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用(姜珊,2012)。此外,音樂(lè)(Cheung et al.,2018;Kuhn & Dienes,2005)和生物運(yùn)動(dòng)(Zhang et al.,2020)領(lǐng)域遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的研究同樣發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)者過(guò)去的訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)會(huì)對(duì)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。
3.3.2 先前的學(xué)習(xí)對(duì)遠(yuǎn)距離規(guī)則學(xué)習(xí)的影響
讓被試在實(shí)驗(yàn)室情境下預(yù)先學(xué)習(xí)特定的材料,考察對(duì)后續(xù)遠(yuǎn)距離規(guī)則學(xué)習(xí)的影響,在上述提到的由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的效應(yīng)上有所體現(xiàn),即學(xué)習(xí)相鄰結(jié)構(gòu)影響了遠(yuǎn)距離規(guī)則的習(xí)得。近期的一項(xiàng)研究(Zettersten et al.,2020)采用AXB 規(guī)則直接探討了先前的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)后續(xù)復(fù)雜遠(yuǎn)距離規(guī)則習(xí)得的影響。研究的第一階段采用中間元素X 變異性較大的符合AXB 規(guī)則的簡(jiǎn)單材料讓實(shí)驗(yàn)組被試進(jìn)行預(yù)先學(xué)習(xí)(可學(xué)組),控制組被試同樣學(xué)習(xí)變異性較大的但不符合AXB 規(guī)則的材料(不可學(xué)組);在第二階段,所有被試都學(xué)習(xí)中間元素X 變異性較小的符合AXB 規(guī)則的新的復(fù)雜材料。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與不可學(xué)組被試相比,可學(xué)組被試習(xí)得了更為復(fù)雜的遠(yuǎn)距離規(guī)則。這表明預(yù)先接觸簡(jiǎn)單遠(yuǎn)距離規(guī)則的經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)了后續(xù)新的復(fù)雜規(guī)則的習(xí)得。
綜上,采用人工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的研究表明,人們具備習(xí)得遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的能力,且從學(xué)習(xí)材料、學(xué)習(xí)情境和學(xué)習(xí)者的視角來(lái)看,存在諸多影響遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的因素,刺激材料本身的特征、訓(xùn)練方式、先前的學(xué)習(xí)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)等因素都會(huì)影響遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。
近十幾年,隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展,研究者不僅局限于從行為層面探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí),也特別關(guān)注遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)加工的腦機(jī)制,試圖從神經(jīng)層面探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)是如何被習(xí)得的,這些研究發(fā)現(xiàn)在加工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)時(shí),Broca 區(qū)發(fā)揮了重要作用,此外,連接Broca 區(qū)和STG 的背側(cè)纖維通路似乎在復(fù)雜遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工中起著關(guān)鍵作用。
Broca 區(qū)位于大腦皮層左側(cè)額下回(inferior frontal gyrus,IFG),該區(qū)域包含BA44(額下回的島蓋部)和BA45(額下回的三角部),這一區(qū)域在語(yǔ)言生成和理解過(guò)程中發(fā)揮重要作用(Friederici,2011,2018;Hickok & Poeppel,2007;Pulvermüller,2010)。早期的神經(jīng)心理學(xué)研究表明Broca區(qū)受損的病人在處理句法規(guī)則(包括層次規(guī)則)時(shí)明顯存在困難(Caplan&Waters,1999;Grodzinsky,2000)。與加工簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的句子(如主語(yǔ)在句首)相比,復(fù)雜句子(如包含賓語(yǔ)前置從句)的加工會(huì)激活Broca區(qū)(Just,Carpenter,Keller,Eddy,&Thulborn, 1996; Fiebach, Schlesewsky,Bornkessel,& Friederici,2004;Friederici,2019)。一些采用自然語(yǔ)言為材料的研究發(fā)現(xiàn)Broca 區(qū)參與了遠(yuǎn)距離句法結(jié)構(gòu)的加工(Kant et al.,2020;Makuuchi,Bahlmann,Anwande & Friederici,2009;Santi & Grodzinsky,2010)。
除了自然語(yǔ)言領(lǐng)域外,研究者嘗試采用不同類型的人工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu),從外顯或者內(nèi)隱的角度,探討了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)加工的腦機(jī)制,揭示了Broca 區(qū)在加工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)中的核心作用。
Friederici,Bahlmann,Heim,Schubotz 和Anwander(2006) 探討了加工相鄰結(jié)構(gòu)(AB)和層級(jí)嵌套結(jié)構(gòu)AB的神經(jīng)機(jī)制。學(xué)習(xí)階段讓被試尋找規(guī)則并給予反饋,測(cè)驗(yàn)階段讓被試進(jìn)行語(yǔ)法判斷并進(jìn)行掃描。結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)和層級(jí)嵌套結(jié)構(gòu)的加工均激活了左側(cè)額葉島蓋(frontal operculum,F(xiàn)OP),而B(niǎo)roca 區(qū)(BA44)參與了遠(yuǎn)距離層級(jí)嵌套結(jié)構(gòu)的加工。然而,由于上述研究中使用的語(yǔ)法規(guī)則是兩類音節(jié)的籠統(tǒng)對(duì)應(yīng),而不是一一對(duì)應(yīng),因此,被試很可能是基于計(jì)數(shù)策略,將A 和B 的個(gè)數(shù)加以匹配,在分類判斷任務(wù)中表現(xiàn)出較好的成績(jī)。于是Bahlmann 等(2008)通過(guò)設(shè)置A 和B子集的一一對(duì)應(yīng)(A1—B1,A2—B2,A3—B3)嘗試排除計(jì)數(shù)策略可能造成的干擾,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與相鄰結(jié)構(gòu)(AB)相比,遠(yuǎn)距離嵌套結(jié)構(gòu)AB的加工激活了Broca 區(qū)以及相鄰的腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層(BA44/6)。由于排除了計(jì)數(shù)策略,因此這一結(jié)果進(jìn)一步表明Broca 區(qū)是遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)加工的重要腦區(qū)。
Opitz 和Friederici(2007)采用一種類似于自然語(yǔ)言的BROVANTO 語(yǔ)法,直接比較了相鄰結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法加工的神經(jīng)機(jī)制。這兩種結(jié)構(gòu)都是由名詞短語(yǔ)和動(dòng)詞短語(yǔ)組成,二者的差異在于層級(jí)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法圖中允許句子嵌套。學(xué)習(xí)階段讓被試尋找規(guī)則并給予反饋,測(cè)驗(yàn)階段讓被試進(jìn)行語(yǔ)法判斷并進(jìn)行掃描。結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試能夠習(xí)得兩種結(jié)構(gòu),并且左側(cè)腹側(cè)前運(yùn)動(dòng)皮層和海馬的激活與相鄰結(jié)構(gòu)的加工有關(guān),而對(duì)遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)語(yǔ)法的加工激活了Broca 區(qū)(BA44)。
上述研究在有明顯提示和反饋的外顯學(xué)習(xí)條件下考察了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)加工的神經(jīng)機(jī)制,那么在更加符合自然狀態(tài)下語(yǔ)言獲得的內(nèi)隱學(xué)習(xí)模式下,Broca 區(qū)是否同樣參與了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工?凌曉麗(2016)考察了人工唐詩(shī)交叉規(guī)則的內(nèi)隱學(xué)習(xí)所對(duì)應(yīng)的腦激活模式,同時(shí)探查這一語(yǔ)法規(guī)則和相鄰組塊知識(shí)的加工所對(duì)應(yīng)的腦區(qū)是否存在分離,結(jié)果發(fā)現(xiàn),被試均可內(nèi)隱習(xí)得組塊和底層的語(yǔ)法規(guī)則,合法串相對(duì)于非法串在Broca 區(qū)(BA44/45)有更強(qiáng)的激活,而對(duì)相鄰組塊的加工則激活了殼核和內(nèi)側(cè)顳葉??梢?jiàn),Broca 區(qū)也參與了遠(yuǎn)距離交叉規(guī)則的內(nèi)隱加工。
綜上所述,采用人工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的研究表明在加工復(fù)雜的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)時(shí),Broca區(qū)發(fā)揮了重要作用?;谏鲜鲅芯浚琔ddén等(2017)采用重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)直接探討了Broca 區(qū)和交叉遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)內(nèi)隱學(xué)習(xí)之間的因果關(guān)系。學(xué)習(xí)階段共持續(xù)9 天,在第8 天的學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)束后的上午和下午分別對(duì)被試的Broca 區(qū)(BA44/45)或頂點(diǎn)(vertex)進(jìn)行低頻的經(jīng)顱磁刺激(抑制),每次刺激之后均進(jìn)行一次語(yǔ)法分類測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與抑制了頂點(diǎn)相比,抑制Broca 區(qū)會(huì)干擾被試的語(yǔ)法分類,導(dǎo)致成績(jī)的下降。這一結(jié)果為Broca 區(qū)在交叉遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)內(nèi)隱加工中的因果作用提供了支持。
Broca 區(qū)在包含遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)的語(yǔ)法規(guī)則加工中發(fā)揮重要作用已經(jīng)得到了眾多研究的支持,那么Broca 區(qū)對(duì)遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)的加工是否僅僅局限在語(yǔ)言領(lǐng)域呢?已有研究表明與相鄰結(jié)構(gòu)相比,對(duì)視覺(jué)空間序列遠(yuǎn)距離嵌套結(jié)構(gòu)的加工激活了Broca 區(qū)以及一些前輔助運(yùn)動(dòng)皮層(pre-supplementary motor area,pre-SMA)(Bahlmann et al.,2009);采用音樂(lè)嵌套結(jié)構(gòu)的研究表明,雙側(cè)額下回,尤其是右側(cè)額下回在處理音樂(lè)層次結(jié)構(gòu)時(shí)起著一定的作用(Cheung et al.,2018);采用生物運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)距離交叉規(guī)則的研究發(fā)現(xiàn),Broca 區(qū)(BA44)的灰質(zhì)密度與分類判斷成績(jī)存在高相關(guān)。上述結(jié)果表明Broca 區(qū)對(duì)遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)的加工并不僅僅局限在語(yǔ)言領(lǐng)域,而是具備領(lǐng)域一般性的特點(diǎn)。
綜上所述,Broca 區(qū)在遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工中發(fā)揮核心作用,這一作用并非針對(duì)某一特定的領(lǐng)域、學(xué)習(xí)方式或者某種特定的遠(yuǎn)距離規(guī)則,而是在更加廣泛的層面參與到了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工中。
Friederici(2011)曾提出了系統(tǒng)的語(yǔ)言加工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),指出大腦左半球和語(yǔ)言相關(guān)的皮層包括:額下回的Broca 區(qū)(IFG)、顳上回的Wernicke 區(qū)(STG)以及部分顳中回(MTG)和頂葉的頂葉下回和角回,這些區(qū)域之間通過(guò)纖維束相連,存在結(jié)構(gòu)和功能上的關(guān)聯(lián)(Friederici,2011,2018,2019)。具體包含2 條背側(cè)通路和2 條腹側(cè)通路:①BA44 和STG 通過(guò)背側(cè)通路相連(這條背側(cè)纖維束由上縱束(SLF)和弓狀束(AF)組成,前者連接額葉皮質(zhì)和頂葉皮質(zhì),后者彎曲進(jìn)入顳葉皮質(zhì)),在復(fù)雜句法加工過(guò)程中起著關(guān)鍵作用;②前運(yùn)動(dòng)皮層的BA6 和STG 通過(guò)背側(cè)通路相連,該通路與聽(tīng)覺(jué)——運(yùn)動(dòng)映射(auditory-to-motor mapping)以及語(yǔ)句重復(fù)有關(guān);③BA45 到顳葉、頂葉和枕葉皮質(zhì)通過(guò)腹側(cè)通路相連,與語(yǔ)義加工有關(guān);④額蓋(FOP)和顳前上回通過(guò)腹側(cè)通路相連,與簡(jiǎn)單規(guī)則的加工有關(guān)。其中,通路①在遠(yuǎn)距離規(guī)則的加工過(guò)程中得到了研究者們較多的關(guān)注。
一些語(yǔ)言領(lǐng)域的研究發(fā)現(xiàn),在加工自然語(yǔ)言復(fù)雜句法結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)同時(shí)激活Broca區(qū)(BA44)和顳上回(STG),二者存在功能上的連接(den Ouden et al.,2012;Makuuchi& Friederici,2013)。Friederici(2018,2019)指出,Broca 區(qū)(BA44)和顳上回(STG)的功能連接源于兩個(gè)區(qū)域白質(zhì)纖維束的結(jié)構(gòu)連接。這一觀點(diǎn)得到了一些研究的支持。例如,一項(xiàng)發(fā)展性研究發(fā)現(xiàn),連接BA44 和STG 的背側(cè)纖維束在發(fā)育過(guò)程中的成熟程度與復(fù)雜句子句法理解的準(zhǔn)確性和速度呈現(xiàn) 高 相 關(guān)(Skeide,Brauer,& Friederici,2016)。臨床研究也發(fā)現(xiàn)布羅卡區(qū)和顳葉皮質(zhì)之間的背側(cè)纖維束缺陷會(huì)導(dǎo)致加工復(fù)雜句法能力的缺失(Wilson et al.,2011)。因此,連接Broca 區(qū)和STG 的背側(cè)纖維通路似乎在復(fù)雜句法結(jié)構(gòu)的加工中起著關(guān)鍵作用。
Friederici 等(2006)的研究發(fā)現(xiàn)相鄰結(jié)構(gòu)和嵌套結(jié)構(gòu)的加工均激活了左側(cè)額蓋(FOP),而B(niǎo)roca 區(qū)(BA44)參與了遠(yuǎn)距離嵌套結(jié)構(gòu)的加工。DTI 的結(jié)果顯示上述兩個(gè)腦區(qū)存在不同的結(jié)構(gòu)連通性,BA44 通過(guò)上縱束與顳上后部和中部相連,F(xiàn)OP 通過(guò)鉤束與前顳葉相連接。這一結(jié)果表明Broca區(qū)和STG 的背側(cè)纖維通路在加工遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)過(guò)程中的重要作用。近期的一項(xiàng)研究(Chen,Goucha,M?nnel,F(xiàn)riederici,&Zaccarella,2021)采用更接近人類自然語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的人工層級(jí)語(yǔ)法結(jié)構(gòu)(hierarchical syntactic structure-building grammar,HG)和簡(jiǎn)單的嵌套結(jié)構(gòu)(nested associating grammar,NG),探討了兩種結(jié)構(gòu)加工的腦機(jī)制。二者的區(qū)別在于:對(duì)于簡(jiǎn)單的嵌套結(jié)構(gòu),各對(duì)應(yīng)關(guān)系之間不存在關(guān)聯(lián),而層級(jí)句法結(jié)構(gòu)存在更為復(fù)雜的層級(jí)上的依存關(guān)系,更接近自然語(yǔ)言的句法結(jié)構(gòu)。fMRI 的結(jié)果表明,與NG 相比,加工HG 引發(fā)了更強(qiáng)的Broca區(qū)(BA44)和顳后上回(pSTG)的激活,以及兩個(gè)區(qū)域間不同性質(zhì)的功能連通性。具體來(lái)說(shuō),在加工HG 時(shí),BA44 是主要的中心腦區(qū),它接收實(shí)驗(yàn)任務(wù)信息,負(fù)責(zé)句法層次結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,處理后的信息及時(shí)傳遞到pSTG 進(jìn)行整合和存儲(chǔ),并且同時(shí)從pSTG向BA 44 發(fā)送反饋;而在加工NG 時(shí),pSTG接收實(shí)驗(yàn)任務(wù)信息,負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)關(guān)系信息的整合和存儲(chǔ),而B(niǎo)A44 的滯后ROI 效應(yīng)會(huì)進(jìn)一步調(diào)節(jié)這一過(guò)程,因此,BA44 對(duì)pSTG的影響相對(duì)滯后。研究者進(jìn)一步指出,加工HG 時(shí)BA44 和pSTG 的功能連接可能源于BA44 和STG 的兩個(gè)區(qū)域白質(zhì)纖維束的結(jié)構(gòu)連接。
總的來(lái)說(shuō),采用自然語(yǔ)言和人工語(yǔ)言的研究都表明在加工遠(yuǎn)距離語(yǔ)法結(jié)構(gòu)時(shí),Broca 區(qū)發(fā)揮了重要作用,這一作用與學(xué)習(xí)方式以及具體的遠(yuǎn)距離規(guī)則類型無(wú)關(guān),且具備領(lǐng)域一般性,連接Broca 區(qū)和STG 的背側(cè)纖維通路在復(fù)雜遠(yuǎn)距離語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的加工中起著關(guān)鍵作用。
遷移是在知識(shí)獲得基礎(chǔ)上形成的一種舉一反三的能力,是人類由知識(shí)的掌握到能力形成的重要環(huán)節(jié)。先前采用人工唐詩(shī)范式的研究表明,聽(tīng)覺(jué)通道獲得的漢語(yǔ)聲調(diào)遠(yuǎn)距離映射結(jié)構(gòu)可以靈活遷移到不同的聲調(diào)(姜珊等,2014)以及不同長(zhǎng)度(姜珊&關(guān)守義,2018)的材料上,為遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的適應(yīng)性和靈活性提供了初步的證據(jù)。神經(jīng)生理學(xué)的研究表明Broca 區(qū)在遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)的加工中發(fā)揮核心作用,參與了不同領(lǐng)域遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工,具有領(lǐng)域一般性的特點(diǎn),如果不同領(lǐng)域遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工共享相同的神經(jīng)機(jī)制,那么由某一領(lǐng)域獲得的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域遷移?在遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)和跨領(lǐng)域遷移過(guò)程中大腦功能上具備怎樣的普遍性和特異性?這些問(wèn)題都值得進(jìn)一步探究。
采用fMRI 探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)機(jī)制大多對(duì)測(cè)驗(yàn)階段進(jìn)行掃描,考察被試在區(qū)分合法串和非法串時(shí)不同的腦區(qū)、腦區(qū)間的功能連接以及結(jié)構(gòu)上的差異。而采用EEG 這種電生理指標(biāo),除了考察被試在測(cè)驗(yàn)階段分類判斷時(shí)的特異性ERP 成分外,還可以探究學(xué)習(xí)階段被試遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工過(guò)程。
先前的EEG 研究著重探討測(cè)驗(yàn)階段遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)所引發(fā)的ERP 成分。例如,Muelle,Oberecker 和Friederici(2009)采 用學(xué)習(xí)和測(cè)驗(yàn)交替進(jìn)行的方式考察被試對(duì)意大利語(yǔ)中AXB(A 為助詞,B 為形態(tài)動(dòng)詞)規(guī)則的學(xué)習(xí)。結(jié)果表明非意大利語(yǔ)母語(yǔ)被試能夠?qū)W到助詞A 和形態(tài)動(dòng)詞B 的遠(yuǎn)距離對(duì)應(yīng)關(guān)系,并且對(duì)非規(guī)則句子中錯(cuò)誤動(dòng)詞后綴表現(xiàn)出分布于頭皮中心后方的N400 成分以及隨后的分布于頭皮中心前方類似于P3a,而意大利語(yǔ)母語(yǔ)被試則表現(xiàn)出分別于頭皮中心后方的N400 以及隨后的P600。Citron,Oberecker,F(xiàn)riederici 和Mueller(2011)的研究采用類似的遠(yuǎn)距離規(guī)則,發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)詞后綴引發(fā)了雙向的ERP模式,即在N400 之后出現(xiàn)P600 成分。后續(xù)的研究也發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤的動(dòng)詞后綴會(huì)引發(fā)N400 成分以及和注意相關(guān)的P200 成分(de Diego-Balaguer,Rodríguez-Fornells,&Bachoud-Lévi,2015;Friederici,Mueller,Sehm,&Ragert,2013)。
近年來(lái)基于EEG 的神經(jīng)振蕩研究有助于研究者采用時(shí)頻分析的方法探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的在線學(xué)習(xí)過(guò)程,避免分類策略的干擾。Buiatti 等(2009)采用符合AXB 規(guī)則的三音節(jié)語(yǔ)音流和隨機(jī)語(yǔ)音流,并分別對(duì)單音節(jié)、雙音節(jié)和三音節(jié)進(jìn)行頻譜分析考察被試對(duì)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與隨機(jī)音節(jié)流相比,符合AXB 規(guī)則的三音節(jié)語(yǔ)音流的頻譜分析表現(xiàn)出如下特點(diǎn):反映單音節(jié)呈現(xiàn)頻率的能量值(power)降低,對(duì)應(yīng)于三音節(jié)單位頻率的能量值增加,且后者與三音節(jié)詞匯回憶的成績(jī)呈現(xiàn)正相關(guān)。在采用8 個(gè)月的嬰兒為被試的類似實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)暴露于包含遠(yuǎn)距離規(guī)則AXB 語(yǔ)音流中的嬰兒表現(xiàn)出對(duì)符合規(guī)則的單詞頻率神經(jīng)夾帶的增加(Kabdebon,Pena,Buiatti M,& Dehaene-Lambertz,2015)。由于神經(jīng)夾帶反映了大腦神經(jīng)震蕩活動(dòng)和外部刺激之間的同步性(Choi,Batterink,Black,Paller,& Werker,2020)。因此這些結(jié)果表明,人腦在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)包含遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的序列進(jìn)行了夾帶,逐漸習(xí)得了這一規(guī)則??梢?jiàn),時(shí)頻分析為遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的在線學(xué)習(xí)過(guò)程提供了一種有效的度量指標(biāo)??紤]到EEG 存在空間分辨率較低的問(wèn)題,未來(lái)研究可以在此基礎(chǔ)上采用MEG 技術(shù)通過(guò)時(shí)頻分析考察遠(yuǎn)距離層級(jí)結(jié)構(gòu)AB規(guī)則以及人工唐詩(shī)規(guī)則的在線學(xué)習(xí),同時(shí)探討在學(xué)習(xí)和測(cè)驗(yàn)階段不同腦區(qū)之間的信息流傳遞過(guò)程,進(jìn)一步明確遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)加工過(guò)程的腦機(jī)制。
從神經(jīng)層面來(lái)看,在內(nèi)隱和外顯學(xué)習(xí)條件下,Broca 區(qū)都參與了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工。但是從對(duì)結(jié)構(gòu)加工的腦區(qū)的操作上來(lái)看,凌曉麗(2016)考察人工唐詩(shī)規(guī)則內(nèi)隱學(xué)習(xí)所對(duì)應(yīng)的腦激活模式時(shí)發(fā)現(xiàn),相對(duì)于非法串,合法串在Broca 區(qū)(BA44/45)有更強(qiáng)的激活。而其他一些采用外顯學(xué)習(xí)方式的研究則發(fā)現(xiàn),Broca 區(qū)對(duì)非法串更加敏感(Friederici et al.,2006;Opitz & Friederici,2007)。這表明雖然在內(nèi)隱和外顯學(xué)習(xí)的條件下,Broca 區(qū)都參與了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工,但是心理過(guò)程可能存在差異。在外顯學(xué)習(xí)的條件下,由于被試在學(xué)習(xí)階段就知道規(guī)則的存在,有時(shí)測(cè)驗(yàn)階段還存在反饋,因此可能會(huì)采取特定的檢測(cè)錯(cuò)誤策略,表現(xiàn)為對(duì)非規(guī)則串更加敏感;而在內(nèi)隱學(xué)習(xí)條件下,被試在學(xué)習(xí)階段僅僅完成記憶、復(fù)述等任務(wù),在測(cè)驗(yàn)開(kāi)始前才得知規(guī)則的存在且沒(méi)有任何反饋,被試往往根據(jù)自己的猜測(cè)、直覺(jué)、流暢性等進(jìn)行判斷,因此對(duì)整體的規(guī)則性(合法串)可能會(huì)更加敏感。Uddén等(2017)發(fā)現(xiàn)采用重復(fù)經(jīng)顱磁刺激探討B(tài)roca 區(qū)和遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)內(nèi)隱學(xué)習(xí)之間的因果關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),抑制Broca 區(qū)會(huì)干擾被試的語(yǔ)法分類,具體表現(xiàn)為對(duì)合法串的分類判斷判定率下降,而對(duì)非法串的判定率沒(méi)有影響。這表明在遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的內(nèi)隱學(xué)習(xí)過(guò)程中,抑制Broca 區(qū)影響了被試對(duì)符合遠(yuǎn)距離規(guī)則合法串的敏感性。未來(lái)的研究可以直接探討在兩種不同學(xué)習(xí)方式以及在內(nèi)隱學(xué)習(xí)向外顯學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,Broca區(qū)是如何和其他腦區(qū)相互作用的,是否存在結(jié)構(gòu)和功能上的分離,這有助于研究者進(jìn)一步明確被試在不同狀態(tài)、不同學(xué)習(xí)階段是如何學(xué)習(xí)遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的,更深層次揭示這一規(guī)則學(xué)習(xí)的神經(jīng)機(jī)制。
遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)具備強(qiáng)大的生成能力,廣泛存在于人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。在不同領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)中,語(yǔ)言領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)尤其受到了研究者的關(guān)注,研究者們?cè)谌斯ふZ(yǔ)法范式的背景下通過(guò)創(chuàng)設(shè)不同復(fù)雜程度的遠(yuǎn)距離規(guī)則來(lái)探究遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。相對(duì)于相鄰結(jié)構(gòu),遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)更加困難。從行為層面來(lái)說(shuō),一些額外的線索,如刺激材料本身的特征、訓(xùn)練方式和先前知識(shí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌虼龠M(jìn)這一結(jié)構(gòu)的習(xí)得。從神經(jīng)層面來(lái)看,Broca 區(qū)參與了遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工,Broca 區(qū)和STG 的背側(cè)纖維通路在加工遠(yuǎn)距離語(yǔ)法結(jié)構(gòu)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步探討遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的跨領(lǐng)域遷移,明確遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)的加工過(guò)程,厘清遠(yuǎn)距離結(jié)構(gòu)內(nèi)隱學(xué)習(xí)和外顯學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。