【探索七】從發芽、成長到茁壯:語言進入大腦的旅程

第二講‧特稿

圖片來源:Peter Cade│Getty Images

撰文 ∣ 林欣怡

      第七期探索講座以「大腦、演化與學習」為總綱,大腦一直是人類最神秘的器官,它主宰了我們的思考、情緒、行為,但由於其運作的複雜性,直至今日大腦運作與認知歷程仍是人類亟欲參透的奧秘。因此本期講座關聯甚廣,在陳竹亭主任與謝豐舟醫師的聯手企劃下,邀集橫跨醫學、心理學、神經科學、生物科學、語言學等不同領域的學者,共同分享大腦研究的成果,以勾勒出目前大腦研究的潮流與新知,也希望能讓與會觀眾能全面性地了解大腦究竟在人類心智生活中扮演著什麼樣的角色。

事實上,我們無時不刻運用大腦來做每一個微小或重大的決定,不管是學習記憶等智能活動,或是騎腳踏車、走路等肌肉平衡協調,但我們對於大腦器官本身的構造及分工的相關知識通常卻相當有限。因此,在第七期第二講「語言的演化、發展與差異」正式開始之前,教學發展中心很用心地先播放了英國布里斯托大學所拍攝的大腦動畫短片,以深入淺出的方式,帶大家認識大腦的不同區域及其各自的司職,讓大家了解為什麼「我們就是我們的大腦」(We are our brain),接下來在實際進入演講時,就比較有概念大腦如何操作主掌記憶、組織能力等不同的腦區來操作語言,也進一步了解這整期的講座的主角大腦究竟包含了哪些不同的面向與功能。

今天主講者是臺大心理系的周泰立教授,年輕的周教授在語言及大腦的研究領域中是新一輩的專家,他既受過完整的傳統心理學訓練,又進一步跨界到生物科學界,援引了腦部功能性磁振造影(fMRI)之儀器技術,來輔助語言心理學實驗訪談,提供更多客觀的生理數據,以彌補觀察外在表徵行為之不足。周教授實驗室一直致力於研究語言的發展過程與數種語言障礙類型,長期觀察學齡兒童學習語言過程中如何一步步慢慢掌握純熟的語言能力,也觀察具自閉症、閱讀障礙、精神分裂等不同語言障礙的患者其腦部活動究竟與常人有何差異。今天他將透過一些實作數據及資料,來揭開人類運用語言所涉及的複雜環節與面貌。

語言:動物 vs. 人類

要說明語言在人類生活中扮演的特殊角色,與動作的溝通系統一比較,就可看到清楚的差異。

關於動物究竟有沒有語言,一直是個備受爭議的問題。從笛卡爾的「我思故我在」就指出思考是人類之所以異於動物的特質,而思考最重要的媒介就是語言,這正是人類與動物的差異。但支持動物有語言的人認為動物會透過一些動作傳遞關鍵的語言,有一套自成一格的系統,只是人類可能無法完全了解。

一般咸認動物絕對有一套有效的溝通系統,但動物是否有可能使用人類的語言呢?為了釐清這個疑問,有許多科學家嘗試訓練黑猩猩學習人類語言。其中一個代表性案例發現,在教導黑猩猩學習手語後,牠可以學會有限的技巧,大約學了30種之後就慢慢停滯,大約相當於人類2歲的語言程度。

從這個實驗的結果來看,動物或許可靈活運用部份語言能力,但無法使用如人類般的複雜語言。有趣的是,京都大學曾透過實驗測試猴子的記憶,很驚訝的發現經訓練的猴子其記憶容量遠超過人類。這也開啟了另一個問題:動物學習人類語言的障礙可能不在記憶力,而是人類確有不同於動作的某種語言系統。

人類語言的獨特性與差異

人類語言有許多獨特的性質,包括溝通性(communicative)、獨斷性(arbitrary)、特定的結構或規則(structure)、多層次(multiple levels)、創造性(productive)、動態性等等。

其中人類語言的結構與規則十分值得探討,許多不同語言會有類似的語言結構,如中文的「我吃蘋果」與英文的「I eat apple.」都是依主詞、動詞、受詞的結構組成。但這個規則又不見得普世皆然,如屬阿爾泰語系的日文就常把動詞放名詞/受格之後,而德文在強調時也會將動詞放在句子的最後。

人類語言也具有自我創造性與動態性,因此語言其實不斷地在演化,如現在台灣人常用的語言,與去國甚久的人所使用的國台語已有所不同,不同世代使用的詞彙也大相逕庭。尤其隨著新科技的變化,不斷出現新的東西、新的語彙,同時也有許多東西會隨時代淘汰,某些原有的詞彙也可能會出現新的意義,如時下流行語「機車」、「龜毛」等等。不過雖然語言的名詞和動詞變動相當大,但介系詞、冠詞的差異就很小了,像上、下、左、右、前後等等。而小朋友在使用語言上格外喜歡名詞和動詞,青少年流行語也多半如此,這也是很有趣的語言現象。

所有的語言都包含不同的層次,大致可分為篇章、句子、單字單詞、聲音這四個不同層次,這也反映了人類學習語言的不同階段。而中英文在單詞與字的層次上就有了很大的差異,中文的常用字約只有4000到5000字,英文的常用字卻大概有60000字,巨大的落差源於象形文字與拼音文字的不同,中文每個字都可以組成不同意義的詞組,且一字多義、一音多字的情形都較為普遍,也沒有時態、詞性變換的問題。那麼試想,日常只需動用4000、5000字,與日常需要動用60000字的語言,孩童在學習與發展語言的過程,是否會有所差異?針對中英文語彙學習認知的差異,正是周教授長期研究的課題,接下來就將以實際的文獻與數據來進行相關報告。

孩童的語言發展與可塑性

周泰立教授首先以自身的例子做案例分享,由於母親是聽障人士,從小受母親說話腔調影響,在別人聽起來有點怪腔怪調,所以他從小就很害怕在別人面前講話,卻沒想到長大之後走上語言研究的道路,還常常要在學生面前講演上課,有時連自己想想都覺得不可思議。周教授的例子證明了人類在語言學習上的彈性、可塑性是很大的。而今天的演講主題「語言發展」,也跟孩童的可塑性有很大的關係,而且在周教授的分享會以中文為主,探討學齡孩童發展過程中,中文學習有什麼樣的特徵。

不同文化、語言背景的幼兒其他都有共同的語言發展階段。從出生前嬰幼兒就開始在母親的肚子裡接觸語言,熟悉母親的聲音,出生後幼兒即能專注於母親的聲音;而出生之後,嬰兒會不斷發出不同的咕嚕聲(cooing),探索所有人類可發出的音素,這個階段會持續到1歲左右,1歲之後的嬰兒就會漸漸只熟悉其所屬語言環境中常接觸使用的音素。在對日本嬰兒的研究中會很明顯的發現,1歲之前他們可清楚辨識L跟R在發音上的差異,但隨著年齡增長,由於日語中並沒有r音,因此就慢慢失去辨別這兩個特定音素的能力。換言之,嬰兒時期超強的語言發音與辨識能力,會在1歲之後轉變成只對母語敏感,這是因為必須將有限的注意力局限於特定範圍,才能進一步在語言範圍內精熟母語。

在牙牙學語(babbling)的階段,幼兒已漸漸偏好屬於母語的音素,但在聽與說兩方向皆尚無法辨別所有的音素。接下來幼兒進入單字期 (one-word utterance)與雙字期 (two-word utterance),會開始用簡單的字來達成滿足需求與欲望的目的,約18個月大時可發出3-10個單字,如球球、爸爸、抱抱之類的疊詞單字,這就是所謂的雙字期。

而約在2歲半到4歲之間,孩童的語言發展會進入電報式語言(telegraphic speech)階段,由於早期電報以字數計算,費用昂貴,因此用字精簡、能省則省,而孩童在這個階段的語言使用就類似電報般,只傳遞最重要、精簡的訊息,且有缺乏冠詞、介詞,但保留名詞、動詞的特性,如「媽媽、抱抱」這樣的用語,即是這時期的典型語言範例。而一般孩童到了4歲左右,就開始有使用基本語句結構的能力,已能說出完整句子,接下來就是一步步踏上語言純熟之路了。

孩童的語言學習多半由模仿和制約慢慢發展出來,所以孩子的說話往往與母親、家人有相似之處,再透過家人對他說對話、說錯話的賞罰,慢慢了解到使用語言的規則。語言學習是有關鍵期的,曾有一男孩因飛機失事,在叢林中與動物相處直到青少年,錯過了一般的語言發展年齡,之後回到文明社會時已完全無法再學習語言。因此孩童學習語言有一個特殊的時間,這段期間一定要有語言的輸入與刺激,過了這段時間就很難再學習。

語言發展的文化差異:以中文與英文的字彙聯想實驗對照為例

佛洛伊德在擔任精神治療醫生期間,提出了自由聯想法(free association)的概念,讓病人以自由聯想的方式隨機出說聯想到的語言、字詞,然後再根據這些語言片段去拼湊並檢視心理創傷。其學生榮格則為自由聯想法做了進一步的修正,採用字彙聯想(word association)的方式以提高準確度,他會先給病人一個任意的詞彙,再請病人說出想到的第一個字,藉此抓出病人潛意識的蛛絲馬跡,也透露了記憶儲存的方式。而字彙聯想也因此被運用在周教授的語言訪談實驗中,在受試者聯想過程中,以語言聯想能力、反應速度及活躍腦區來了解使用中文的孩童與使用英文的孩童語言能力是否有差異,而某些語言缺失背後,大腦又在哪些部份出了問題。

舉例而言,如果以「椅子」為題目,請受試說出第一個聯想到的字詞,最常見的回答大概是「桌子」、「座位」、「坐下」、「家具」等。而聯想到的詞基本上通常會包括四種不同的關聯關係,比如桌子與椅子屬同一性質,座位則是椅子本身的屬性,有些人則會聯想到構成椅子的部份元素,如座位、坐墊等,再不然就是指出椅子的功能,如坐下、放鬆等等。因此,透過這樣的聯想,會發現人類語言系統到底如何運作,語意網絡中會自然的把語意關聯強度大的字詞放在接近的位置,所以大家的回答會大同小異。但偶爾卻會有一些很罕見、看不出太大關聯性的回答,如男孩、顏色、大小,這種奇異的字彙聯想,即是精神分裂症患者的語言特徵。

在語言聯想實驗過程中,透過功能性磁振造影(fMRI)可觀察到人類在處理語言時,腦中哪些部份特別活躍,不同實驗者是否展現出差異性,表現的語言差異,又因為什麼樣不同的大腦活動所造成。

在設計語言聯想題目時,會有很明顯關聯度高的詞組,如劍與刀,也會有關聯度低的詞組,如河與待。從中會發現,受試者在判斷高關聯度詞組與低關聯度詞組時使用的腦區相近。而孩童與成人判斷的反應時間有所差異,成人判斷時間較短,在判斷低關聯度字詞時間比高關聯度長,判斷無關字詞的時間則最長。這樣的趨勢從大學生到小五學生差異都不大,雖然年紀愈小,普遍的判斷時間拉長,但會呈現出相同的趨勢。

而且有趣的是,將中文詞語判斷實驗的數據情形,與西方英語系實驗相對照,就會發現確實有細微的差異。中文與英文的理解差異,基本上是因為有相異的語言結構,中英文有不同的形、音、義對應關係。所以從芝加哥實驗中可看到孩童判斷語詞時,腦前方的活躍區接近背側額下迴,位置較高,主要是對聲音有所反應的區域;相對的台灣孩童處理語言時腦區接近腹測額下迴,位置較低,主要是對意義直接做反應。從這點對照可看出,英文孩童在做詞義判斷時,聲音部份同樣敏感,但台北孩童判斷時,聲音部份的敏感度低了許多,更多的是直接對意義反應。這點就顯示出中文的字形確可直接連結到意義,不像英文孩童習慣先從拼音文字連結到聲音、發音,再進一步進行意義判讀。

語言缺損病癥與腦區活動特性

在語言缺損的部份,周教授實驗室特別針對精神分裂患者做相關的測試研究,因為精神分裂的發病一般介於19至25歲,大學之後是發病的高峰期,男多於女,且跟語言使用有高度相關性。精神分裂患者的語言使用極特殊,講話時會呈現跳躍式的思考,但他們本身會認為自己的思考與語言很有秩序。在精神分裂症患者的案例中,思考上所出現的狀況,反映在其使用的語言之中,因此成為語言心理學所著眼的對象。

就正常案例與精神分裂患者實驗數據的差異,可看出在判斷語詞意義時,精神分裂患者的正確率比一般人低,一般人認為有關聯的他可能會認為沒關聯,而一般人認為無關的他卻覺得有關聯;而且判讀所花的時間比一般人長上許多。精神分裂患者幾乎認為每一組詞組都是某種關聯性,且在受訪時會編織故事來聯結兩個看來並無關聯的詞組。而透過功能性磁振造影(fMRI)的影像則會發現,精神分裂症患者判讀語詞時使用的腦區與一般人相差不遠,活躍程度卻比一般人更高,呈現一種過度興奮的狀態,為原本不相關的詞組創造了聯結。

從語言實驗數據的積累與觀察,將一步步了解人類大腦操作語言的奧秘,也對於大腦分工與異常狀態有進一步的掌握,未來希望有一天能透過語言徹底理解人類認知、思考的奧秘,也為因大腦功能失衡的病症尋求更合理的治療方式。
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本文整理自:101/04/14下午由周泰立教授在臺大應力所國際演講廳所主講之「語言的演化、發展與差異」的演講內容

延伸閱讀:台大科學教育發展中心探索基礎科學講座2012年04月14日第二講〈語言的演化、發展與差異〉全程影音

﹝本文作者畢業於台大外文系、台大政治系國際關係組,現為台大台文所的研究生﹞
責任編輯:Nita Hsu


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2 thoughts on “【探索七】從發芽、成長到茁壯:語言進入大腦的旅程

  • 2012 年 05 月 10 日 at 19:03:54
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    第二部分
    思考是人類之所以異於動「作」的特質
    我想應該是動物才是

    Reply
  • 2012 年 05 月 10 日 at 23:27:31
    Permalink

    已更正!感謝您的提醒!

    CASE PRSSS 板僕 Nita Hsu 敬上

    Reply

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