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交流｜大腦怎樣“學會”語言

2022年08月04日

人類是廣泛社交和健談的生物，一出生我們就學會了與環(huán)境交流；長大后，我們喜歡和朋友、家人和陌生人聊天；我們相互交流思想和感受，也渴望了解他人的思想和感受。例如在電話或聊天軟件中進行互動，也包括在便箋、郵件上寫的書面消息等等。

所有這些類型的交流都需要我們組織語言，才能將信息傳達給另一個人。幼兒從很早就開始使用語言，他們的語言能力發(fā)展很快，但是我們是如何學會理解語言的呢？語言習得的第一步是什么？從嬰兒期到兒童期語言如何發(fā)展？我們的大腦中是否有某些支持語言習得的前提條件？以及一個重要的問題是，為什么語言這么重要？

能夠理解和表達語言對我們來說是一個巨大的優(yōu)勢，因為我們能夠非?？焖?、準確地交換信息。當我們記錄下一些信息時，它們甚至能傳遞幾個世紀；當我們交談時，我們可以談論面前的事物、或是遙遠的事物、或剛出現(xiàn)的事物、或是已經存在或將要出現(xiàn)的事物，甚至是在現(xiàn)實世界中從未存在、也永遠不會存在的事物；我們甚至可以談論交談本身，或者撰寫文章來教別人如何利用大腦實現(xiàn)這種驚人的能力——因為大腦正是我們組織和理解語言的部位。語言是我們擁有的最驚人的能力之一。

嬰兒出生時不會說話，也聽不懂別人說的話，這個時期的交流通常是基本的且非語言的。嬰兒是從與他人的互動中掌握語言的，在一歲時他們能說出自己的第一個單詞并且很快就能說出完整的句子，再過兩、三年就能非常擅長言語交流，并且能說出自己想要什么了——這種快速進步可能受到快速語言學習的遺傳條件支持。

有趣的是，在出生之前嬰兒就已經在語言發(fā)展方面邁出了第一步[1]，出生時他們已經熟悉了母語的聲調和旋律，能夠按照語言的模式“說話”了，當然這種“說話”不涉及單詞。新生兒發(fā)出的通常是哭泣的聲音，你可能會認為所有嬰兒的哭聲聽起來都差不多，但實際上嬰兒的哭泣聲遵循一定的規(guī)律?？茖W家們研究了德國和法國新生兒的哭聲[2]，他們發(fā)現(xiàn)兩個國家的嬰兒是有區(qū)別的！從圖1中可以看到，法國嬰兒在開始時表現(xiàn)出低強度的哭聲，然后上升；德國嬰兒在開始時表現(xiàn)出高強度的哭聲，然后下降——這些哭泣的規(guī)律類似于人們說法語或德語時的語調：德語是一種在開頭強調單詞的語言，而法語則在其結尾強調單詞。例如，德語中的“爸爸”第一個音節(jié)重讀：papa，而法語中的“爸爸”第二個音節(jié)重讀：papa。這個發(fā)現(xiàn)表明，法國和德國新生兒的啼哭聲遵循本國語言的重音模式！

這兩張圖中的黑色部分顯示了1.2秒內聲音的強度變化，曲線越寬（即振幅越大）聲音越強烈。上圖顯示了法國新生兒典型哭聲的聲音模式：哭聲的最高強度在末尾（右邊）；下圖顯示了德國新生兒典型哭聲的聲音模式：與法國新生兒不同，哭聲在開始時更強烈（從左到右下降）。這兩種不同的哭聲類似于法語和德語這兩種語言的聲音，似乎在出生前他們就已經學會了。

嬰兒如何在出生前學習母語的旋律和聲調呢？答案很簡單：嬰兒在出生前大約三個月時就已經開始聽到聲音，那時他們的耳朵已經充分發(fā)育并開始工作。通常，到達子宮內的聲音大部分來自母親，但其他大的環(huán)境聲音或音效也能到達。因此，在出生前最后幾個月，胎兒就能聽到人們的對話了——這是語言學習的第一步！換句話說，語言學習的第一步是在胎兒期開始學習語言的旋律，后來在出生后的幾個月至幾年中，逐漸學會了語言的其他功能，例如單詞的含義或完整句子的形成。

嬰兒器官的發(fā)育是語言習得的重要前提，也許是因為聽覺系統(tǒng)的發(fā)展使嬰兒能夠從子宮中聽到語言的聲音，但是大腦的同步發(fā)展同樣重要，為嬰兒提供了學習和發(fā)展新技能的能力。大腦的特定部分負責理解單詞和句子，這些區(qū)域主要位于大腦的左側，它們相互“連接”形成了一個網(wǎng)絡（圖2），彼此之間進行信息交換，是大腦中的語言發(fā)展的“硬件”。沒有這個大腦網(wǎng)絡，我們將無法交談、無法理解人們在說什么。

紅色和橙色大腦區(qū)域主要參與處理語音和語言，藍線和綠線說明了兩個區(qū)域相互“連接”形成語言區(qū)域網(wǎng)絡，有一個上行神經連接（藍色）和一個下行神經連接（綠色）。

這些問題可以通過研究大腦中的神經纖維連接來回答。神經纖維是大腦的關鍵部分，可以通過磁共振成像（MRI）技術觀察到它們（有關MRI的更多科普介紹，歡迎查閱本欄目的相關文章）。現(xiàn)在使用這種技術，研究人員比較了新生兒和兒童（例如已經上學的7歲孩子），觀察他們的大腦網(wǎng)絡是否相同（圖3），如果相同，意味著從出生起大腦中就存在語言習得的前提條件；如果它們不同，則意味著在出生時大腦的某些語言習得的前提可能尚未完全具備，這些前提也許時隨著嬰兒年齡增長而逐漸出現(xiàn)的。

紅色和橙色突出顯示了大腦的兩個重要語言區(qū)域，MRI可觀察到兩種語言區(qū)域之間神經連接，在新生兒和兒童中，這些區(qū)域由下行神經連接（B，綠色）；在兒童語言區(qū)域之間可以觀察到上行神經連接（A，藍色），而在嬰兒中尚未觀察到；但是嬰兒已經存在直接相鄰區(qū)域之間的連接（A，黃色）。這些觀察結果意味著嬰兒的語言網(wǎng)絡尚未完全建立，上行神經的重要連接仍需日后的發(fā)展；另一方面，兒童已經與成年人的網(wǎng)絡非常相似，顯示存在上行神經連接與下行神經連接。

可以看出，新生兒和學齡兒童的大腦語言區(qū)域之間都已經存在連接網(wǎng)絡：新生兒可以使用語言網(wǎng)絡內的基本連接（圖3B中的綠色），這就是一個重要的前提條件；但是在新生兒中看不到語言區(qū)域之間重要的上行連接（圖3A中的藍色），但是他們已經具有二級上行連接（圖3A中的黃色），這個連接雖然不能直接連接到紅色語言區(qū)域，但能連接到附近有助于發(fā)展和增強語音和語言能力的區(qū)域。這說明新生兒還沒有發(fā)展出大齡兒童所具備的完整語言網(wǎng)絡，但這也意味著他們已經擁有一個基本的網(wǎng)絡。一個完整的大腦語言網(wǎng)絡是語言發(fā)展的重要前提，使孩子能夠學習和使用更高級的語言技能。

正如我們在文中看到的那樣，聽覺系統(tǒng)和大腦語言網(wǎng)絡的發(fā)展，為嬰兒能夠發(fā)展和提高語言能力提供了關鍵的前提條件。盡管嬰兒已經具有重要的語言習得基礎，但兒童時期大腦的不斷發(fā)展，使更高級的語言學習成為可能。語言網(wǎng)絡隨著時間的推移而發(fā)展，大腦中的神經纖維連接在我們的整個生命進程中都在變化：在嬰兒期和兒童期，它們的信息傳遞能力不斷強大；直到青少年時期，許多神經纖維才停止發(fā)育；當我們變老時，它們慢慢開始衰落。這些網(wǎng)絡的功能隨著我們的成熟和衰老不斷變化，我們體驗和學習的一切都可能影響大腦和大腦中的網(wǎng)絡，換句話說，在學校學習的每一堂課，都在改變我們的大腦！

[1] Brauer, J., Anwander, A., Perani, D., and Friederici, A. D. 2013. Dorsal and ventral pathways in language development. Brain Lang. 127:289–95.

[2] Mampe, B., Friederici, A. D., Christophe, A., and Wermke, K. 2009. Newborns’ cry melody is shaped by their native language. Curr. Biol. 19:1994–7.

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