【句法加工的腦機(jī)制】 腦供血不足和大腦缺氧

　　摘要 語言理解中，句法加工至關(guān)重要，它把各個(gè)意義單元以不同的方式整合起來，從而形成整體的意義表征。句法加工的腦機(jī)制是心理語言學(xué)比較關(guān)注的問題，目前由于ERP技術(shù)和功能成像技術(shù)的進(jìn)步，使對(duì)這一機(jī)制的探討成為可能。該文對(duì)有關(guān)句法加工的腦機(jī)制的研究進(jìn)行了回顧與總結(jié)，并針對(duì)目前該領(lǐng)域存在的問題與爭(zhēng)論進(jìn)行了討論。
　　關(guān)鍵詞 句法加工，腦成像，腦損傷研究，句法違反，句法操作。
　　分類號(hào) B842;B845
　　
　　
　　1 引言
　　語言是人類區(qū)別于動(dòng)物最重要的特點(diǎn)之一，是人類日常所從事的重要的認(rèn)知活動(dòng)。人類語言系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，具有層次結(jié)構(gòu)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜依次有音位、語素、單詞、短語和句子等不同的層次。各個(gè)不同的層次以一定的規(guī)則組織起來，構(gòu)成可以接受的話語。其中，將詞素組合起來以構(gòu)成短語和句子的規(guī)則即句法，是決定各個(gè)組成部分之間關(guān)系的關(guān)鍵因素。例如這樣一個(gè)句子，“The little old man knocked out the giant wrestler”，只有通過句法的組織，搞清楚誰對(duì)誰做了什么，才能使我們理解這種不太可能發(fā)生的情景[1]。因此，句法信息可以幫助我們以特定的方式將聽到或讀到的單詞組合起來，以形成對(duì)句子的解釋�，F(xiàn)在語言學(xué)界一般都承認(rèn)，人們?cè)诶斫庹Z言的過程中要建立起一定的句法結(jié)構(gòu)[2]。要確定句法在語言理解中的作用，建立起完整的句法加工理論，需要進(jìn)一步考察句法加工的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制，特別是句法加工的腦機(jī)制[3]。
　　對(duì)于腦與語言的關(guān)系的研究開始于一個(gè)多世紀(jì)以前，Broca和Wernicke首先發(fā)現(xiàn)特定腦區(qū)的損傷會(huì)導(dǎo)致特定的語言障礙，即失語癥。1860年，法國(guó)醫(yī)生Broca對(duì)兩名患有言語運(yùn)動(dòng)障礙的病人死后的尸體進(jìn)行解剖，發(fā)現(xiàn)其大腦左半球額下回，靠近外側(cè)裂的一個(gè)區(qū)域發(fā)生病變。1874年，德國(guó)的Wernicke發(fā)現(xiàn)大腦左半球顳葉皮層后部的病變與言語理解的障礙有關(guān)。布羅卡失語癥患者的言語中缺少曲折變化和句法功能詞，他們不能理解只有利用句法信息才能正確理解的一些被動(dòng)句，如“The dog was chased by the cat”[4]。因此布羅卡失語癥病人具有句法障礙。而維爾尼克失語癥患者沒有表現(xiàn)出句法的障礙。腦損傷會(huì)選擇性的影響句法加工這一事實(shí)表明，句法加工有其特定的腦區(qū)。
　　近年來，隨著各種腦成像技術(shù)的發(fā)展和逐漸成熟，越來越多的研究開始關(guān)注句法加工的精確腦定位問題。本文將對(duì)句法加工的腦機(jī)制的有關(guān)研究進(jìn)行綜述，并對(duì)存在的問題進(jìn)行討論。
　　2 句法加工的腦機(jī)制研究
　　研究句法加工的腦定位問題，目前主要采用腦損傷方法和腦成像技術(shù)，通過讓被試進(jìn)行各種涉及句法加工的操作，考察這些加工所涉及的腦區(qū)。其中常用的腦成像技術(shù)主要有事件相關(guān)腦電位技術(shù)（ERPs），功能磁共振成像技術(shù)（fMRI），正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)（PET），腦磁圖技術(shù)（MEG）等。常用的涉及句法的實(shí)驗(yàn)任務(wù)主要包括理解具有詞類違反的句子、理解具有其它句法違反的句子、進(jìn)行各種句法操作。通過一系列ERP研究，F(xiàn)riederici等[5]發(fā)現(xiàn)，句子理解過程可以分為可辨認(rèn)的三個(gè)階段，其中第一個(gè)階段為基于詞類信息的句法結(jié)構(gòu)建立過程，第三階段為各種來源的信息，包括句法信息的整合過程。句子中詞類約束的違反能導(dǎo)致的(E)LAN成分，該成分反映了第一階段的加工，其它類型的句法違反（短語結(jié)構(gòu)違反、數(shù)的一致違反、性的一致違反等）能導(dǎo)致P600成分，它反映的是第三階段的加工。
　　2.1 詞類違反（早期句法加工）
　　曾有很多研究通過詞類違反考察句法加工的腦機(jī)制問題，其中很大一部分為ERP研究。用ERP技術(shù)研究語言加工開始于Kutas和Hillyard等發(fā)現(xiàn)反映了語義整合的N400成分[6]。近年來，很多研究發(fā)現(xiàn)了與句法加工有關(guān)的其它ERP成分，其中包括詞類違反所導(dǎo)致的左前負(fù)波（Left Anterior Negativity，LAN）。很多研究發(fā)現(xiàn)，LAN是主要分布在大腦左半球前部的負(fù)波，因此叫做左前負(fù)波，多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)LAN的潛伏期為300到500ms，而另一些研究發(fā)現(xiàn)其潛伏期為100到300ms[3]。Friederici等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)語境要求出現(xiàn)某種句法類型的單詞，例如在一個(gè)冠詞和形容詞之后應(yīng)該出現(xiàn)一個(gè)名詞，而實(shí)際上出現(xiàn)了另一類型的單詞，如動(dòng)詞，那么在這個(gè)不應(yīng)出現(xiàn)的動(dòng)詞的位置就會(huì)出現(xiàn)早期的LAN，這表明LAN效應(yīng)是詞類約束的違反[7]。后來Friederici提出，出現(xiàn)在100到300ms的早期左前負(fù)波（ELAN）是詞類違反導(dǎo)致的，而出現(xiàn)在300到500ms的左前負(fù)波是由形態(tài)句法加工導(dǎo)致的[5]。
　　與語義整合的N400效應(yīng)主要分布在腦后部頭皮不同，LAN主要分布在大腦的左前部，這表明，詞類約束的違反所標(biāo)志的句法加工應(yīng)該在前部的腦區(qū)進(jìn)行。然而由于種種原因，由LAN成分的頭皮分布來推斷認(rèn)知加工的腦機(jī)制存在很多困難[8]。第一個(gè)問題就是，僅僅從頭皮上記錄的腦電無法確切推斷產(chǎn)生頭皮電位的腦組織。少數(shù)頭顱內(nèi)的腦電記錄在一定程度上與頭皮上記錄的腦電是類似的，但是由于大腦皮層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，頭顱深部記錄的電位和頭皮的電位之間未必是一種直接的關(guān)系。而且，我們不知道我們所關(guān)心的認(rèn)知過程是否在所記錄的ERP成分中反映出來。因此，要對(duì)句法加工進(jìn)行精確的腦定位，需要進(jìn)行腦損傷研究和功能成像研究，或者將ERP研究與這些研究結(jié)合起來進(jìn)行考察。
　　將ERP研究與腦損傷研究相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)邏輯是，如果某一腦區(qū)的損傷導(dǎo)致不能產(chǎn)生反映句法加工的ERP成分，或者出現(xiàn)了該ERP成分的異常，則說明該腦區(qū)參與句法加工。Friederici等讓左側(cè)額葉皮層損傷的被試以及基底核損傷的被試閱讀包含句法違反的句子并判斷句子的正確性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)左側(cè)額葉損傷的被試在句法違反的關(guān)鍵詞處沒有出現(xiàn)LAN，這說明左側(cè)額葉皮層的損傷影響了第一階段基于詞類信息的句法結(jié)構(gòu)建立過程[9]。基底核損傷病人出現(xiàn)了預(yù)期的LAN，說明基底核的損傷不影響句子的理解過程。Kotz等發(fā)現(xiàn)，左側(cè)顳前葉損傷的病人在加工句法違反的句子時(shí)沒有出現(xiàn)ELAN，卻出現(xiàn)了清晰的P600，而右側(cè)顳前葉損傷病人既出現(xiàn)了ELAN也出現(xiàn)了P600，這說明，左側(cè)顳前葉對(duì)于第一階段的加工是必要的[10]。
　　有些研究還運(yùn)用空間分辨率更高的其它成像技術(shù)考察了早期句法加工的腦定位。Wang等[11]和Friederici等[12]通過MEG技術(shù)來確定參與早期句法切分過程的皮層結(jié)構(gòu)。他們向被試聽覺呈現(xiàn)具有詞類錯(cuò)誤的句子，要求被試判斷其句法正確性，記錄被試對(duì)句法違反的腦反應(yīng)。結(jié)果表明，早期句法切分過程由顳葉區(qū)域，可能是planum polare，和fronto-lateral支持的。這些區(qū)域在五名被試中的四名中表現(xiàn)出左腦優(yōu)勢(shì)的雙側(cè)激活。左側(cè)顳葉區(qū)域?qū)υ缙诰浞ㄟ^程的作用比左側(cè)fronto-lateral區(qū)域的作用更大。Kuperberg等通過事件相關(guān)fMRI研究了同樣的問題[13]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被試進(jìn)行句子意義可接受性的判斷時(shí)，句法的違反導(dǎo)致頂上回和頂下回的激活。
　　2.2 其它句法違反（晚期句法加工）
　　近年來發(fā)現(xiàn)的與句法加工有關(guān)的ERP成分，除了(E)LAN以外，還有600/SPS。Osterhout等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被試閱讀包含句法歧義的句子時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同于N400的晚期正波，這種正波被稱為P600[14]，后來根據(jù)其功能特征被稱作句法正漂移（syntactic positive shift, SPS）。產(chǎn)生P600的一般前提條件是句法約束的違反，例如在句子中的某個(gè)位置要求出現(xiàn)“to”，而實(shí)際上出現(xiàn)了名詞，如“Jill entrusted the recipe friends before she suddenly disappeared.”那么在名詞出現(xiàn)500ms以后會(huì)出現(xiàn)P600[15]。后來在多種語言中的不同類型的句法違反（短語結(jié)構(gòu)違反、數(shù)的一致違反、性的一致違反等）的條件下出現(xiàn)了類似的P600/SPS效應(yīng)[3]，而且發(fā)現(xiàn)在聽句子和閱讀條件下結(jié)果一致[16]。值得注意的是很多情況下，P600常伴隨LAN一起出現(xiàn)。當(dāng)句子中包含句法違反時(shí)，首先在早期產(chǎn)生一個(gè)300~500ms的左前負(fù)波，然后出現(xiàn)P600[17,18]。這種情況與句子理解的三階段模型[5]是一致的，該模型認(rèn)為，第一個(gè)階段為純句法階段，在詞類的基礎(chǔ)上建立其最初的句法結(jié)構(gòu)；第二階段為詞匯語義和形態(tài)句法加工，進(jìn)行主題角色分配；第三階段為多種類型信息的整合，形成對(duì)句子意義的最終解釋。LAN和P600所反映的分別是第一階段和第三階段的加工。
　　與(E)LAN一樣，通過P600的頭皮分布來推斷認(rèn)知加工的腦機(jī)制存在很多困難，因此一些研究將ERP研究與腦損傷和功能成像技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行了研究。在Friederici等的研究中，讓左側(cè)額葉皮層損傷的被試以及基底核損傷的被試閱讀包含句法違反的句子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)左側(cè)額葉損傷的被試在句法違反的關(guān)鍵詞處出現(xiàn)了波幅減小的P600[9]，這說明，左側(cè)額葉皮層的損傷對(duì)第三階段的再分析過程也產(chǎn)生了一定的影響�；�底核損傷病人出現(xiàn)了預(yù)期的P600，說明基底核的損傷不影響句子的理解過程。Wassenaar等的ERP研究發(fā)現(xiàn)，健康成人對(duì)詞類違反的句子表現(xiàn)出清晰的P600效應(yīng)，而布羅卡失語癥患者只出現(xiàn)了減弱和延遲的P600/SPS效應(yīng)[19]。這說明，布羅卡區(qū)的損傷會(huì)導(dǎo)致句法加工的障礙。
　　也有很多研究用空間分辨率更高的成像技術(shù)考察了晚期句法加工的腦定位。Meyer等用事件相關(guān)fMRI技術(shù)考察了數(shù)、性、格的一致違反條件下被試的腦反應(yīng)[20]。他們讓不同的被試聽同樣的句子材料，但是遵循不同的指導(dǎo)語，要求所有被試進(jìn)行是否符合語法的判斷任務(wù)，其中一半被試還要暗自修正錯(cuò)誤句子。結(jié)果發(fā)現(xiàn)幾個(gè)左側(cè)顳葉腦區(qū)的腦反應(yīng)根據(jù)句子符合語法的程度的不同而變化，特別是不進(jìn)行修正的被試組。另外，當(dāng)被試額外進(jìn)行修正任務(wù)時(shí)，可以觀察到右側(cè)大腦外側(cè)裂附近皮層的局部血流量的增加。特別是，右側(cè)額下回（pars opercularis和pars triangularis）和右側(cè)顳橫回（Heschl’s gyrus）受到修正任務(wù)要求的影響更大。與此相比，顳上回的前部（planum polare）表現(xiàn)出雙側(cè)激活的增強(qiáng)。盡管左半球的激活明顯的根據(jù)句子是否符合語法而變化，但本研究結(jié)果表明右側(cè)大腦外側(cè)裂附近皮層，特別是當(dāng)任務(wù)明確要求即時(shí)修正時(shí)參與了語法加工。Newman等也用fMRI技術(shù)考察了數(shù)的一致的違反條件（句法違反）和引入無關(guān)動(dòng)詞條件（語義違反）下的腦活動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)額葉的不同區(qū)域?qū)ι鲜鲞`反敏感，其中pars opercularis對(duì)名詞－動(dòng)詞的數(shù)的一致的違反敏感，而Pars triangularis對(duì)于無關(guān)動(dòng)詞的引入更加敏感[21]，這說明額葉的不同亞區(qū)域具有不同的功能，其中pars opercularis對(duì)句法加工敏感。Moro等在PET實(shí)驗(yàn)中通過由假詞組成的書寫句子來實(shí)現(xiàn)詞匯語義成分的中立[22]。他們要求被試出聲讀出句子或者要求探測(cè)句子中的不規(guī)則，對(duì)句子進(jìn)行可接受性判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在句法和形態(tài)句法加工中，探測(cè)到布羅卡區(qū)和右側(cè)額下皮層的部分區(qū)域參與了這一加工。而且，在這一系統(tǒng)中，左側(cè)尾狀核和腦島僅在句法加工中得到激活，表明了這些區(qū)域在句法計(jì)算中的作用。這些發(fā)現(xiàn)證明，這些腦結(jié)構(gòu)組成了一個(gè)選擇性的參與形態(tài)和句法計(jì)算的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。Petersson等運(yùn)用事件相關(guān)fMRI進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，人工語法的“性”的違反也導(dǎo)致了布羅卡區(qū)的激活[23]。
　　2.3 句法操作
　　除了通過上述兩種句法違反的方法進(jìn)行研究，一些研究者通過讓腦損傷的被試進(jìn)行句法操作，或讓正常被試進(jìn)行句法操作的同時(shí)進(jìn)行腦部成像，從而推測(cè)負(fù)責(zé)句法加工的腦區(qū)。
　　2.3.1 腦損傷病人的句法操作
　　70年代的有關(guān)研究[4]已經(jīng)證明，布羅卡區(qū)在語法編碼和切分操作中發(fā)揮了極其重要的作用，不依賴于形式的語法知識(shí)表征在這一區(qū)域。然而后來的一些研究[24]表明，布羅卡區(qū)與句法加工的關(guān)系并非如此簡(jiǎn)單。Kempler等等用CT和PET技術(shù)考察了43名失語癥患者[25]，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，句法理解與額下皮層（布羅卡區(qū)）和顳葉區(qū)域（維爾尼克區(qū)）之間存在相關(guān)。Caplan等讓60名腦中風(fēng)患者進(jìn)行多種形式的句法操作，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，他們的操作成績(jī)較差，其中左半球中風(fēng)患者的成績(jī)更差，CT掃描發(fā)現(xiàn)，大腦外側(cè)裂附近皮層不同部位的損傷都能導(dǎo)致多種句法操作的障礙[26]。
　　2.3.2 正常被試的句法操作
　　運(yùn)用正常被試進(jìn)行句法操作來推測(cè)句法加工的腦區(qū)，很多研究都通過某種方式將句法加工單獨(dú)的分離出來。
　　第一種分離句法加工的方法是比較復(fù)雜句和簡(jiǎn)單句。其邏輯是，如果復(fù)雜句與簡(jiǎn)單句相比包含了額外的句法操作，那么復(fù)雜句條件下激活更強(qiáng)的腦區(qū)就是句法加工的腦區(qū)。Stromswold通過PET技術(shù)考察了句法加工的腦定位問題[27]。他們操縱句子的復(fù)雜性讓被試進(jìn)行可接受性判斷，對(duì)被試進(jìn)行PET掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)句法復(fù)雜句與句法簡(jiǎn)單句相比，在布羅卡區(qū)，特別是pars opercularis出現(xiàn)了局部腦血流量的顯著增加。Just等運(yùn)用fMRI技術(shù)也研究了這一問題，他們操縱句子的復(fù)雜性，讓被試對(duì)句子進(jìn)行可接受性判斷，發(fā)現(xiàn)左右半球的維爾尼克區(qū)和布羅卡區(qū)都得到了激活，左半球的激活程度更高[28]。Stowe等運(yùn)用了不同的實(shí)驗(yàn)任務(wù)考察了這一問題。他們讓被試判斷兩個(gè)句法復(fù)雜性不同的句子的意義是否相同，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜句法條件與簡(jiǎn)單句法條件相比，后部顳中和顳上回得到了激活，表明這些區(qū)域可能參與句子結(jié)構(gòu)的加工[29]。Peelle等也用fMRI技術(shù)考察了句子復(fù)雜性的問題[30]。他們通過加工賓語從句和主語從句來操縱句子的復(fù)雜性，并以不同的速度向被試聽覺呈現(xiàn)句子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不同的呈現(xiàn)速度下，左側(cè)額下皮層都得到激活。
　　不論是句法復(fù)雜句與句法簡(jiǎn)單句的對(duì)比還是句子與詞列的對(duì)比，都包含了句子意義的加工，無法解釋真正的句法加工的腦機(jī)制，因此有些研究運(yùn)用了無意義的句子。無意義的句子是將語法正確的句子中的名詞、動(dòng)詞和形容詞用假詞代替，這樣的句子條件下只包含了句法的信息而沒有語義信息。將這種看似語法正確卻沒有意義的句子和正常的句子條件進(jìn)行比較，F(xiàn)riederici等發(fā)現(xiàn)了后部顳上溝的激活，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)前部顳上溝的部分激活，他們還將無意義句與正常句、真詞列以及假詞列條件進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)雙側(cè)布羅卡區(qū)中部的激活[31]。Meyer等在fMRI實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用了兩種句子條件，一為包含正常功能詞和內(nèi)容詞的正常口語，二為包含功能詞和假詞的假口語。兩種條件的比較結(jié)果表明，相對(duì)于正常句子，聽假句子在前部的顳上區(qū)域和額葉蓋部產(chǎn)生了強(qiáng)的激活[32]�？梢钥闯�，通過這種分離句法加工的方法，得到了布羅卡區(qū)和顳葉部分區(qū)域的激活。
　　總的來說，以不同方法和不同的任務(wù)進(jìn)行的研究結(jié)果表明，額葉、顳葉的某些區(qū)域，特別是左側(cè)額葉和顳葉的某些區(qū)域參與了句法的加工。但是各個(gè)研究所表明的具體的腦區(qū)位置并不完全相同。
　　3 問題與爭(zhēng)論
　　盡管ERP和功能成像技術(shù)已經(jīng)使句法加工的腦定位研究稱為可能，并且已經(jīng)涌現(xiàn)了一批有價(jià)值的研究。但是腦的極端復(fù)雜性和技術(shù)手段的相對(duì)落后，以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身存在的缺點(diǎn)使有關(guān)研究對(duì)這一問題的回答尚不能令人滿意。以下是引起爭(zhēng)論較多的幾個(gè)問題。
　　3.1 句法加工與工作記憶
　　根據(jù)經(jīng)典的工作記憶理論[33]，在句子理解過程中工作記憶的參與是必要的，特別是加工句法復(fù)雜的句子，工作記憶的負(fù)荷將會(huì)加重。如前文所述，在腦成像研究中分離句法加工的一種重要手段是操縱句法的復(fù)雜性，認(rèn)為句法復(fù)雜句與句法簡(jiǎn)單句條件下腦反應(yīng)的差別可以看作是由句法加工導(dǎo)致的。以這種方法分離句法加工，一般發(fā)現(xiàn)布羅卡區(qū)，特別是pars opercularis 的局部腦血流量顯著增加[27,28,30]。然而，復(fù)雜條件與簡(jiǎn)單條件的差別除了句法復(fù)雜性以外，還有工作記憶負(fù)荷的差別，兩種條件下腦反應(yīng)也許是由工作記憶負(fù)荷的差別導(dǎo)致的。而且，也有研究發(fā)現(xiàn)，在多種條件下工作記憶負(fù)荷的增加會(huì)導(dǎo)致布羅卡區(qū)的激活。Fiebach等加工Filler-Gap Dependencies句子的fMRI研究[34]和Cooke等加工antecedent-gap linkages的fMRI研究[35]發(fā)現(xiàn)，在某些句子成分與語境進(jìn)行語法和語義整合以前必須保持在記憶中時(shí)，左側(cè)額下皮層得到了激活�？梢钥闯�，在一定程度上，工作記憶負(fù)荷的增加和句法復(fù)雜性的增加所產(chǎn)生的腦激活是一致的，因此，很可能通過句法復(fù)雜性的操作進(jìn)行的腦成像研究所得到的腦激活的原因是一樣的，即工作記憶負(fù)荷的增加，而句法操作的特異化腦區(qū)有可能不在布羅卡區(qū)。
　　3.2 句法加工與語義加工
　　在正常的句子理解中，句法和語義是結(jié)合在一起的。要研究句法的腦機(jī)制，必須通過一定的方法將句法和語義進(jìn)行分離，然而前述分離句法的方法大多沒有真正的將句法和語義分離開。在句法復(fù)雜句和句法簡(jiǎn)單句的比較中，雖然語義完全相同而只有句法不同，但是句法復(fù)雜句與句法簡(jiǎn)單句相比，其語義的操作方式也很可能是不同的。例如以下兩個(gè)句子：
　　Men that assist women are helpful.
　　Women that men assist are helpful.
　　盡管字?jǐn)?shù)相同、意義一致，但是進(jìn)行語義理解過程中形成心理表征時(shí)，意義單元進(jìn)入心理表征的順序也是不同的，因此所形成的腦成像差異是因?yàn)橐饬x表征建立過程的差別還是句法操作所導(dǎo)致的差別也是有疑義的。通過句法違反研究句法加工是一種用ERP研究句法加工常用的方法，并且穩(wěn)定的得到了(E)LAN和P600/SPS，然而這種方法同樣不能避免語義加工。從理論上講，句法違反的檢測(cè)需要在一定的語境中，而語境信息表征的建立是在對(duì)句子中單詞的意義解釋的基礎(chǔ)上建立的，因此句法違反所得到的腦激活區(qū)域必然在較大程度上是由語義加工所導(dǎo)致的。多項(xiàng)fMRI研究表明，操縱句法復(fù)雜性和句法違反大多導(dǎo)致雙側(cè)顳葉和雙側(cè)額葉的激活[17,18,20~23]。而某些fMRI研究也表明，句子理解中的語義加工也導(dǎo)致同樣區(qū)域的激活[36]。這種重合有兩種可能，一種可能是，語義和句法加工的腦區(qū)可能是重合的，另一種可能是，前述有關(guān)句法加工的研究沒有真正分離出句法加工，因此這些研究所聲稱的腦區(qū)也未必是句法特異性的。
　　3.3 句法理解與句法產(chǎn)生
　　句法加工既包括句法理解也包括句法產(chǎn)生，那么句法理解和句法產(chǎn)生是否涉及同樣的腦區(qū)呢？已經(jīng)有大量研究表明布羅卡區(qū)在言語產(chǎn)生中的重要作用，那么對(duì)于句法產(chǎn)生，布羅卡區(qū)是否參與呢？Dogil等進(jìn)行了事件fMRI研究，結(jié)果表明在言語產(chǎn)生中，句法加工不但導(dǎo)致預(yù)期的布羅卡區(qū)的激活，還發(fā)現(xiàn)了維爾尼克區(qū)和小腦的激活[37]。布羅卡區(qū)和維爾尼克區(qū)的激活與句法理解過程的腦反應(yīng)是一致的，然而小腦的激活出乎意料。由于在該研究中的配對(duì)相減實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使兩種條件下除了句法加工外其余的條件也是完全一樣的，因此小腦的激活應(yīng)該是句法加工的結(jié)果。有研究表明，小腦也會(huì)參與一些高級(jí)認(rèn)知功能[38]，也有研究表明小腦會(huì)參與句法理解加工[39, 40]，這進(jìn)一步表明小腦參與句法加工是完全有可能的。然而多數(shù)句法理解的研究沒有發(fā)現(xiàn)小腦的參與，因此有可能僅在有限的條件下，句法加工會(huì)導(dǎo)致小腦的激活。那么到底句法理解、句法產(chǎn)生與小腦以及其它大腦皮層的關(guān)系是怎樣的呢？顯然，這還需要進(jìn)一步的研究。
　　3.4 早期加工與晚期加工
　　如前所述，根據(jù)Frederici的句子理解的三階段模型[5]，句子理解分為三個(gè)階段，第一和第三階段涉及句法加工，其中第一個(gè)階段為L(zhǎng)AN所反映的純句法階段；第三階段為P600所反映的多種類型信息的整合。LAN和P600的極性、潛伏期和頭皮分布都是不同的，因此第一和第三階段所涉及的句法加工的腦區(qū)也是不同的。Friederici等[9]、Kotz等[10]和Wassenaar等[19]的研究發(fā)現(xiàn)了腦損傷的不同部位對(duì)于第一和第三階段句法加工的影響也是不一樣的，但是他們的結(jié)果并不完全一致。Friederici等發(fā)現(xiàn)左側(cè)額葉的損傷主要影響第一階段加工，也對(duì)第三階段加工有一定的影響[9]。Kotz等發(fā)現(xiàn)左側(cè)顳前葉影響第一階段的句法加工而不影響第三階段，而右側(cè)顳前葉對(duì)第一和第三階段的加工都不影響[10]。Wassenaar等發(fā)現(xiàn)，布羅卡失語癥患者的P600/SPS效應(yīng)（第三階段加工）被減弱和延遲[19]。從以上的研究可以看出，各個(gè)腦區(qū)對(duì)第一和第三階段的加工的影響是不一樣的，然而很多研究并未考慮句法加工的階段問題，而是直接比較句法復(fù)雜和句法簡(jiǎn)單的句子，或者對(duì)沒有意義的句子和正常的句子進(jìn)行比較，這樣比較所獲得的激活的腦區(qū)可能既包括第一階段的加工，也包括第三階段的加工，因此無法真正澄清負(fù)責(zé)特定句法加工的腦區(qū)。
　　4 小結(jié)與展望
　　總的來說，目前人們對(duì)句法加工的腦機(jī)制進(jìn)行了大量的研究，這些研究通過不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說明，額葉的某些區(qū)域、顳葉的某些區(qū)域，甚至頂葉和小腦的某些部位都會(huì)影響句法加工。但是，由于各個(gè)研究自身存在的某些缺陷，加上人腦本身又是極其復(fù)雜，因此這些研究所得出的結(jié)果尚難以定論。對(duì)于這一問題目前還存在很多爭(zhēng)論，要真正揭示大腦如何進(jìn)行句法加工之謎，還需要設(shè)計(jì)更加科學(xué)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。
　　在未來的研究中，需要充分考慮工作記憶與句法加工的關(guān)系；控制語義對(duì)句法加工的影響；分清句法理解與句法加工；分離出各個(gè)不同階段的加工。另外，還應(yīng)考慮不同語言的特異性以及不同個(gè)體之間的個(gè)別差異問題。當(dāng)然，句法加工的腦定位研究要真正取得進(jìn)展，除了利用各種手段控制無關(guān)因素外，還要依賴于腦成像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與成熟。
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　　The Brain Mechanism of Syntactic Processing
　　
　　Gao Bing1, 2 Cao Hui3Cao Pin4
　　(1State Key Laboratory of Brain and Cognitive Science, Institute of psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
　　(2Graduate School, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)
　　(3Students" affairs division, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China)
　　(4School of Educational Science, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China)
　　
　　Abstract: Syntactic processing is very important in language comprehension, by which all the semantic units are integrated and a whole semantic representation are constituted. The brain mechanism of syntactic processing is a very important issue in the study of psycholinguistics. With the development of technique of ERP and functional imaging, the possibility to study the brain mechanism of syntactic processing has emerged. In this paper, the studies about the brain mechanism of syntactic processing were reviewed and the issues and the debate in the domain were discussed.
　　Key words: syntactic processing, brain imaging, brain lesion studies, syntactic violations, syntactic operation.

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