汉语的认知神经心理学研究

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1、心理科学进展 2008，16（1） ：1825 Advances in Psychological Science 18 汉语的认知神经心理学研究* 韩在柱 1,2 舒 华1,2 毕彦超1 （1认知神经科学与学习国家重点实验室，北京师范大学，北京 100875） (2应用实验心理北京市重点实验室，北京师范大学，北京 100875) 摘 要 认知神经心理学为探讨语言的心理机制开辟了一条新途径，使得人们对心理词典的认识日渐深入。 该文着重介绍了汉语方面的认知神经心理学研究成果，其中包括语义系统、语音输出词典、语音输出 buffer 的信息表征方式，以及汉字的书写机制与阅读机制。 关键词 汉语，认知

2、神经心理学，汉语失语症。 分类号 B842 1 引言 语言是人类特有的高级功能，研究语言是探索 人类本质的重要途径之一。为此，对语言机制的研 究一直是许多领域的热点之一。 心理学界也不例外， 也在不断探讨语言信息在人脑中的表征（存储）和 加工的心理机制。人们一般把人脑中的这一表征和 加工系统称为心理词典（mental lexicon） 。在过去， 心理学家多数是通过研究正常人的行为反应（如反 应时）来考察心理词典的机理。但近年来，人们又 发展出了一种新方法， 即认知神经心理学 （cognitive neuropsychology）的方法，它通过考察语言障碍者 的损伤模式来深入细致地揭示正常心理

3、词典的内部 机制。这种方法之所以能够做到这一点，是因为一 些脑疾病会造成患者选择性地损伤或保留某一或某 些特定的语言功能，研究人员通过探讨这些损伤模 式的产生机制，便能够推知正常心理词典系统的表 征和加工原理。 举例来说， Miceli 等人1曾报道了一 位病人 IOC，他对颜色本身的知识保存得很好（如 能够正确识别或命名各种颜色） ， 但对物体的颜色知 识却受到了损伤（如不知道煤是什么颜色的） ，可是 对物体的其它属性知识（如形状、大小、功能）保 留的完好无损。也就是说，IOC 只是特异性地损伤 了有关物体颜色方面的知识。由此推测，在正常人 的词典系统中，物体的颜色知识具有相对独立的表 收稿

4、日期：2007- 05- 30 * 国家自然科学基金（30470574，60534080） 、国家社会科学 基金（07CYY009） 、北京市自然科学基金（7052035）和北 京市教育委员会共建项目（SYS100270661） 。 通讯作者：毕彦超，E- mail: ybi 征或/和机制。事实上，患者损伤的功能越细微，我 们能够揭示的心理机制也就越细致。有关认知神经 心理学的研究方法和思路可参阅相关文献2。现以 证明，认知神经心理学的方法是传统方法的一个很 好补充，是一种非常有效的研究手段，它已经使人 们对心理词典的认识日趋深入。 目前，人们基本上认同心理词典的功能结构系 统如图 1 所示，

5、其中语义系统（semantic system）中 存储着有关词汇意义方面的信息，语音输入词典 （phonological input lexicon）和语音输出词典 （phonological output lexicon）分别存储着词汇输入 和输出时的语音信息，字形输入词典（orthographic input lexicon）和字形输出词典（orthographic output lexicon）中分别存储着词汇输入和输出时的字形信 息，语音输出 buffer（phonological output buffer）和 字形输出 buffer（orthographic output buff

6、er）分别临 时存储语音输出和字形输出有关的信息。例如，听 觉词汇理解时，听觉刺激先激活语音输入词典中的 语音输入信息，然后激活语义系统中的语义信息， 从而实现对词汇的理解；口语词汇产生时，语义信 息先激活语音输出词典中的语音输出信息，之后把 相关的语音信息临时存放在语音输出 buffer 中，最 后把词汇的语音依次说出来。在该理论的基本框架 下，认知神经心理学家目前正在进一步深入探讨这 些机制内部更详细的心理机制。总的看来，这方面 的学术成果主要来自对西方拼音文字系统的研究， 而对汉语的研究却相对较少。但是，汉语属于非拼 音文字语言系统，它有诸多鲜明独特的属性，这便 为我们研究语言的特殊性和

7、普遍性提供了新的突破 第 16 卷第 1 期 汉语的认知神经心理学研究 - 19- 口，所以对汉语的深入研究已经成为世人比较关注 的热点之一。近年来，已有学者们开展了一些有关 汉语方面的认知神经心理学研究，本文将这些成果 做一概述， 希望对后续的相关研究提供一定的借鉴。 由于这些成果相对比较零散，不很系统，所以我们 只介绍其中几个比较有代表性方面的研究，包括语 义系统、语音输出词典、语音输出 buffer 的信息表 征方式，以及汉字的书写与阅读机制。 图 1 心理词典的功能结构简图 2 汉语的认知神经学研究 2.1 语义系统的信息表征方式 语义系统是心理词典的核心成分之一，其内部 信息的存储是

8、毫无规律的，还是按照特定方式组织 起来的，备受当今研究者的关注。现已发现的语义 范畴特异性损伤 （semantic category- specific deficits） 的个案为回答这一问题提供了有力证据3。Han 等 人4,5曾采用完全相同的测试材料和任务，对两位汉 语病例（WJX 和 WD）进行了研究。结果发现， WJX 加工有生命类的项目比无生命类项目的能力 差，而 WD 却与其恰好相反。比如，在图形命名任 务中，他们共从事了三种分析，分析一是在所有的 项目中， 比较了患者命名 72 个有生命类和 160 个无 生命类项目的成绩；分析二是剔除一些对范畴分类 有争议的项目（人体器官、乐

9、器项目）后，比较剩 余的70个有生命类项目和130个无生命类项目的成 绩；分析三是从中选出有、无生命类各 45 个项目， 两个类别间严格匹配了词频、熟悉性、获得年龄、 0% 20% 40% 60% 80% 分析一分析二分析三分析一分析二分析三 WJXWD 正确率 有生命类 无生命类 图 2 WJX 和 WD 在图形命名中对有、无生命类项目的正确率 命名一致性、表象一致性等混淆因素，比较它们的 命名成绩。三种分析都一致发现，WJX 命名有生命 类项目的正确率差于无生命类项目 （均 p0.01） ， 而 WD 命名无生命类项目的正确率不及有生命类项目 （均 p0.001） （见图 2） 。这两位患

10、者间在有、无生 命类语义范畴间的双分离模式表明，脑损伤确实会 造成人脑对有、无生命类知识概念出现选择性认知 语音输出 语音输入 字形输出 字形输入 字形输出词典 字形输入词典 语音输入词典 语音输出词典 语义系统 语音输出 buffer 字形输出 buffer - 20- 心理科学进展 2008 年 损伤，由此推断在语义系统中，有、无生命类知识 的存储具有相对独立性，即有/无生命类是语义系统 的一个比较重要的信息组织维度。 2.2 语音输出词典的信息表征方式 语音输出词典是继语义系统之后另外一个至关 重要的功能成分，多数语音输出任务（如图形命名） 需要从该词典中提取词条的恰当的语音信息之后，

11、方可顺利完成后续加工，输出正确的目标语音。一 旦该词典的功能失常，往往会导致患者出现找词困 难，甚至命名障碍。事实上，这些命名异常患者的 表现却为我们探讨语音输出词典中信息的表征机制 提供了契机。 周晓林等人6曾报道了一位非语义性命名障碍 的汉语病例 LY。LY 的词汇理解能力近乎完好，说 明她的语义系统是正常的。但 LY 却存在严重的命 名障碍（如图形命名的正确率仅为 14%） 。又由于 LY 在图形命名时发出与目标词近似的语音 （如把蝴 蝶命名为“hXde” ） ，以及她的复述表现正常。由此 断定， LY 的受损部位在对语音输出词典信息的表征 或加工过程中，她能够通达目标词的语义，但却难

12、以激活正确的语音表征。由她犯语音相似性错误的 情况可以看出，在语音输出词典中，激活了与目标 词语音相近的语音信息。柏晓利等人7,8进一步发 现，图形命名时，语音输出词典中不仅激活目标词 语音相近的语音表征，而且也激活目标词语义相关 词的语音表征。他们调查了一位类似 LY 的语音输 出词典受损的患者，与 LY 不同的是，柏晓利等人7 的病例在图形命名时不仅犯了一些语音错误，也犯 了大量的语义错误（如把鼻子命名为耳朵） 。语义相 关错误产生的原因在于，患者在进行图形命名时， 在语音输出词典中不仅激活了目标词的语音表征， 也激活了与其语义相关词的语音表征。由于患者的 语音输出词典的认知功能招致一定程

13、度的毁损，所 以难以通达目标语音，此时，语义相关词的语音表 征却先行达到阈值，被作为最终的输出对象，便引 发了语义错误9。 除此之外，也有研究表明，在语音输出词典中， 不同词类的语音表征可能具有相对独立性。 也就说， 在该词典中，动词、名词、形容词等词类间的语音 信息存在一定程度的分离。支持这种观点的主要证 据来自词类特异性损伤（grammatical category- specific deficits）的患者。这类损伤的主要症状是， 患者对某个或某些特定词类（如动词）的认知能力 受损，而对其它词类（如名词）相对较好或不受损。 Bates 等10和 Zhou 等11最早对汉语的词类特异 性

14、现象进行了探讨，并展开了一系列讨论。最近， Bi 等人12,13也加入了这一讨论行列，他们深入探究 了一位名词特异性损伤的命名性障碍患者 ZBL。该 患者的语义系统是相对正常的，但存在严重的图形 命名障碍。在图形命名中，研究人员设计了两类图 形材料，一类为名词/实物图形（如猪、飞机） ，另 一类为动词/动作图形（如跑、击剑） 。动、名词图 形间匹配了图形的数量、图形名称的内部结构、名 称一致性值、概念一致性值和熟悉性以及标准名称 的基本频率和相对频率等。结果表明，ZBL 对动词 的命名正确率明显高于名词（p 0.05） 。由此说明，ZBL 的名词特异性损伤是通道特异性的，即仅限于语音 输出通道

15、， 而没有延伸到字形输出通道。 但是， ZBL 的名词差于动词的结果不能简单归因于测验材料的 混淆因素控制不当。这是因为，如果是材料本身造 成名词难于动词完成， 那么 ZBL 在图形写名时也应 该具有名词不及动词的表现，而实际并未如此。另 外一个比较有说服力的证据是，韩在柱等14用相同 的材料却发现了另外一位患者 MPJ，他表现出动词 显著差于名词（p 0.001） 。ZBL 与 MPJ 间的双分离 模式证明，在心理层面上汉语的词典系统确实存在 词类的分离。 随之而来的一个问题是， 对 ZBL 来说， 他的名词特异性损伤是如何产生的呢？目前比较流 行的一种观点认为， 在心理词典中根本就不存在动

16、、 名词的区分，人们观察到的动、名词分离现象，只 是语义系统中不同语义类别受损的不均衡引起的副 产品15。按照这种观点，Bird 等人15预期名词特异 性损伤的病人对动物类比非动物类概念损伤的更严 重。为了考察这一预期，Bi 等人12对 ZBL 给予了 进一步探讨，结果发现，虽然 ZBL 是一为名词选择 性受损的个案，但是他不论在理解任务（如属性核 证， attribute judgment） 还是产生任务 （如图形命名） 都没有表现出对动物类概念的作业成绩差于非动物 类。除此之外，如果说动、名词的分离源于语义系 统的损伤， 则 ZBL 应该在图形写名时也表现为名词 不及动词的行为模式。这一系列证据表明，ZBL 的 名词特异性损伤不可能用语义损伤的思想做出圆满 解释。取而代之的一种解释是，在语音输出词典水 平具有词类信息的表征，即动、名词有相对独立的 第 16