语音加工的功能性近红外脑成像研究进展(2)
随后，有人(Minagawa-Kawai，Mori，Naoi，& K0-jima，2007)把日语音位对比研究扩展到婴儿人群，相对婴儿还不太成熟的视觉系统，听觉系统已经表现的更好，他们已经可以识别出声音对比中一些非常细微的差异(Alho，Sainio，Sajaniemi，Reinikainen，& Nāātānen，1990；Huotilainen，et al.，2003)，而且对很多语言的一些韵律特征的识别非常敏感，包括他们从未听过的语言(Jusczyk，2000)。但随着年龄的增长，约在1岁左右，他们逐渐对母语的识别能力提高，而对其它语言的识别变得不敏感(Werker &Tees，1984)，这就是语言特异性变化。所以实验人员想通过长短元音对比任务，了解日语音素习得时语言特异性的神经机制变化，研究测量了5个年龄组的日本婴儿对不同时长元音的血氧变化，年龄组分别为3-4月组，6-7月组，10-11月组，13-14月组，25-28月组，使用跟成人研究同样的刺激(Minagawa-Kawai，et al.，2002)。结果发现，婴儿的血氧指标在长短元音间的转换方面比长元音或短元音内的转换反应更强。它最早出现在6-7月组，12月以上组就稳定出现。但是听觉区的音位特异反应的左脑偏侧化效应仅在13个月及其以上组中发现。因此，音位时长对比很可能首先被6-7个月时的一般听觉通路加工，在12月后转化才会转变为一个与成人类似的更加偏向语言的通路，这时，语言加工的左脑偏侧化效应也变得更加稳定。
2.2 音位序列
具体语言中，划分词的最小语音单位是音位。随意排列的音位不能组成有效词汇，它会受到音位序列的制约(Fromkin，Rodman，& Hyams，2009)。这就涉及到音位组合法。音位组合法是在给定语言中，音节或词汇中的音素的各种可能组合方式。大量研究表明，音位组合法是人们切分语音流的有效线索之一(McQueen，2007)，它可以帮助听者加速完成词汇的识别，其余线索还包括如重音、音位变体规则等。有人(Rossi，et al.，2011)通过ERP和fNIRS结合，研究音位组合法的神经机制。ERP有很高的时间分辨率，fNIRS可以提供相对高的空间定位，更重要的是两种仪器之间的信号互不干扰，两种仪器的结合可以更好的完成研究目标。实验中，fNIRS测量区域覆盖了左右脑的额颞区名颞顶区和颞叶。实验有25、德国被试参加，刺激包含了216个单音节的非词，一种为符合德语的音位组合法规则非词，一种为不符合其规则的非词。非词均以两种不同的语音模式呈现，一种为成人导向语，一种为婴儿导向语，婴儿导向语音也就是我们所说的“妈妈语”，它通常带有更加夸张的音高，更长的音长，更高的清晰度等特征(Soderstrom，2007)，这样就包含了更多的韵律特征，从而可产生不同于成人导向语的脑反应模式，加入这两种模式对比的目的是为了检验两种模式的语音是否会影响音位组合法的加工机制，从而影响脑的偏侧化效应。fNIRS的结果发现，无论在成人导向语还是在婴儿导向语的模式下，符合规则的非词比不符合音位组合法的非词对包括额颞区在内的左半球脑区有更强的激活。而两种模式间的激活量并不存在显著的差异。
有人(Abla & Okanoya，2008)通过变换序列顺序的方式使用近红外技术研究语音流词切分问题。很多研究发现不管是成人、儿童还是新生儿都会利用相邻音节间的过渡概率来切分语音流(Aslin，Saf-fran，& Newport，1998；Saffran，Newport，& Aslin，1996)，研究人员通过变化刺激序列的出现概率来测量正常成人被试加工序列时的脑激活情况，测量位置为左右脑的颞叶区，刺激序列以随机顺序呈现。其中，控制出现概率的刺激序列包含6个语调音素，而随机组合排列的刺激序列包含11个语调音素，两种不同的序列会交替呈现。最终发现，在前者序列条件下左脑额下回血氧浓度大幅提高，而后者序列条件没有出现。这说明左脑额下回在基于概率切分的音调序列加工处理中扮演着重要角色。
2.3 音节结构
排列规则不仅约束着词中的音位序列，还约束着音节中和音节间的音位序列(Fromkin，et al.，2009)，后者称之为音节结构。有人(Gervain，Mac-agno，Cogoi，Pena，& Mehler，2008)研究了新生儿对音节简单重复结构的知觉和学习能力。他们一共进行了两个实验。在第一个实验中，22名婴儿需要聆听一组包含重复音节序列的音素(如：‘mubaba’，‘penana’)，而其中会间杂一些包含随机序列的音素(如：‘mubage’‘penaku’)。结果发现，在对重复序列的音素反应时，新生儿的双侧颞上回和左脑额下回的氧合血红蛋白浓度上升，说明新生儿大脑已可以分辨出两种不同的语音。而且在较靠前的几个试次中，重复序列组比随机序列组引发了更强的反应，说明被试婴儿的大脑中已存在识别重复序列音素的知觉机制。另外，在随后的试次里，重复序列激活量继续增加，但随机序列却不存在这种效应。在第二个实验中，实验人员对非临近重复组(如：‘bamuba’，‘napena’)和相同的随机控制组进行比较，结果没有发现差异。这些结果说明婴儿在听觉方面仅对某些输入参数敏感，这种知觉能力也许能促进随后的语言发展。JuditGervain等人(2012)的实验验证了该结论。并发现新生儿大脑可以有效地编码关系和序列信息，并可将其整合到一个共同的结构模型中。
2.4 重音
同汉语中的声调和英语中的重音不同，日语属于两者之间的语言，有自己独特的模式，日语在特定音节会出现重读，但日语的重音通常被看作是高调，所以日语被称为音高-重音语言。有人(Sato，Soga-be和Mazuka，2007)通过语音刺激任务研究了日语词的音调重音的加工机制。20名听觉功能正常、母语为日语、右利手被试参与了实验。研究人员测量了非音节词和纯音的音调变化模式下的血氧反应。测量位置为左右侧颞叶，刺激分为包括纯音与语音在内的四种类型。结果发现，左脑颞顶区对词内音调模式变化的反应比纯音的反应更强烈，同时词内音调模式变化知觉时激活了左脑额区，这说明左脑语言区加工了被试的词汇音调重音。Yutaka Sato等人(Sato，Sogabe，& Mazuka，2010)延续了之前的研究(Sato，et al.，2007)，把人群扩展到婴儿，研究日语词汇音高重音模式变化，在第一个实验中，20名4个月大和20名10个月大的婴儿参与了实验，刺激为14个音高重音有所不同的双音节日语词对，再根据音高模式的不同从词库中随机选出4个词表，每个词表包含14个词，每个词呈现1s，共14s。实验范式为修订后的视觉适应范式(Stager & Werker，1997)，结果发现4-10月大的婴儿对词汇嵌入非音节词的音高重音模式变化有敏感性。第二个实验中使用近红外光谱仪对左右半球的血氧变化进行监测，刺激是同样的词汇音调重音模式变化和相应的纯音。结果发现，在功能性单侧化效应方面，4月大与10月大的婴儿反应不同：对词中音调变化的左半球优势效应仅出现在10月大的婴儿上。这说明对日语词汇音调重音的知觉变化可能与功能单侧化优势转换(从双侧优势转向单侧优势)有关。 (杨海波 张雪健 周菘 刘颖 白学军)
2.2 音位序列
具体语言中，划分词的最小语音单位是音位。随意排列的音位不能组成有效词汇，它会受到音位序列的制约(Fromkin，Rodman，& Hyams，2009)。这就涉及到音位组合法。音位组合法是在给定语言中，音节或词汇中的音素的各种可能组合方式。大量研究表明，音位组合法是人们切分语音流的有效线索之一(McQueen，2007)，它可以帮助听者加速完成词汇的识别，其余线索还包括如重音、音位变体规则等。有人(Rossi，et al.，2011)通过ERP和fNIRS结合，研究音位组合法的神经机制。ERP有很高的时间分辨率，fNIRS可以提供相对高的空间定位，更重要的是两种仪器之间的信号互不干扰，两种仪器的结合可以更好的完成研究目标。实验中，fNIRS测量区域覆盖了左右脑的额颞区名颞顶区和颞叶。实验有25、德国被试参加，刺激包含了216个单音节的非词，一种为符合德语的音位组合法规则非词，一种为不符合其规则的非词。非词均以两种不同的语音模式呈现，一种为成人导向语，一种为婴儿导向语，婴儿导向语音也就是我们所说的“妈妈语”，它通常带有更加夸张的音高，更长的音长，更高的清晰度等特征(Soderstrom，2007)，这样就包含了更多的韵律特征，从而可产生不同于成人导向语的脑反应模式，加入这两种模式对比的目的是为了检验两种模式的语音是否会影响音位组合法的加工机制，从而影响脑的偏侧化效应。fNIRS的结果发现，无论在成人导向语还是在婴儿导向语的模式下，符合规则的非词比不符合音位组合法的非词对包括额颞区在内的左半球脑区有更强的激活。而两种模式间的激活量并不存在显著的差异。
有人(Abla & Okanoya，2008)通过变换序列顺序的方式使用近红外技术研究语音流词切分问题。很多研究发现不管是成人、儿童还是新生儿都会利用相邻音节间的过渡概率来切分语音流(Aslin，Saf-fran，& Newport，1998；Saffran，Newport，& Aslin，1996)，研究人员通过变化刺激序列的出现概率来测量正常成人被试加工序列时的脑激活情况，测量位置为左右脑的颞叶区，刺激序列以随机顺序呈现。其中，控制出现概率的刺激序列包含6个语调音素，而随机组合排列的刺激序列包含11个语调音素，两种不同的序列会交替呈现。最终发现，在前者序列条件下左脑额下回血氧浓度大幅提高，而后者序列条件没有出现。这说明左脑额下回在基于概率切分的音调序列加工处理中扮演着重要角色。
2.3 音节结构
排列规则不仅约束着词中的音位序列，还约束着音节中和音节间的音位序列(Fromkin，et al.，2009)，后者称之为音节结构。有人(Gervain，Mac-agno，Cogoi，Pena，& Mehler，2008)研究了新生儿对音节简单重复结构的知觉和学习能力。他们一共进行了两个实验。在第一个实验中，22名婴儿需要聆听一组包含重复音节序列的音素(如：‘mubaba’，‘penana’)，而其中会间杂一些包含随机序列的音素(如：‘mubage’‘penaku’)。结果发现，在对重复序列的音素反应时，新生儿的双侧颞上回和左脑额下回的氧合血红蛋白浓度上升，说明新生儿大脑已可以分辨出两种不同的语音。而且在较靠前的几个试次中，重复序列组比随机序列组引发了更强的反应，说明被试婴儿的大脑中已存在识别重复序列音素的知觉机制。另外，在随后的试次里，重复序列激活量继续增加，但随机序列却不存在这种效应。在第二个实验中，实验人员对非临近重复组(如：‘bamuba’，‘napena’)和相同的随机控制组进行比较，结果没有发现差异。这些结果说明婴儿在听觉方面仅对某些输入参数敏感，这种知觉能力也许能促进随后的语言发展。JuditGervain等人(2012)的实验验证了该结论。并发现新生儿大脑可以有效地编码关系和序列信息，并可将其整合到一个共同的结构模型中。
2.4 重音
同汉语中的声调和英语中的重音不同，日语属于两者之间的语言，有自己独特的模式，日语在特定音节会出现重读，但日语的重音通常被看作是高调，所以日语被称为音高-重音语言。有人(Sato，Soga-be和Mazuka，2007)通过语音刺激任务研究了日语词的音调重音的加工机制。20名听觉功能正常、母语为日语、右利手被试参与了实验。研究人员测量了非音节词和纯音的音调变化模式下的血氧反应。测量位置为左右侧颞叶，刺激分为包括纯音与语音在内的四种类型。结果发现，左脑颞顶区对词内音调模式变化的反应比纯音的反应更强烈，同时词内音调模式变化知觉时激活了左脑额区，这说明左脑语言区加工了被试的词汇音调重音。Yutaka Sato等人(Sato，Sogabe，& Mazuka，2010)延续了之前的研究(Sato，et al.，2007)，把人群扩展到婴儿，研究日语词汇音高重音模式变化，在第一个实验中，20名4个月大和20名10个月大的婴儿参与了实验，刺激为14个音高重音有所不同的双音节日语词对，再根据音高模式的不同从词库中随机选出4个词表，每个词表包含14个词，每个词呈现1s，共14s。实验范式为修订后的视觉适应范式(Stager & Werker，1997)，结果发现4-10月大的婴儿对词汇嵌入非音节词的音高重音模式变化有敏感性。第二个实验中使用近红外光谱仪对左右半球的血氧变化进行监测，刺激是同样的词汇音调重音模式变化和相应的纯音。结果发现，在功能性单侧化效应方面，4月大与10月大的婴儿反应不同：对词中音调变化的左半球优势效应仅出现在10月大的婴儿上。这说明对日语词汇音调重音的知觉变化可能与功能单侧化优势转换(从双侧优势转向单侧优势)有关。 (杨海波 张雪健 周菘 刘颖 白学军)