大脑怎样“学会”语言
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人类是广泛社交和健谈的生物，一出生我们就学会了与环境交流；长大后，我们喜欢和朋友、家人和陌生人聊天；我们相互交流思想和感受，也渴望了解他人的思想和感受。例如在电话或聊天软件中进行互动，也包括在便笺、邮件上写的书面消息等等。
所有这些类型的交流都需要我们组织语言，才能将信息传达给另一个人。幼儿从很早就开始使用语言，他们的语言能力发展很快，但是我们是如何学会理解语言的呢？语言习得的第一步是什么？从婴儿期到儿童期语言如何发展？我们的大脑中是否有某些支持语言习得的前提条件？以及一个重要的问题是，为什么语言这么重要？
1.0x1080P婴儿出生时不会说话，也听不懂别人说的话，这个时期的交流通常是基本的且非语言的。婴儿是从与他人的互动中掌握语言的，在一岁时他们能说出自己的第一个单词并且很快就能说出完整的句子，再过两、三年就能非常擅长言语交流，并且能说出自己想要什么了——这种快速进步可能受到快速语言学习的遗传条件支持。
有趣的是，在出生之前婴儿就已经在语言发展方面迈出了第一步[1]，出生时他们已经熟悉了母语的声调和旋律，能够按照语言的模式“说话”了，当然这种“说话”不涉及单词。新生儿发出的通常是哭泣的声音，你可能会认为所有婴儿的哭声听起来都差不多，但实际上婴儿的哭泣声遵循一定的规律。科学家们研究了德国和法国新生儿的哭声[2]，他们发现两个国家的婴儿是有区别的！从图1中可以看到，法国婴儿在开始时表现出低强度的哭声，然后上升；德国婴儿在开始时表现出高强度的哭声，然后下降——这些哭泣的规律类似于人们说法语或德语时的语调：德语是一种在开头强调单词的语言，而法语则在其结尾强调单词。例如，德语中的“爸爸”第一个音节重读：papa，而法语中的“爸爸”第二个音节重读：papa。这个发现表明，法国和德国新生儿的啼哭声遵循本国语言的重音模式！
图1. 婴儿哭声的模式
这两张图中的黑色部分显示了1.2秒内声音的强度变化，曲线越宽（即振幅越大）声音越强烈。上图显示了法国新生儿典型哭声的声音模式：哭声的最高强度在末尾（右边）；下图显示了德国新生儿典型哭声的声音模式：与法国新生儿不同，哭声在开始时更强烈（从左到右下降）。这两种不同的哭声类似于法语和德语这两种语言的声音，似乎在出生前他们就已经学会了。
婴儿如何在出生前学习母语的旋律和声调呢？答案很简单：婴儿在出生前大约三个月时就已经开始听到声音，那时他们的耳朵已经充分发育并开始工作。通常，到达子宫内的声音大部分来自母亲，但其他大的环境声音或音效也能到达。因此，在出生前最后几个月，胎儿就能听到人们的对话了——这是语言学习的第一步！换句话说，语言学习的第一步是在胎儿期开始学习语言的旋律，后来在出生后的几个月至几年中，逐渐学会了语言的其他功能，例如单词的含义或完整句子的形成。
婴儿器官的发育是语言习得的重要前提，也许是因为听觉系统的发展使婴儿能够从子宫中听到语言的声音，但是大脑的同步发展同样重要，为婴儿提供了学习和发展新技能的能力。大脑的特定部分负责理解单词和句子，这些区域主要位于大脑的左侧，它们相互“连接”形成了一个网络（图2），彼此之间进行信息交换，是大脑中的语言发展的“硬件”。没有这个大脑网络，我们将无法交谈、无法理解人们在说什么。
图2. 大脑左侧视图
红色和橙色大脑区域主要参与处理语音和语言，蓝线和绿线说明了两个区域相互“连接”形成语言区域网络，有一个上行神经连接（蓝色）和一个下行神经连接（绿色）。
从几岁开始，语言区域网络发育完善成为交谈和理解语言的充分前提？
语言的发展是否依赖于环境输入的学习？
这个网络是否会不断发展，为实现越来越多的语言功能提供可能？
这些问题可以通过研究大脑中的神经纤维连接来回答。神经纤维是大脑的关键部分，可以通过磁共振成像（MRI）技术观察到它们（有关MRI的更多科普介绍，欢迎查阅本栏目的相关文章）。现在使用这种技术，研究人员比较了新生儿和儿童（例如已经上学的7岁孩子），观察他们的大脑网络是否相同（图3），如果相同，意味着从出生起大脑中就存在语言习得的前提条件；如果它们不同，则意味着在出生时大脑的某些语言习得的前提可能尚未完全具备，这些前提也许时随着婴儿年龄增长而逐渐出现的。
图3. 新生儿（左）和7岁儿童（右）的大脑视图
红色和橙色突出显示了大脑的两个重要语言区域，MRI可观察到两种语言区域之间神经连接，在新生儿和儿童中，这些区域由下行神经连接（B，绿色）；在儿童语言区域之间可以观察到上行神经连接（A，蓝色），而在婴儿中尚未观察到；但是婴儿已经存在直接相邻区域之间的连接（A，黄色）。这些观察结果意味着婴儿的语言网络尚未完全建立，上行神经的重要连接仍需日后的发展；另一方面，儿童已经与成年人的网络非常相似，显示存在上行神经连接与下行神经连接。
可以看出，新生儿和学龄儿童的大脑语言区域之间都已经存在连接网络：新生儿可以使用语言网络内的基本连接（图3B中的绿色），这就是一个重要的前提条件；但是在新生儿中看不到语言区域之间重要的上行连接（图3A中的蓝色），但是他们已经具有二级上行连接（图3A中的黄色），这个连接虽然不能直接连接到红色语言区域，但能连接到附近有助于发展和增强语音和语言能力的区域。这说明新生儿还没有发展出大龄儿童所具备的完整语言网络，但这也意味着他们已经拥有一个基本的网络。一个完整的大脑语言网络是语言发展的重要前提，使孩子能够学习和使用更高级的语言技能。
本文小结
参考文献
[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.
研究基于Friederici教授及其团队多年潜心研究成果，为解释人类语言内诸多要素的加工与互动方式及其神经认知机制提出了极具世界影响力的语言神经认知加工模型，为语言加工各环节的神经认知机制提供了精当的理论阐释。全书以大量实验数据为主，配以丰富的神经影像学图谱，用语简赅，逻辑清晰，以问题或案例导入的方式启发读者思考，最后还配以主要观点的总结和术语概念诠释，帮助读者进一步整合知识，无疑是一部读者友好型的语言神经认知科学上乘之作。英文原版于2018年荣获美国“专业与学术杰出出版奖”（The PROSE Award）。
本书对语言学、心理学、神经认知科学、人工智能和语言治疗等领域的广大读者极具重要参考价值。