（基础心理学专业论文）中央凹分裂对汉字结构类型效应的影响.pdf

摘要 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 专业：基础心理学 答辩人：刘敦明 指导老师：张积家教授 来自神经生理、临床、认知神经和行为方面的大量研究表明中央凹沿着 中间竖线严格功能性分裂，导致注视点左侧的全部信息投射于右半球，注视点 右侧的全部信息投射于左半球。同时许多研究也表明中央凹分裂对词汇识别、 阅读眼动以及物体识别产生了重要影响，与半球分工、半球差异以及半球传输 也有密切联系。 汉字结构类型效应是指上下字对左右字具有加工优势，这已为大量研究 所证明。汉字声旁位置效应是指声旁位置影响汉字识别，相关的研究甚少，还 没有被正式提出。 本研究通过一系列实验探讨了中央分裂对汉字结构类型效应和声旁位置 效应的影响：其中实验1 和实验3 探讨了整字水平的结构类型效应，实验2 和 实验4 探讨了亚词汇水平的结构类型效应，实验5 探讨了声旁位置效应。结果 表明：( 1 ) 中央凹分裂是导致汉字结构类型效应，特别是亚词汇水平结构类型 效应的重要原因，亚词汇水平的结构类型效应能否转化为整字水平受其它因素 的影响，比如通透性；( 2 ) 以女性为被试发现了声旁位置效应，命名声旁在右 的字要显著快于声旁在左的字，中央凹分裂对声旁位置效应产生了重要影响； ( 3 ) 主流结构的汉字( 左右字、左形右声) 之所以对非主流结构的汉字( 上下 字、左声右形) 具有加工的优势，至少部分是由于它们与大脑功能结构相匹配 的缘故；( 4 ) 汉字的演变过程体现了汉字结构对大脑功能结构的主动适应和调 整，这是一个集体无意识经验的累积过程。 关键词：中央凹分裂结构类型效应声旁位置通透性汉字 t h elm p a c to ff o v e a ls p l it tln g0 nt h e a b s t r a c t s t r u c t u r ein f o r m a t10 ne f f e c to f c n e s ec h a r a c t e r i t i si n d i c a t e db yc o n v e r g e n ts t u d i e sf r o mn e u r o a n a t o m y , c l i n i c ，c o g n i t i v e n e u r o s c i e n c ea n db e h a v i o rt h a tf o v e ai sp r e c i s ef u n c t i o n a ls p l i ta l o n gt h ev e r t i c a l m i d l i n e ，w h i c hm a k et h ei n f o r m a t i o ni m m e d i a t e l yt ot h er i g h to ft h ef i x a t i o n i n i t i a l l yp r o j e c t e dt ot h el e f th e m i s p h e r ea n dt h ei n f o r m a t i o nt ot h el e f to ft h e f i x a t i o np r o je c t e dt ot h er i g h th e m i s p h e r e m a n ys t u d i e sh a v ep r o v e dt h a tf o v e a l s p l i t t i n gh a sf u n d a m e n t a lc o n s t r a i no nw o r dr e c o g n i t i o n ，e y em o v e m e m si nr e a d i n g a n do b je c tr e c o g n i t i o n ，a n di ta l s oh a sd i r e c tr e l a t i o nt oh e m i s p h e r i cd i v i s i o no f l a b o u r , h e m i s p h e r i ca s y m m e t r i e sa n dh e m i s p h e r i cc o m m u n i c a t i o n t h es t r u c t u r ee f f e c to fc h i n e s ec h a r a c t e ri st h a tt h eh o r i z o n t a l l y s t r u c t u r e d c h a r a c t e r sh a v et h eh a v et h ec o n g n i t i v ep r o d o m i n a n c eo v e rt h ev e r t i c a l l y - s t r u c t u r e dc h a r a c t e r sa n di tw a s ep r o v e db ym a n ys t u d i e s t h ep h o n e t i cr a d i c a l s p o s i t i o ne f f e c to fc h i n e s ec h a r a c t e ri st h a tt h ep h o n e t i cr a d i c a l sp o s i t i o ni m p a c t s t h ec o g n i t i o no fc h i n e s ec h a r a c t e ra n di th a s n tb e e nb r o u g h tf o r w a r df o r m a l l y d u i n g t of e ws t u d i e s b ym e a n so fas e r i e so fe x p e r i m e n t s ，t h ep r e s e n ts t u d yi n v e s t i g a t e dt h ei m p a c t o ff o v e a ls p l i t t i n go nt h es t r u c t u r ee f f e c ta n dt h ep h o n e t i cr a d i c a l sp o s i t i o ne f f e c to f c h i n e s ec h a r a c t e r e x p e r i m e n t s1a n d3s t u d i e dt h es t r u c t u r ee f f e c to ft h es u b - w o r d i i l e v e la n de x p e r i m e n t s2a n d4s t u d i e dt h es t r u c t u r ee f f e c to ft h ew o r dl e v e la n d e x p e r i m e n t s5s t u d i e dt h ep h o n e t i cr a d i c a l sp o s i t i o ne f f e c t t h er e s u l t ss h o w e da s f o l l o w s ：( 1 ) t h ef o r v e a ls p l i t t i n gi st h ei m p o r t a n tr e a s o nf o rt h es t r u c t u r ee f f e c to f c h i n e s ec h a r a c t e r , e s p e c i a l l yf o rt h es t r u c t u r ee f f e c to ft h es u b w o r dl e v e l w h e t h e rc a nt h es t r u c t u r ee f f e c to ft h es u b 1 e v e lb et r a n s l a t e di n t ot h ew o r d1 e v e l d e p e n do nm a n yf a c t o r ss u c ha ss t r o k ed i s t a n c e t h ep h o n e t i cr a d i c a l sp o s i t i o n e f f e c tw a sf o u n dw h i c h s h o w st h a tt h er e a c tt i m eo fn a m i n gc h i n e s ec h a r a c t e r s w h i t ht h ep h o n e t i cr a d i c a l so nt h er i g h ts i d ei ss i g n i f i c a n t l ys h o t e rt h a nn a m i n g c h a r a c t e r sw i t ht h ep h o n e t i cr a d i c a l so nt h el e f ts i d e a n dt h em o d e lo f p h o n e t i c r a d i c a l sp o s i t i o ne f f e c ti sd i f f e r e n ta c c o r d i n gt op r e s e n t a t i o np o s i t i o no ft h e c h a r a c t e rt h i c hs h o w st h a tt h ei m p a c to ft h ef o v e a ls p l i t t i n go nt h ep h o n e t i cr a d i c a l s p o s i t i o ne f f e c t ( 3 ) t h er e s a o nw h y c h i n e s ec h a r a c t e r sw i t ht h em a i n s t r e a m c o n s t r u c t u r e ( t h eh o r i z o n t a l l y s t r u c t u r e dc h a r a c t e r so rc h a r a c t e r sw h i t ht h ep h o n e t i c r a d i c a l so nt h er i g h t ) h a v et h ec o n g n i t i v ep r o d o m i n a n c eo v e rt h o s ew i t ht h e n o n - m a i n s t r e a mc o n s t r u c t u r e ( t h ev e r t i c a l l y s t r u c t u r e dc h a r a c t e r so rc h a r a c t e r s w h i t ht h ep h o n e t i cr a d i c a l so nt h el e f t ) i sa tl e a s tp a r t i l yt h a tt h e r es t r u c t u r e sa r e m a t h c h i n gw h i t ht h ec o g n i t i v es t r u c t u r eo ft h eb r a i n ( 4 ) t h ee v o l u t i o n a lc o u r s eo f t h ec h i n e s ec h a r a c t e rs h o w st h a tt h ec o n s t r u c t u r ea d j u s ti t s s t r u c t u r et of i tt h e c o g n i t i v es t r u c t u r eo ft h eb r a i n a n dt h ec o u r s ei sd e p e n do nt h ec o l l e c t i v e u n c o n s c i o u s e x p e r i e n c ed u r i n gt h ep r a c t i c eo fu s i n gc h i n e s ec h a r a c t e r k e y w o r d s ：f o v e a ls p l i t t i n g ，s t r u c t u r ee f f e c t ，p h o n e t i cr a d i c a lp o s i t i o n ，s t r o k e d i s t a n c e ，c h i n e s ec h a r a c t e r i i i 华南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。 本人完全意识到此声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：别韶绷 讫义作有，佥稻：f7 义撕1 日期：励驴年莎月9 日 学位论文使用授权声明 本人完全了解华南师范大学有关收集、保留和使用学位论文的规 定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南师 范大学。学校有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，允许学位论文被检索、查阅和借阅。学校可以公布学 位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印、数字化或其他 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年后解密适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权 书。、 。论文作者签名：剥孜明导师签名：油杠泉 日期：蒯年多月7 日 日期：年月日 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 1 绪论 1 1 中央凹分裂 1 1 1 中央凹分裂的含义 中央凹( f o v e a ) 是视网膜中央视敏度最高的区域，其对应的视野称为凹 视野( 约2 0 视角) 。当我们注视一个物体或图像时，该物体或图像正好成像于 两只眼睛的中央凹，以便对其进行精细加工。凹视野左侧的信息投射于大脑右 半球视皮层，凹视野右侧的信息投射于大脑左半球视皮层，这早已为学术界所 公认。然而，有一个问题一直存在争议：中央凹内的视觉信息到底投射到哪一 半球? 传统的观点认为，中央凹内的视觉信息同时投射到左、右半球的视觉皮 层，这就是中央凹的双向投射模式( b i l a t e r a lr e p r e s e n t a t i o n ) 。然而，近年来， 来自各方面的证据表明，中央凹沿中间竖线出现功能性分裂：中间竖线两侧的 中央凹分别投射到不同半球，颞侧中央凹投射于同侧半球，鼻侧中央凹投射于 异侧半球，这就是中央凹的分裂投射模式( s p l i tr e p r e s e n t a t i o n ) 。这两种模式 的重大区别在于：双向表征模式意味着凹视野内的视觉信息同时投射于大脑 左、右半球，凹视野之外的信息只投射于对侧半球；分裂表征模式意味着注视 点左侧的全部信息投射于右半球，注视点右侧的全部信息投射于左半球。 1 1 2 中央凹分裂的证据 1 1 2 1 神经解剖学研究的证据 中央凹的双向投射模式曾获得来自神经解剖学方面的证据支持。s t o n e 等 人采用神经束示踪法，将辣根过氧化物酶注入猴子的外侧膝状体背侧核以追踪 视网膜上神经节细胞的活动【1 1 。结果发现，一部分越过中间竖线范围的神经节 细胞也得到标记，中央凹周围的神经节细胞尤其如此。如果视网膜是严格的分 裂投射，那么，将只有位于网膜中间竖线一侧的神经节细胞受到标记：注入左 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 侧膝状体只标记左眼的颞侧网膜和右眼的鼻侧网膜，反之亦然。l e v e n t h a l 等人 的研究进一步表明，上述结果是由于鼻侧网膜的同侧投射而不是由于颞侧网膜 的异侧投射所造成的【2 1 。这似乎表明，颞侧网膜的交叉投射不彻底，至少在中 央凹视角范围内存在网膜的双向投射，或者说，鼻侧网膜和颞侧网膜存在一定 程度的重叠。然而，s c h e i n 认为，s t o n e 等人的结果并不一定意味着中央凹的双 向投射，因为实验标记的是神经节细胞而不是感光细胞本身；由于中央凹内没 有神经节细胞，那么中央凹内的感光细胞和与其相连接的神经节细胞之间必定 存在一个横向的距离差。因此，实验中发现的一些越过中间线的神经节细胞受 到标记可能仅仅是由于一部分位于鼻侧中央凹的感光细胞连接到了位于颞侧 网膜的神经节细胞上，或者相反【3 1 。上述观点得到了实验支持：t o o t e l l 等人将 猴子麻醉并固定其眼球，向视觉皮层注入2 一去氧葡萄糖，然后在视野不同位置 呈现刺激。最后，将猴子的视觉皮层切片观察以确定哪些部位接收到刺激。结 果发现，即使刺激只偏离中央凹中间线0 1 5 。，仍只传输到异侧半球视皮层4 1 。 这说明，中央凹分裂投射相当彻底。 1 1 2 2 “中央凹回避”现象 偏盲( h e m i a n o p i a ) 是一种由于视觉传导通路或视觉中枢部分受损而导致 单侧视野缺失( 单眼或x 2 1 艮) 的现象。“中央凹回避 ( f o v e a ls p a r i n g ) 又称 “黄斑回避”( m a c u l a rs p a r i n g ) ，是指在偏盲患者的视野缺损区内，在注视 点附近约1 0 0 视角范围内视力依然存在的现象。人们普遍认为，“中央凹回避 是支持中央凹双向投射的证据：由于中央凹同时连接到左、右视皮层，其中一 侧损伤后凹视觉将由另一侧接管，从而产生“中央凹回避”。然而，中央凹双 向投射并非是“中央凹回避 的唯一解释。还存在与中央凹分裂投射相容的两 种解释：一是由于黄斑区内神经纤维广泛投射到枕叶皮层，通常一个病变很难 将所有分布区域完全破坏；二是由于黄斑对应的皮层投射区有多支血液循环， 2 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 当病变只阻断一支血液循环时，黄斑纤维功能不会受损【5 1 。后两种解释得到更 为有力的支持：首先，并非所有偏盲患者都存在“黄斑回避 现象，约有3 6 的患者半侧视野完全缺失；其次，双侧脑损伤导致的双侧视盲( b i l a t e r a l h e m i a n o p i a ) 也能观察到“中央凹回避t 6 】，即患者周边视野缺失，只保留中 央视野。由此可见，“中央凹回避 并非是由于共同负责中央视野的两半球一 个受损后由另一个来接管，而是由于负责单侧视野的对侧半球没有完全损伤导 致。这一看法得到脑成像研究的支持7 1 。 1 1 2 3 行为研究的证据 传统的观点认为，由于中央凹是双向投射的，所以，要使刺激呈现于单 侧半球，刺激必须处于凹视野之外。一般说来，刺激离注视点的视角必须大于 2 0 。然而，大量行为研究却给出相反证据。h a r v e y 将视觉刺激以不同视偏角呈 现于注视点的左、右两侧，要求被试做简单的探测反应，反应分为交叉反应 ( c r o s s e dr e s p o n s e ) 和非交叉反应( u n c r o s s e dr e s p o n s e ) ，当按键手指与呈现 视野处于异侧时为交叉反应，处于同侧时为非交叉反应。按照中央凹的双向投 射模式，处于凹视野中的刺激同时投射到左、右半球，那么交叉反应和非交叉 反应的反应时应无差异；而按照中央凹分裂投射模式，即使刺激处于凹视野当 中仍然投射于不同半球，交叉反应会比非交叉反应多了一个半球传输过程，因 此交叉反应要比非交叉反应慢。实验结果支持中央凹分裂投射模式：即使刺激 只偏离注视点0 2 5 0 和0 5 0 ，交叉反应和非交叉反应的反应时之差和刺激远离凹 视野时一样大【8 】。f e n d r i c h 等人以脑裂患者为被试，采用数字对比较任务，刺 激偏离注视点1 。甚至更小。结果发现，当数字对呈现于中央凹中间竖线的同 侧时，被试能很好地完成任务；呈现于中央凹中间竖线的异侧时，被试成绩只 处于随机水平9 1 。以上结果提示，中央凹是沿中间竖线严格分裂投射的。 在字词认知方面，也存在与中央凹分裂投射的假设相一致的证据。已有 3 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 研究表明，大脑左、右半球在字词加工上有不同特点。例如，右半球对词长( w o r d l e n g t h ) 【1 0 l 和j 下字法邻居大小( o r t h o g r a p h i cn e i g h b o r h o o ds i z e ) j i l l 更敏感，左 半球对大、小写字母变换( c a s ea l t e r n a t i o n ) 更敏感【1 2 1 。这些结果都是将刺激 呈现于凹视野之外时获得的。如果将刺激呈现于凹视野，结果又将如何? 按照 分裂投射模式，当我们注视一个词时，注视点左侧部分投射于右半球，注视点 左侧部分投射于右半球，那么对词的右侧部分的加工应该体现出左半球的特 点，对词的左侧部分的加工应该体现出右半球的特点；而按照双向投射模式， 目标词同时投射于左右半球，那么对词的左、右两侧的加工不应该体现出鲜明 的半球特点。实验结果支持中央凹分裂投射假设：l a v i d o r 等人将词呈现于中央 凹内，分别改变注视点左侧和右侧的字母数( 3 个或5 个) ，发现右侧字母数改 变对反应时影响不显著，左侧字母数改变对反应时有显著影响，这体现出右半 球对词长敏感的特点1 1 3 】；他们又以6 个字母的单词为材料，在匹配整词的正字 法邻居大小( 与目标词只有一个字母不同的单词数) 的条件下改变词首邻居大 小( 与目标词前3 个字母相同的单词数) 和词尾邻居大小( 与目标词后3 个字母 相同的单词数) ，发现前者对于反应时有显著影响，后者对于反应时无显著影 响，从而体现出右半球对正字法邻居大小敏感的特点【1 4 】；e l l i s 等人分别改变注 视点左、右两侧字母的大、小写形式，发现变换注视点右侧字母的大、小写形 式( 如：c o l l a p s e ) 对反应时影响比变换注视点左侧字母( 如：a m b i t i o n ) 要 大【1 5 】。这说明，左脑对大、小写字母变换更敏感。以上研究表明，即使刺激呈 现于中央凹之内，左、右半球的加工特点仍能在亚词汇加工水平上体现出来， 从而间接地支持了中央凹分裂表征模式。 1 1 2 4 认知神经科学研究的证据 p o r t i n 等人采用脑磁图成像技术( m e g ) ，以偏离注视点0 5 6 0 0 不等的位 置上呈现视觉刺激，发现不管在何种视角条件下，只有对侧大脑初级视觉皮层 4 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 得到激活。如果中央凹双向投射，那么在小视角偏离条件下，大脑左、右半球 的初级视觉皮层都应得到激活，这显然与实验事实相违【16 1 。s e r e n o 在一项f m r i 研究中描绘出网膜上不同视偏角对应的视觉皮层位置，发现在注视点左侧的网 膜只连接到右半球的视觉皮层【1 7 】。此外，一些透颅磁刺激( t m s ) 研究也对中 央凹分裂投射模式提供支持。t m s 是认知神经科学研究采用的一项新技术，它 通过磁脉冲对大脑皮层特定部位产生暂时可逆的局部干扰，而实际上对于脑组 织却无任何损害。l a v i d o r 等人将词呈现于中央凹内，同时对视皮层实施t m s ， 发现干扰左视皮层时，只有当词处于注视点右侧时才产生干扰效应；干扰右视 皮层时，只有当词处于注视点左侧时才产生干扰效应，这与中央凹分裂投射所 预言的结果完全一致【1 引。c h i a n g 及其同事以一位在手术中切除了部分左视皮层 而导致右下视野象限盲的患者为被试，发现当刺激处于右下视野时，即使刺激 处于凹视野内( 偏离注视点0 5 0 ) ，被试仍不能很好的将数字和字母区分开来。 研究者接着对9 名正常被试实施t m s ，发现干扰左视皮层时被试行为与右偏盲 患者一致，干扰右视皮层时与左偏盲患者一致，被试均不能对处于异侧视野内 的数字和字母做出较好区分，即使刺激呈现于凹视野之内1 9 】。总而言之，t m s 研究结果表明，干扰单侧视觉皮层只会影响对异侧凹视野的加工，从而直接有 力地支持了中央凹分裂投射假设。 1 1 3 中央凹分裂对认知的影响 中央凹分裂对视知觉加工起着基本制约作用。它意味着，人眼左、右视野 信息只能投射于不同大脑半球并在那里得到最初加工。在此基础上，大脑半球 之间在加工的各个层面上进行信息的沟通与整合。中央凹分裂为重新理解视知 觉加工和以此为基础的词汇识别、阅读中的眼动及物体识别提供了新的启示。 i i 3 i 中央凹分裂与词汇识别和阅读 传统的词汇识别模型都未考虑中央凹分裂的影响。近年来，s h i l l c o c k 等 5 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 人提出了基于中央凹分裂的连接主义的词汇识别模型【2 0 引】。模型与传统词汇识 别模型的不同之处在于将输入层( i n p u tl a y e r ) 分为两部分( 模拟左、右视野) ， 同时也将隐蔽层( h i d d e nl a y e r ) 分为两部分( 模拟左、右半球) ；两个隐蔽层 同时与输出层( o u t p u tl a y e r ) 连接，隐蔽层之间也相互连接( 模拟半球传输) 。 因此，模型在贯彻连接主义的“大脑隐喻 上走得更远。模型的出发点是以注 视点为界将词的输入分为两部分，注视点左侧部分投射于右半球，右侧部分投 射于左半球。模型对半球加工和传输做出如下假设：左、右半球在各自独立加 工的前提下进行信息交流；传输内容不仅限于单个字母，还包括词汇水平的信 息；不仅限于词形信息，还包括语音和语义信息；传输在两个半球之间是双向 的，这样会使每个半球都获得足够的信息来确定一个词。模型在一些简洁设定 的基础上通过计算机模拟复现了大量的实验规律，并对一些实验现象做出新了 的诠释。 与中央凹分裂直接相关的一个问题是关于词汇识别中注视点位置的研究。 当注视点处于词中间偏左的某个位置时，命名速度最快，这被称为词首优势效 应( w o r d - b e g i n n i n gs u p e r i o r i t ye f f e c t ) 。一般认为，从左到右的阅读习惯以及 起始字母的预测价值是造成词首优势效应的原斟2 2 1 。一些研究者从中央凹分裂 的假定出发，对词首优势效应作出新的解释。b r y s b a e r t 提出，半球差异可能是 造成词首优势效应的部分原因：根据中央凹分裂，目标词处于注视点右侧部分 投射于左半球，左半球是语言特别是语音加工的优势半球，注视点向词首偏移 将使更多的词形投射于左半球，从而实现更有效的语音力n - r _ 。为了验证这一点， b r y s b a e r t 通过预备实验挑选出语言优势半球为左脑或右脑的被试各9 名。结果 发现，右脑优势的被试仍然表现出词首优势效应，但程度要显著小于正常被试。 这意味着，半球差异只是词首优势效应的原因之一【2 3 】。s h i u c o c k 提出的分裂加 工模型则从左、右半球工作量分配角度对最佳注视点进行解释：注视词的不同 6 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 位置会直接调节左、右半球的工作量以及半球间的信息传输量；注视点过于偏 左或偏右都会导致左、右半球工作量失衡，最终将增加大脑总体工作量；当左、 右半球有大致相等的概率来确定一个词时，大脑总体工作量最少，此时的注视 位置为最佳切分位置( o p t i m u ms p l i t p o i n t ) 。为了验证这一点，s h i l l e o c k 提出 了一个最佳切分位置的算法并应用于c e l e x 词汇数据库的所有单词。结果发 现，最佳切分位置确实向词首偏移，而且，词越长偏移越大，这和行为实验结 果完全一致。不仅如此，该模型还揭示出其它一些规律，如外围字母优先、短 词的注视忽略等【2 0 1 。 与中央凹分裂直接相关的另一个问题是阅读中的眼动。m c d o n a l d 等人将 中央凹分裂加工模型应用于阅读中的眼动研究，通过对真实阅读过程中的眼动 数据进行统计分析，发现当前单词的左、右半球不确定度( 由注视点决定) 对 扫视宽度、下次注视目标选择、首次注视位置等眼动指标产生显著而独立的影 响【2 4 1 。m c d o n a l d 等人进而提出了阅读中眼动的“s e r i f ”模型，该模型将中 央凹分裂与传统的l a t e r 模型结合起来，模拟出大量的真实眼动行为，包括目 标选择分布、注视时间的频率效应、最佳注视位置的反转、首次注视时间与二 次注视时间的权衡以及副中央凹受益对视角偏离的依赖等2 5 1 。 1 1 3 2 中央凹分裂与物体识别 早在1 9 世纪，格式塔学派就把对称性作为图形组织的重要原则。观察一 下周围物体，就会发现，不论人造物还是非人造物，生物还是非生物，大多具 有对称的形状。这或许是人类视觉系统偏好对称的一个重要原因。同时，也可 以注意到，物体对称大多数属于左右对称。在1 9 世纪末，m a c h 观察到，相对 于其它方向的对称，左右对称能够更快地被察觉，他认为这是由于人类视觉系 统的左右对称所导致【2 6 1 。e v a n s 等人研究发现，具有竖直对称轴的图案或物体 图像比具有其它对称轴方向的图案或物体图像更易被觉察【2 7 1 。b r y s b a e n 认为， 7 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 中央凹分裂投射是导致物体识别中左右对称优势的重要原因：左右对称的刺激 在大脑左右半球具有相同的投射，这大大减轻了半球间的传输负荷；有其它方 向对称轴的刺激左、右半球投射的相似度要低得多，这增大了半球的传输量和 加工难度【2 8 1 。g u m s e y 等人发现，左右对称优势依赖于注视点位置：当注视点 远离对称轴时，被试的探测成绩相当低【2 引。这一结果对b r y s b a e n 的观点提供了 有力支持：注视点离对称轴越远，左右半球投射的相似度越低，这无疑降低了 对称性在减少半球传输负荷上所起的作用。可以预言，在实际知觉任务中，注 视点通过反馈机制能自动调整到对称轴( 附近) 位置上。b r a d s h a w 发现，当物 体对称并不严格时仍能导致对称印象，此时左视野信息占据优势地位。这说明， 可能存在一个判断半球是否包含识别目标必要信息的快速而粗略的评估机制， 一旦得到肯定判断，半球传输将会减少【28 1 。w e n d e r o t h 等人提出，对称性探测 机制主要定位于中央凹附近并与中央凹上负责竖直方向定位的细胞在数量上 占优势直接相关3 0 1 。 以上研究表明，对称偏好性反映了“认知经济的原则，体现出信息结构 与大脑功能结构的相互作用：当信息结构与大脑功能结构相匹配时认知效率最 佳。考虑到对称性( 特别是左右对称性) 普遍存在，中央凹分裂投射也许比双 向投射更具有加工的优势。 1 1 4 中央凹分裂的意义 ( 1 ) 中央凹分裂加深了人们对半球加工差异的理解。通常认为，半球加工 差异是由于半球的功能结构差异所致。然而，最近一项研究给人们提供了另一 种思路。m o n a g h a n 等人建立了一个基于中央凹分裂投射的神经网络语义加工 模型。该模型以英语的四字母单词为材料进行训练，根据正常阅读中字母在各 个位置出现的频率来呈现，并且将单词的所有注视位置考虑在内。模型在训练 后产生了行为研究中发现的左、右半球不对称的语义启动现象：相对左半球， 8 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 右半球的词义启动范围更广：并且，分裂投射模型比双向投射模型得出了更为 符合实际的结果。一般认为，这种不对称性说明右脑的语义编码较为广泛，左 脑的语义编码相对精确。由于模型并未对左、右两个隐蔽加工层做不一致的设 定，因此这种不对称性的原因只能归结为英文单词左右两边的信息不对称：单 词左部分相对于右部分信息密度更大，造成右隐蔽层( 模拟右半球) 加工困难。 基于以上考虑，研究者认为，左、右半球加工的不对称并非完全是由内在功能 结构的差异所致，外界信息的不对称也是影响因素之一【2 1 1 。 ( 2 ) 中央凹分裂提出了一个新课题：在词汇识别乃至一般认知加工中，外 界信息结构与大脑功能结构的相互作用。h s i a o 等人以左形右声和左声右形的 汉字为材料，将刺激呈现于中央凹之内并使注视点定位于两个部件之间( 使声 旁、形旁投射于不同半球) 。结果发现，男性命名左形右声的字显著快于左声 右形的字，女性的趋势与男性相反，但差异不显著。这种性别与汉字结构类型 的交互作用在中央凹分裂框架内得到了合理的解释。已有研究表明，男性语音 加工对左半球依赖更大，女性语音加工涉及了更多的右半球激活；由于中央凹 分裂，左形右声字的声旁投射于左半球，左声右形字的声旁投射于右半球。综 合以上两点，对男性而言，声旁在右的字能更直接有效地利用声旁的语音信息， 所以导致命名优势；对女性而言，声旁位置所起的作用不大【3 1 1 。为了进一步证 实以上结论，研究者对以上结果实现了计算机模拟，并且在e r p 研究中获得了 神经生理学证据【3 2 1 。作者推论，对男性而言，左形右声字的信息结构与大脑功 能结构更加匹配。在另一项研究中，h s i a o 等人采用透颅磁刺激( t m s ) 分别 干扰被试左、右半球的视觉皮层，实验以左形右声的汉字为材料，按照形旁家 族大小分为两组，采用语义透明度判断任务，呈现材料时将被试的注视点定位 于两个部件之间，使声旁投射于左半球，形旁投射于右半球。结果发现，干扰 位置与形旁的家族效应交互作用显著：干扰右半球时，对反应无显著影响；干 9 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 扰左半球时，对于大形旁家族，家族促进作用消失，对于小家族，则无影响。 研究者从汉字信息结构角度对结果作了解释：对左形右声的字，信息构成偏向 于右部声旁，大形旁家族的字尤其如此，这导致加工过程对左半球的依赖；形 旁信息量少，加工相对容易，因此干扰右半球对反应无显著影响；干扰左半球 时，由于大形旁家族对左半球更为依赖，导致显著的干扰效应，对小形旁家族， 由于其对左半球的依赖相对较弱，因此无显著干扰效应【3 3 1 。综合上述研究，有 理由相信，当外界信息结构与大脑功能结构相匹配时，认知效率最佳。 1 2 汉字结构类型效应 就字母或部件的排列方式而言，拼音文字是单维线性结构，汉字是二维平 面结构。和拼音文字相比，汉字在字形上的突出特点是结构复杂。不同学者对 汉字的结构有不同分类：王尔康把汉字分为上下型、左右型、半包型、内外型 和独体型5 种类型；傅永和在汉字结构及其构成成分的统计分析罩把汉字 的结构细分为1 5 类之多。不同结构的汉字在数量分布上极不均匀，李公宜、 刘如水主编的汉字信息字典里把汉字分为独体、上下、左右、包容、嵌套 5 种类型，其占总字数的百分比分别为4 1 4 9 、2 1 1 0 5 、6 4 9 3 3 、9 1 8 4 、0 6 2 9 1 3 4 1 。由此可见，上下结构和左右结构的汉字占了汉字的绝大多数， 占全部汉字的8 6 0 3 8 ，特别是左右结构的汉字，占到了全部汉字的近三分之 二，是汉字结构类型的主体。 1 2 1 前人的研究 大量研究表明，汉字的结构方式影响汉字的认知，典型的实验结果是识别 左右字的反应时要小于上下字，这被称为汉字的结构类型效应。彭瑞详、喻柏 林采用微观发生范式( m i c r o g e n e t i cp a r a d i g m ) 对汉字提取过程进行了研究。微 观发生范式是一种能比较直观地反映几何图形认知的整个进程的研究技术，该 范式以不断增加的时间重复呈现一个视觉目标，使被试对目标的形状知觉从整 1 0 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 体混沌状态，逐渐分化出目标的片断，再由目标片断的积累，最后完成对目标 刺激的识别。结果发现，上下型汉字正确提取率低于左右型汉字【3 5 1 。 肖少北以高频常用汉字为材料，采用速示条件下的字对同一性判断任务， 结果发现，在汉字识别早期，相对于字形，人的视觉系统对结构方式的差异更 敏感【3 6 1 。同时，也发现了结构方式的启动效应，即启动字和目标字结构方式相 同时，被试对目标字做真假字判断的反应时小于启动字和目标字结构方式不同 条件下的反应时【3 7 】；喻柏林等人采用字对结构方式同异判断任务，发现心理切 分上下结构的字要极大的难于左右结构的字【3 8 1 。 李力红等人采用词汇判断任务发现，结构类型与频率和笔画数存在交互作 用：高频字和少笔画字没有出现结构类型效应；低频字和多笔画字出现了结构 类型效应，反应时从小到大依次是包围结构、左右结构、上下结构，其中包围 结构、左右结构与上下结构反应时差异显著【3 9 】； 曾捷英等人以非标准形声字为材料，采用速示重复和非速示两种呈现方 式，要求被试对目标字进行命名。结果发现，在速示重复呈现条件下，汉字结 构方式的主效应显著，对左右字命名比上下字快；结构方式和字的大小存在结 构交互作用，小号字结构类型效应显著，中号字结构类型效应边缘显著，大号 字结构类型效应不显著；在非速示呈现条件下，发现结构方式的主效应不显著， 结构方式与笔画数有交互作用，在少笔画字当中没有发现结构类型效应，在多 笔画字当中的小号字和中号字当中发现了结构类型效应。研究者认为，汉字结 构效应是一个从无到有、从小到大的渐变过程，随着视觉清晰度的降低( 字号 小，笔画多) ，结构方式效应值逐渐增加【4 0 1 。 沈模卫等人采用微观发生范式【4 1 1 ，每个汉字的呈现时间分1 3 m s 、 9 m s 、 2 5 m s 、3 1 m s 、4 0 m s 、5 0 m s 、7 0 m s 、1 0 0 m s 和1 5 0 m s 等9 个等级。如果被试 在实验中没有记录下所呈现的字刺激，则令被试按“n 键，屏幕将重复呈现 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 同一字刺激，呈现时间按序递增；如果被试完整地记下了所呈现的字刺激，则 令其按“y ”键，屏幕将显示下一个汉字。结果发现，左右型字刺激在首特征 提取率和提取首特征的呈现时间两项指标上均优于上下型字刺激，且结构方式 效应不受真假字与字形熟悉度的影响。 喻柏林等人采用非速示条件下的命名任务和结构方式辨别任务【4 2 4 3 1 ，发现 在整字命名和结构方式辨认中没有出现结构方式效应，在单个部件命名任务以 及连续命名两个部件的任务中均发现了结构方式效应，并且在连续命名两个部 件的任务中发现了结构类型与命名顺序的交互作用：在顺读情况下( 先读左部 件字或上部件字，后读右部件字或下部件字) 左右字优于上下字，在逆读情况 下( 先读右部件字或下部件字，后读左部件字或上部件字) 上下字优于左右字。 综上所述，汉字结构类型效应在多种任务中都得到体现，比如字对结构同 异判断、词汇判断、整字命名、部件命名、部件搜索等等；与此同时，结构类 型效应在不同呈现方式下也得到体现，比如速示呈现、非速示呈现、速示重复 呈现、微观发生范式呈现，等等。同时也可以看出，汉字结构类型效应受诸多 因素影响，如字频、字号、笔画数、任务类型、呈现方式等；总的趋势是认知 难度越大( 低频、小字号、多笔画、部件命名、部件搜索、速示呈现等) 结构 类型效应越明显，认知难度越小( 高频、大字号、少笔画、整字命名、非速示 呈现等) 结构类型效应越不显著，甚至消失。例如，喻柏林等人研究发现，当 要求被试对单个汉字的结构类型进行判断或命名整字时没有出现结构类型效 应，当要求被试对两个汉字的结构类型作同异判断或者命名部件时出现了结构 类型效应f 4 2 4 3 1 。 我们认为，汉字结构类型效应可以分为整字水平和亚词汇水平两个层次， 这可以通过不同实验任务加以区分：词汇判断、整字命名等要求被试对汉字的 整体属性反应，所揭示的是整字水平的结构类型效应；部件命名、部件搜索等 1 2 中央凹分裂对汉字结构信息效应的影响 任务要求被试对汉字的部件属性反应，所揭示的是亚词汇水平的结构类型效 应。从先前研究结果可以发现，亚词汇水平的结构方式效应较为明显和稳定， 整字水平的结构方式效应受笔画数、字号大小、字频等诸多因素影响。 1 2 2 汉字结构类型效应的理论解释 主要有两种观点：( 1 ) “结构紧密说 。喻柏林等人认为，结构方式效应以 字形结构的紧密性或整体性方式起作用，上下字结构较左右字紧密，于是在知 觉分解部件时遇到的阻力就大，表现为反应时长、错误率多3 8 吨4 3 1 。( 2 ) “通 透性中介说”。曾捷英等人认为，汉字结构类型并不直接影响汉字识别，结构 类型效应是通过“通透性”这一中介变量发生作用的，即相对上下字来说，左 右字的笔画离散度大，通透性高，因此表现出认知优势4 们。 曾捷英等人提出了定量计算汉字“通透性 的算法，其原理如下：当一个 汉字显示在计算机屏幕上时，实质上这一个汉字是由一定的像素点构成。如果 两个像素点之间可以进行水平或垂直连线，那么它们将构成水平偶点对和垂直 偶点对，统称为偶点对。在最初的算法中，通透性分为水平通透性和垂直通透 性，前者是所有水平偶点对之间距离的平均值，后者是所有垂直偶点对之间距 离的平均值。后经过调整，对汉字通透性不再进行水平通透性和垂直通透性的 区分，其方法是对全部水平距离和垂直距离进行平均，公式如下：d = ( y d i ) n ， 其中n 为水平与垂直偶点对数之和；d i 指每一偶点对之间的距离；e d i 为所有偶 点对距离之和，将其平均即得通透性州。这一算法统一了汉字通透性，有利于 对汉字通透性进行直接分析和比较。 曾捷英等人通过一系列研究对“通透性中介说”进行了验证，获得了比较 充分的实验证据支持。他们在基本汉字集6 7 2 4 个汉字中，对于每一个上下字， 从4 2 6 3 个左右字中查找与之匹配的汉字，匹