双语控制的神经基础及其对第二语言教学的启示

双语控制的神经基础及其对第二语

言教学的启示

摘要：双语加工和控制的认知神经科学

研究发现，与一般性执行功能有关的最关键

的脑区前额皮层，以及其它的相关脑区及神

经基础如前扣带回、基底神经节和下顶叶等

参与了双语语言理解和语言产生的双语控

制中。这些研究成果对于利用第二语言促进

认知控制能力的发展，以及利用认知控制训

练促进高效率的第二语言教学有着重要的

启示。

关键词：双语者，双语控制，脑机制，

教学启示。分类号B845

1引言

双语控制是指两种语言的相互作用。研

究者关心双语者在使用某一语言时是如何

排除另一语言的影响，及在怎样的机制下实

现两种语言的转换。脑功能成像技术是深入

了解双语表征和控制机制的重要手段。关于

双语的认知神经科学研究的重点在于第一

语言(firstlanguage,L1)与第二语言

(secondlanguage,L2)神经表征的聚合性,

即两种语言表征变得更相似的加工过程。对

此，相关的脑功能成像研究结果依然存在分

歧。另外，将双语中的执行控制及其神经机

制研究成果与第二语言教学相结合，有助于

高效率学习。

2双语控制的脑功能研究

双语控制与一般认知控制系统

许多双语语言加工研究表明，当一个双

语者使用一种语言时，两个语言都被激活。

有两个认知模型可以解释抑制控制在共同

激活的两种语言中的重要作用。第一个模型

是Dijkstra等提出的双语交互激活模型

(Silingualinteractiveactivation。BI

-A),这个模型认为发生在语言内和语言间

的竞争会被毗邻表征的相互抑制所分解。所

以一个特定反应的选择减少了选择相邻反

应的可能性。即抑制是由特定的目标语言的

特性所决定的。第二个模型是由Green提出

的抑制控制模型(inhibitorycontrolmodel,

IC)O这个模型认为这一系统可以管理竞争

的语言图式间的激活。双语者必须对非目标

语言执行抑制控制，使得所需的语言系统能

参与活动。这一模型还认为。相关的抑制机

制位于一个中央认知控制系统中。

与双语加工有关的认知控制功能主要

有冲突条件下对目标的锁定保持、任务切换

和反应选择等方面。研究发现与一般性执行

功能有关的最关键的脑区前额皮层，以及其

它的相关脑区及神经基础如前扣带回、基底

神经节和下顶叶等参与双语控制的过程。认

知控制在语言领域并不直接与语言表征(如

词项)加工相关，而是与语言表征的选择和

时间顺序有关。在双语者语言产生，尤其是

在两种语言间进行切换时。即存在与非目标

语言产生竞争的情况下，需要用认知控制来

选择目标语言中正确的词项来进行表征。

越来越多的研究发现，双语学习对认知

发展有促进作用。近期的研究者更注重探查

双语学习对儿童认知功能的影响。

Bialystok等发现在解决需要注意控制参与

的问题上，年幼双语者（4—8岁）表现得比同

龄的单语者更好。还有研究比较了双语者和

单语者在注意网络任务上的表现。结果发现

双语者不仅在表现上快于单语者。而且在改

变和执行控制网络上表现的更有效率。对于

这种在双语儿童中发现的认知控制效益。研

究者认为这是由于在双语学习中，面对冲突

任务和管理同时激活的两个语言系统时，双

语者使用了同样的认知加工过程，前额皮层

在面临新语言的表征及运用时得以激活，所

以有效地促进其相关额叶的发展。虽然这一

观点还需要进一步的脑与认知科学研究的

证明，但也从中反映出一般认知控制系统参

与到了双语学习中。

双语使用中双语控制的脑基础

双语使用中包括语言产生和语言理解

两种不同的过程。语言理解的切换过程是指

双语者在倾听或阅读两种语言时所发生的

心理过程，这是一种由材料或数据驱动的加

工，例如涉及用一种语言命名另一种语言的

任务研究：语言产生的切换是指主动交替使

用两种语言的交流过程，是由意识主动控制

的加工，例如用不同语言进行图画命名的任

务研究。那么在这两个过程中双语控制的脑

基础是怎样的?是否都与一般性认知控制系

统有关?近来有一些相关的脑与认知科学的

研究回答了这些问题。

双语语言理解中双语控制的脑基础

有许多脑与认知神经研究表明了双语

语言理解中双语控制系统与一般性执行控

制系统的关系。参与活动的相关区域不仅有

与认知控制系统有关的皮质上的机能定位，

也包括相关的皮质下的神经中枢。

有研究表明，这一过程中的双语控制在

语音层面就开始了。Price等用PET技术研

究了熟练的德语一英语双语者在进行语言

切换时大脑的激活模式。在研究中，交替呈

现不同语言（英/德）的单词，要求被试用相

应的语言进行命名。结果发现在切换条件下,

被试的左侧额下回和双侧缘上回有显着的

激活。这两处脑区被认为与语言的发音有关。

该结果表明。该区域除了参与语音的发音机

制外，还可能负责双语者的语言切换行为。

还有研究采用ERP和fMRI技术，将西

班牙加泰隆双语者（被试为早期L2获得者,

双语都高度熟悉）和西班牙单语者相比，在

用视觉呈现目标词语的词汇通达任务中，研

究双语者如何抑制非目标词语（加泰隆语）。

结果发现只有双语者的前额叶左前部

（Brodman分区：45和9区）被激活。ERP结

果显示在非

目标语词情况下没有产生词频效应：而

在目标语词情况下则产生了词频效应。这一

结果表明双语者为避免受到干扰，运用了间

接的语音路径完成目标语词的词汇通达。

另外还有一些研究考察了双语词汇表

征及理解过程中的双语控制机制。研究采用

12名英一汉熟练双语者（早期获得L2）,考

察其阅读快速呈现的词语时的单语内和双

语间的词语表征。fMRI结果表明，在双语转

换条件下，左前额区域获得双语语言产生

中双语控制的脑基础

大部分的研究支持一般性认知控制系

统参与到了双语语言产生中的双语控制过

程。有研究让12名汉一英双语的中国大学

生用L1和L2进行图片命名，完成语言切换

任务。ER—fMRI结果显示两种切换(有提示

和无提示)的神经联系不同，不存在特定的

“语言切换”脑区。Rodriguez—FOmeU等针

对非目标语言的语音水平上的冲突做了研

究。实验采用Go/NoGo任务，要求德语一

西班牙语的双语者决定一幅图片的名称的

德语开头字母是元音还是辅音(不发声)。例

如，让被试对辅音开头字母的图片进行反应

(Go),而对兀音字母开头的图片不反应

(NoGo)o刺激图片中有一半的德语名和西班

牙语名的开头字母都同为辅音或元音。这样,

若在这个过程中非目标语言名称也被激活

的话。那么其反应冲突带来的效应可以被检

测到。行为实验结果发现NoGo条件下的反

应时要长于Go条件。ERP实验结果发现比起

Go条件，NoGo条件下在300nls在600nls时

产生了明显的负波。其fMRI结果显示在命

名任务上，只有双语者被试有两个参与活动

的额叶区域一一左侧前额叶背外侧皮层和

大脑前扣带回皮层。据此。Rodriguez—

Fornell等认为在冲突条件下，非目标语言

在语音水平部分激活，执行控制加工系统参

与了对冲突的应对。

近来有研究表明，双语控制有可能采用

的是一种语言特定性控制和非特定性控制

共同参与的混合机制。Christoffel等以ERP

数据和命名潜伏期为指标，针对双语者在说

话时如何在L1和L2间切换进行了研究。让

德语一荷兰语（不对称）双语者完成图片命

名任务。实验条件有两种：单一语境和混合

语境（被试需要在L1和L2间进行无预期切

换）。另外研究者还操纵了双语间的词语相

似性。结果显示出L1和L2两种语言内都发

现了词语相似性效应，这说明非反应语言也

产生了音位激活。ERP数据与行为实验结果

都表明在混合语境下。L1的产生会变慢，L1

的词语相似性效应比单一语境下更为明显。

这些结果表明。在混合语境下L1的激活可

以促进具有相似形态的L2的产生。研究者

指出，语言控制机制有可能是混合的，语言

特定性机制与非特定性机制分别负责暂时

和持久的语言控制成分。

另外，有研究表明双语语言产生过程除

了有一般认知控制系统的参与之外，还与语

言加工的神经网络有关。有研究者用反应时

指标、ERP和EEG指标，采取图片发声命名

范式，比较了德语一法语双语者在完成母语

下任务选择和双语间词汇选择时的表现，结

果没有发现明显区别。其脑成像结果表明与

语言加工的神经网络有关的额顶区也参与

了语言选择加工过程。这些结果表明了认知

控制系统与语言加工系统共同参与了语言

选择加工过程。

关于脑损伤的双语者研究也发现，与认

知控制有关的皮质组织和皮质下神经结构

在双语语言产生的双语控制中的重要作用。

Fabbro等报告了一位熟练双语者左侧前扣

带回和额叶以及右侧扣带回区域受损。表现

出病理性切换障碍（在不同的语言情境说出

相反的语言）。即表现为说话时将两种语言

混在一起。

在明白任务为第一语言的情况下，患者

有时会用第二语言表达；反之亦然，这种切

换障碍的表现大概占四成。但这位患者不存

在任何其它的语言障碍。这表明病理性切换

障碍也许存在着独立的语言机制，也显示出

与语言控制的相关脑区在‘双语产生中的

重要性。另外还有研究者报告一个早期双语

男孩左后丘脑出血后，在临床和神经影像上

表现出患有经皮质感觉性失语症（L1和L2同

样严重）。在其患处出血之后其失语症逐步

恶化，在两种语言情况下都会有自发的语言

混淆及语言切换的病态现象发生。当这些现

象得以缓解时，其SPECT脑血流灌注结果显

示左额叶及左侧的血流灌注情况也有所好

转。这一语言症状与SPECT结果好转的并行

发生，表明皮质下左额叶脑对于语言切换和

混合具有重要意义。

3双语控制对第二语言的教学启示

通过双语控制的脑与认知科学的研究,

可以看到第二语言学习和认知控制之间的

交互关系。第二语言学习可以提高认知控制

能力，另一方面通过对认知控制能力训练也

可以提高双语教学的效果。中国当前英语教

育的普遍现象是，许多学生学了十几年的英

语还是无法运用。双语控制的脑科学研究结

果已表明，双语抑制控制能力与第二语言熟

悉度有直接关联。虽然二者的因果联系至今

还不明了，是双语学习提高了认知控制的能

力，还是个体本身具有较高的认知控制能力

而导致获得熟练双语水平的，还是两种因素

都有作用？都需要进一步研究的支持。

第二语言学习对认知控制能力的促进

作用

双语研究的核心问题之一就是关于儿

童应该何时开始及怎样开始第二语言学习。

从认知控制参与到双语应用的相关研究我

们得出。双语学习可以成为训练儿童执行控

制能力的一个重要手段。

执行控制能力与额叶的缓慢成熟有关。

额叶的发展要持续到青少年、甚至到成年早

期。有针对性地发展儿童的执行功能会促进

其额叶的正常发育。有研究发现在双语儿童

中存在认知控制效益。在双语学习中，前额

皮层在面临新语言的表征运用时得以激活,

所以系统的相关任务可以有效地促进其相

关额叶的发展，继而促进执行功能的开发与

进一步发展。所以在儿童早期进行第二语言

学习，儿童会有双语语言理解中的双语控

制训练

教学中往往只强调L2单词与相应母语

单词之间的联系，学生在理解L2时就会先

将其翻译成母语，其思维加工仍然是用母语。

这种缺少对母语抑制的理解过程必定会影

响到第二语言学习效果。近来行为和认知神

经科学的研究结果表明，双语者的两种语言

在概念水平和词汇水平上都存在相互作用。

通过双语控制的脑与认知神经科学研究可

以发现。一般性认知控制系统的相关脑区参

与了双语者语言理解的双语控制过程中。所

以，通过一些双语控制训练。在L2词汇和

语义通达的时候尽量抑制相应母语的通达，

这样才能达到良好的语言理解和使用的效

果。在教学实践中，应增强L2与其概念的

联系，将抽象的概念具体化，尽量用L2来

解释新单词，增加L2的联想训练，让学生

在第二语言学习和使用的过程中学会抑制

母语思维。这样的教学才不会仅仅停留在在

L2的语言层面上，而能进人L2思维层面，

提高第二