語言、音樂和腦：資源共享框架

摘 要：語言和音樂是人類普遍具有的高級認知能力，兩者有著很多的相似點和不同點。對兩者關系的探索一直吸引著來自不同領域的研究者。資源共享框架是近年來針對語言和音樂的共性所提出的最有影響力的理論假設之一。本文將對該理論框架本身以及相關的實證研究做一個簡單的回顧，希望可以有助于今后的研究者更深入地認識人類大腦的認知功能。

關鍵詞：資源共享框架 語言 音樂 腦加工機制 認知能力

一、引言

資源共享框架是在對語言和音樂關系的認知研究的基礎上提出的理論假設。該框架通過雙系統的方法對認知加工過程中的領域特異性知識和整合這些知識的共享神經資源做了基本的概念區分，并且提出語言和音樂在很大程度上存在著加工機制上的共享和重合（Patel，2012）。事實上，這一理論框架提出的初衷是為了解決語言和音樂在句法加工方面的矛盾，一方面，來自神經心理學的證據認為語言和音樂在句法加工的腦機制上是分離的；另一方面，來自神經成像方面的證據指出兩者存在重疊，即“句法整合資源共享假說”。之后，研究者對該假說進行了發展，認為它不僅可以用于解釋語言和音樂句法理解的在線加工，而且還可以用于說明兩者在語音層面上的關系。這就是資源共享框架。

簡言之，該框架認為，語言和音樂雖然在很多方面存在差異，但是在認知加工的不同層次上具有更深層的聯系，尤其是在聲音的感知方面。本文將對該理論框架本身以及相關的研究做一個簡單的回顧，希望可以有助于今后的研究者更深入地認識人類大腦的認知功能。

二、資源共享框架的早期研究回顧

（一）來自神經心理學的領域特異性證據

在語言和音樂的神經科學研究中，最讓人振奮的發現就是正常人在腦損傷后，語言和音樂認知上存在選擇性的缺陷。即有的腦損傷患者雖然在語言方面存在障礙，但是音樂感知的能力很正常；有的腦損傷患者在語言方面沒有問題，但在音樂認知上出現了困難。前者稱為失語癥，后者稱為失樂癥。雖然這樣的病例很少，但卻意義重大。因為這意味著語言和音樂在大腦中很可能是有特異性的、相互分離的。例如，Peretz和他的同事所研究的一個病人GL（失樂但不失語）。他是一名腦中風患者，初級聽覺皮層區沒有損傷，但是聽覺聯合區周圍的緣上顳回受損，之后發現該患者在音樂句法認知上存在缺陷，不能感知音樂的調性，但是經失語量表的測查，他的語言句法理解加工沒有問題。此外，在失語但不失樂的案例中，以俄羅斯作曲家Shebalin最為典型。他的左腦先后經歷了兩次中風，傷及的腦區主要是顳葉和頂葉。在第二次中風后，他的語言在理解和產生上都出現了困難，但是他卻依然創作出了多首高質量的樂曲，這說明他的音樂認知能力并沒有因此受損。

（二）來自神經成像技術的證據：挑戰領域特異性

如果僅僅是依據來自神經心理學上的證據，我們將可以斷定語言和音樂在認知功能上很大程度上是分離的。但是，來自神經成像技術方面的諸多證據則表明正常人在語言和音樂加工上存在重疊。比如，Maess和Koelsch等的腦磁圖研究中發現，對和聲序進中走調和弦的察覺激活了布洛卡區和右半球的對應腦區，表明音樂規則有可能也在這個腦區進行加工，因此，布洛卡區的語言特異性受到質疑，為語言和音樂的神經機制的重疊性提供了證據（Maess et al.，2001）。Brown等研究發現被試對不規則的、或與預期不符合的和弦序進的覺察激活了包括布洛卡區、維爾尼克區、顳上回等在內的皮層網絡（Brown et al.，2006）。這個研究結果與前面所述的Maess的研究結果都認為語言和音樂加工很可能分享一些共同的神經基礎。

總之，來自fMRI、ERP以及PET等多種技術的實驗研究都發現語言和音樂在正常人的認知加工上有重疊。

三、資源共享框架的發展現狀及相關研究

（一）資源共享框架簡述

神經心理學和神經成像技術從不同的視角表明了語言和音樂的腦機制上的聯系。前者支持“領域特異性的分離”說，而后者則挑戰“領域特異性的重疊”說。資源共享框架正是為了對這一有爭議的問題進行解釋，進而引導未來的研究方向。

資源共享框架有兩大基本原則：

首先，語言和音樂的表征是領域特異性的。比如，語言中的詞匯知識和它們的句法屬性涉及到一系列的表征是不同于音樂中的和弦語和聲關系的表征的。資源共享框架所假定的領域特異性表征是儲存在不同聯結網絡的長時記憶中的。因此，這些表征很可能就是選擇性損傷的區域，從而也就導致了語言和音樂認知上的分離。

其次，對領域特異性知識的相似的認知心理操作和加工，表明兩者在神經資源上是有共享的。之前假定了領域特異性，也就是在概念上區分了表征和加工。如果語言和音樂在加工上共享神經資源，那么就可以觀察到相似的大腦特征。

實證研究上，最有力并且最多的證據是對于語言和音樂的句法理解加工和聲范疇學習的研究。在句法層面，語言和音樂的理論和實證研究均比較豐富，并且在領域特異性上的爭議也是一直持續；在語音層面，研究的焦點是音樂能力和語言音位能力之間的聯系，并且取得了不少的證據。這些發現具有重要的意義尤其是在教育和臨床上，包括一些語言障礙的康復治療。因此，對于語言和音樂在認知神經資源上所共享的本質的研究具有非常重要的實踐意義。

（二）資源共享框架的句法研究

根據神經成像技術方面的證據以及相關的認知理論，Patel以依存位置理論、預期理論以及調性音高空間理論為基礎，提出語言和音樂在結構整合加工上共享神經資源，這就是“句法整合資源共享假說”。 該假說認為，加工詞或和弦所需要的認知資源是由它們本身與整個句子或樂曲的關聯性決定的，關聯程度較小的詞或和弦，需要更多的加工資源，才能把它們從“表征”中提取出來。對于音樂和語言而言，兩者在表征區域是各自獨立的，但加工時所需的資源及負責加工的腦區卻是相同的（Patel，2003）。

在過去將語言和音樂結合起來進行的研究中，焦點主要在于語言語義加工和音樂和聲加工的關系上。近年來由于SSIRH假說的推動開始將語言句法加工和音樂句法加工結合起來進行研究。比如Fedorenkl等人（2009）的行為研究表明語言和音樂結構整合的一些方面依賴于共享的加工資源。Slevc等人（2009）發現在語言操縱類型（句法或語義）、語言預期和音樂預期上顯著的三因素交互作用。因此，加工和聲非預期和弦干擾了語言句法加工，但不影響語義加工。

資源共享框架在句法層面上已然做了很多的工作，并取得了較為成熟的理論和實證成果，但是至今尚不存在令人信服的證據支持罹患腦損傷的普通個體身上存在音樂和語言句法能力的雙重分離。目前為止，來自失語癥的研究主要是早期的Frances等和Patel等，尤其是后者使用非音樂家作為被試發現語言和音樂句法失調之間存在聯系。因此，想要真正說明資源共享框架句法層面的假設，在失語癥方面的研究是很有必要的。

（三）資源共享框架的語音研究

和句法類似，語言和音樂在聲系統上似乎沒有什么共同之處。但是，從認知神經科學的觀點看，兩者很可能具有深層的相似性，即兩個系統都依賴于習得的聲范疇的心理框架。因此比較研究音樂和語言聲系統的焦點，就是產生和保持這種習得的聲范疇的機制。這些機制在何等程度上被兩者共享？一種可能是，這些機制沒有共同之處：音樂和語言聲系統之間的認知分離和神經分離似乎說明的確如此；另一種可能是，音樂和語言的聲范疇學習在很大程度上有共同機制，稱之為“共有聲范疇學習機制假設”，這種重疊對于圍繞人類交流能力的發展而展開的實際和理論問題都具有重要意義。（楊玉芳，2012）。

四、結語

本文主要闡述了資源共享框架的理論和實證研究，尤其需要注意的是貫穿整個框架的兩大原則。也就是說，不論是在在線加工還是認知發展的其他方面，區分領域特異性知識和整合這些知識的神經資源是非常有必要的。當然，語言和音樂共享的神經資源也有可能被其他心理機能的加工所共享。

資源共享框架是根植于認知神經科學的理論，因此，對該框架的檢驗需要將認知理論和神經科學的實證研究相結合。而這一研究的目標就是從完善或修正理論框架出發，進行更深入的科學研究，從而闡明語言和音樂能力所共享的認知神經基礎。

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（李鳳榮 江蘇徐州 江蘇師范大學語言科學學院 221000）