卡特琳·艾維特
小孩子從嬰兒時期就開始領會一些詞語的意思了,他們能夠毫不費力地學習語言。他們到底是如何做到這一點的呢?來自德國萊比錫的科學家們研究了嬰兒的腦部,他們找到了答案。這些答案可以幫助小孩更好地學習語言,并可以起到預防失讀癥的作用。
小路易斯今天戴了一頂游泳帽,她只有6個月大。可別誤會,路易斯并不是要去游泳,實際上她戴的是一頂安裝了25個電極的女帽。小路易斯一邊發出模糊的聲音,一邊在笑。淘氣的她在媽媽膝蓋周圍爬來爬去。與此同時,腦神經學家克勞迪婭·曼奈爾正在用凝膠沾濕測量點。當曼奈爾將最后一個電極貼在路易斯的面頰上,她不禁皺了一下面孔。不過,下一刻路易斯馬上瞪大了圓圓的雙眼,因為揚聲器里傳來一個女人的聲音,曼奈爾的實驗正式開始了。
“孩子只要一聽到聲音,就會馬上精神起來。”曼奈爾說。小孩子能夠毫不費力地學習任何一種其出生國的語言。那么,他們的大腦是如何處理這個復雜任務的呢?曼奈爾和她的同事們希望能找出這個問題的答案,他們就職于德國萊比錫的馬克斯普朗克認知和神經學研究所的兒童語言實驗室。除了他們,還有柏林洪堡大學和西班牙巴塞羅那大學的科學家也加入了該項研究。
一個兒童語言習得的實驗
于是,在這個小組中,語言學家、心理學家以及腦神經科學家一起,通過腦電圖描記器(EEG)和磁共振共像(MRI)等技術來研究兒童大腦是如何進行語言習得的。需要指出的是,這兩種方式都沒有任何痛苦,也不會對小孩的健康帶來什么副作用。
這些科學家正好將他們對于語言習得的認知融合在一個模式中,這個模式可以貫穿兒童從胎兒時期直至青春期末期。通過該模式,父母和老師可以了解到孩子語言習得的具體步驟,從而有針對性地促進他們的發展。例如,父母可以拓展孩子的詞匯量,按照孩子的年齡有意識地與他們溝通。小學教師也可以更好地傳授語法知識,讓課堂內容符合孩子腦部發育狀況。與此同時,臨床學家也能更早地察覺和處理兒童的語言障礙。
此刻,路易斯正坐在一個大屏幕對面,大屏幕上出現了一個帶有紅色蓋子的黃色箱子。“快來看,這是一個Gopa。”揚聲器里傳來一個女人的聲音,而且她一直在重復這句話。Gopa,這是一個曼奈爾自己想象創造出來的詞匯。曼奈爾這樣做是為了確保小嬰兒尚不理解詞匯的具體意思,自發地將這個事物和Gopa對應起來。與此同時,在曼奈爾的電腦屏幕上開始閃爍著一些平行的曲線。這就是是路易斯的腦電波圖,通過她戴的帽子上的電極反映出來。“這個腦電波圖顯示,小路易斯在非常認真地聆聽剛才的聲音。”這位腦神經學家解釋道。
休息了一會兒之后,曼奈爾繼續在大屏幕上給小路易斯展示圖片,首先還是那個帶有紅色蓋子的黃色箱子。“一個Gopa。”揚聲器的女聲繼續重復著。隨后,大屏幕的圖片開始發生變化,現在出現的是帶有一個綠色蓋子的黃色球。“一個Gopa。”揚聲器里還是傳來一樣的聲音。不過,路易斯可不這樣認為,因為她的腦電波明顯出現了波動,這顯示她顯然持不一樣的觀點。“如果比較路易斯前后腦電波圖的話,可以明顯感覺到差別。”曼奈爾說,“這個實驗的第一批成果顯示出,原來小嬰兒是會注意到錯誤的。”
大腦自下而上加工過程
小孩子早在6個月大的時候就已經開始學習詞匯了,這比他們能夠說話前要早得多。“實際上,嬰兒從很早開始就可以感知語言了。”曼奈爾強調說。從一位孕婦妊娠期最遲第28周開始,在母親子宮里的胎兒就開始辨認母親的說話方式了。還沒出生在這個世界上,他們就已經毫無問題地辨別“爸”和“媽”這樣的音節了。
為什么他們能做到這一點呢?兒童早期語言習得能力歸功于所謂的自下而上加工過程。這是從低層級的大腦區域(處理相對簡單的信息)向高層級的大腦區域(負責更高級的部分,例如自主學習)運作的過程。在人類語言習得的過程中,大腦左邊睡眠區有一個部分異常活躍,這就是所謂的韋尼克區。它能幫助6個月以上的嬰兒逐漸累積詞匯量,機械地向大腦輸入保存信息,比如剛才的Gopa就是一個鮮明的例子。
從1歲開始,兒童就能夠對詞匯進行歸類了。比如,不管是一個紅蘋果還是一個青蘋果,兒童開始知道,這就是一個蘋果。在威尼克區的輔助下,3歲以上的孩子可以毫不費力理解一些簡單的句子了。在生命的早期階段,孩子的學習速度快得驚人。不過,這個速度會一直保持下去嗎?
大腦自上而下加工過程
在小路易斯所在的萊比錫認知和神經學研究所的高一樓層,6歲的小男孩弗德里克爬進了“兒童電影院”,這是語言學家、神經心理學家邁克爾·斯凱德對于磁共振成像室的“昵稱”。他為弗德里克戴上耳機。“還有這個頭戴式顯示器,”他介紹道,“非常酷,小伙子你看起來就像是動作片的特工一樣。”聽到他的話,之前緊緊抓著坐墊的弗德里克終于放松下來。
“放映了!”斯凱德的實驗開始了。通過耳機,弗德里克聽到了一個男人的聲音:“那個抓小兔子的大狐貍在哪?”這個6歲小男孩通過眼鏡看到了兩個畫面:左邊是一只狐貍正在抓兔子,右邊是一只兔子正在抓狐貍。弗德里克的兩只手分別握著一個開關,通過點擊選出他認為正確的答案。
通過磁共振成像掃描,斯凱德可以觀察到,在這個過程中,弗德里克腦部哪些區域比較活躍:在韋尼克區旁邊,額頭邊緣部位正在閃爍。這是腦部語言網絡的第二大中心區域,這一塊要到兒童差不多上幼兒園才會啟動,即所謂的布若卡氏區(主管語言消息的處理、話語的產生。與韋尼克區共同形成語言系統。布若卡氏區與韋尼克區通常位于腦部的優勢半腦,通常位于左側)。“布若卡氏區負責語法較為復雜的語言的加工處理。”斯凱德解釋道。布若卡氏區負責語言自上而下加工過程,負責語言認知型學習,將一些零碎的單詞組合成有意義、完整的句子。“隨著兒童年齡增長,布若卡氏區的作用會被有效地激發出來,融入整個語言網絡中。”斯凱德解釋道。
語言發展需要大腦成熟
通過這些實驗和研究,兒科臨床醫學家可以更早識別一些語言障礙,比如閱讀困難癥。兒童在閱讀、寫作方面的認知缺陷經常在進入學校的重要階段到來之后才被發現。“我們希望早在兒童上幼兒園的階段就能察覺到他們在語言習得方面的障礙,這樣可以及早開始治療。”斯凱德說。
“那個被大狐貍抓的小兔子在哪呢?”弗德里克的耳機里又傳來聲音。小男孩開始思索起來,現在到底是誰抓誰呢?弗德里克最終選擇了右邊的圖片,圖里顯示的是一只兔子正在追逐狐貍。遺憾的是,選項錯誤。
“弗德里克這個年齡段的小孩,大多數還理解不了語法復雜的句子。”斯凱德說。為什么呢?在語言網絡的兩大腦部中心區域,韋尼克區和布若卡氏區的神經纖維需要一定時間才能完全成熟。“隨著腦部連合纖維增厚,我們的大腦對于復雜句子的處理會越來越好。”斯凱德解釋道。大概到10歲,兒童就能夠理解“兔子被狐貍抓了。”這樣的被動句以及倒裝句了。因此,家長和老師必須保持足夠的耐心,“只有當腦部連合纖維完全成熟之后,兒童才能快速理解復雜的句子,就像理解簡單的句子一樣,”斯凱德解釋說,“這個過程一直會持續到青春期末期。”
成年人的大腦能在0.6秒的時間內處理一個完整的句子。不過,語言習得的過程并沒有因此而停止。“我們每天都會學習新詞匯,”曼奈爾說,“整個一生都是如此。”