墨西哥汉语习得者普通话声调识别的脑偏侧化*

王红斌

在十九世纪中叶，医学界已经发现了大脑左右两半球的功能具有不对称性。从二十世纪七八十年代开始，大脑两半球对语言声调的识别加工研究一直受到学界关注，并形成了与声调的大脑偏侧化有关的两种观点：一是Van Lancker提出的音高信息加工的“功能理论”，该理论认为由于言语中的音高信息所承担的功能不同而由不同的大脑半球加工：具有语言学意义的音高信息(比如声调)由左脑加工，不具有语言学意义的音高信息(比如情绪韵律)则由右脑加工[1]。与此理论相对的是“声音假设”，该理论认为听觉刺激的声学结构决定了大脑两半球的功能偏侧化特点，体现频谱变化的声音主要在大脑的右半球加工, 而体现时间变化的声音主要在大脑的左半球加工[2]。之后，为了弥补“功能理论”的不足, Gandour等[3]在2004年提出了一个新的理论，该理论认为左脑和右脑都参与了对言语中的音高信息的加工：右脑负责声学语音学特征的分析，而左脑则加工其语言学意义[1]。

普通话属于声调语言，普通话的声调具有区别语义的作用。有关声调的研究成果表明：①以声调语言泰语、挪威语为母语的本族语受试者的大脑左半球是处理泰语和挪威语声调的优势脑[4～8]，但早期的研究未发现以汉语为母语的受试者在处理汉语声调时有明显的脑偏侧化[9]，因此处理声调的脑偏侧化因语言不同而异[10]。后来的研究发现，以汉语为母语的汉族受试者的声调处理存在大脑左半球优势[10，11]，而没有声调知识、没有学习过汉语的以英语为母语的美国受试者则没有出现大脑偏侧化现象[10]。②为验证Van Lancker和Gandour的理论，张林军等[1]的研究表明，汉族人对言语中音高信息自下而上的声学语音学加工主要是右脑的功能，言语与非言语信号的音高信息可能有相似的加工机制，支持Gandour等2004年的理论；任桂琴等[2]的研究显示，汉语语调早期加工支持言语音高加工的声音假设。墨西哥汉语习得者指的是以西班牙语为母语的墨西哥人，西班牙语属于无声调语言。目前国内外尚未见对于以西班牙语为母语的汉语习得者普通话声调大脑加工的报告。

双耳分听实验就是研究大脑两半球功能分工的实验技术之一。1954年Brodbent首先报告通过立体声录音机及立体声耳机将录制在两个声道上的不同言语性材料同时分别呈现给受试者的两耳，形成竞争性刺激，结果呈现于右耳的刺激知觉能力较好，成为右耳优势(right ear advantage,REA)，此法称为双耳分听测试(dichotic listening test,DLT)[12]。双耳分听的原理是大脑两半球由胼胝体连接，左手或左耳所得到的信息传到大脑右半球，而右手或右耳得到的信息传到了大脑左半球，所以可以利用左右耳听到的声音信息来观察大脑左右半球在处理不同声音信息时的差别。

本研究拟通过双耳分听测试，探讨墨西哥汉语习得者在识别汉语四声时是否存在脑偏侧化现象，验证“功能假设”理论和Gandour[3]的理论，验证与双耳分听的左右优势耳相关的两个理论“直接通达模型(direct access model)”和“胼胝体中转模型(callosal relay model)[11]”。旨在了解以非声调语言为母语的汉语习得者习得汉语声调的认知机制，从而建立以神经机制为基础的、符合语言习得者认知特征的习得理论。

1 资料与方法

1.1研究对象 从墨西哥奇瓦瓦自治大学孔子学院零起点班中采用非随机任意抽样法抽取24名(男10名，女14名)学生，年龄20～27岁，平均21.29±2.39岁，均为左利手，生活在奇瓦瓦，母语是墨西哥西班牙语，会说英语，不过英语发音不纯正，有明显的西班牙语风格，所有受试者视力或矫正视力正常，听力正常。

1.2测试设备 Hp pavilion simline S5500la PC 台式机，20寸宽屏液晶显示器，Perfactchioce立体声头戴式耳机。

1.3测试材料和程序 68个来自“www.mandarintube.com”的女声普通话辅元音节，这68个辅元音节中的辅音声母是普通话除m、n、r、l之外的17个清辅音，辅元组合中的元音韵母是ia或a,辅音声母和元音韵母的组合形式是在考虑汉语声韵调配合规律的基础上设计的，17个辅音声母中除j、q、x和ia拼合外，其余14个辅音声母和a拼合。每个辅元组合有4个声调，如：阴平(一声)mā、阳平(二声)má、上声(三声)mǎ、去声(四声)mà，一共构成17×4=68个辅元音节。68个音节的录音材料，首先用Cool Edit Pro 对其进行批量音高标准化75 dB，音长为450 ms,以避免不同调类的时长影响声调的识别。17个辅元组合的四个声调两两配对，然后左右耳的刺激互换，每一个调类共有17×6×2=204个刺激对，四个调类共有4×204=816个刺激对。实验程序用DmDX编写，实验刺激成对随机同时呈现于左右耳，2 500 ms反应时间。每个调类分两组，一组102对刺激对左手为反应手，另一组102对刺激对右手为反应手，共8组，8组按拉丁方方式排列。

1.4测试步骤 对所有对象在语音训练的总时数约60～70小时(平均67.5±3.5小时)后进行双耳分听测试。采用耳(左耳、右耳)×手(左手、右手)两因素受试内重复测量设计。以测试“阴平”为例，测试材料因左右反应用手的不同分为两组，测试时，首先会在屏幕中央出现一个注视点“+”，作为提醒受试者注意听音的符号，注视点“+”消失后，左右耳会同时出现的两个不同声调的音节。当测试使用左手作为反应手的第一组材料时，要求判断同时出现在左右耳的两个不同音节中的“阴平”是左耳还是右耳听到的，如果是左耳听到的，就用左手按“left”，是右耳听到的，就用左手按“right”。测试以右手作为反应的第二组材料时，要求受试者判断同时出现在左右耳的两个不同音节中的“阴平”是左耳还是右耳听到的，如果是左耳听到的，就用右手按“left”，是右耳听到的，用右手按“right”。以同法分别测试阳平、上声和去声。8组测试材料按反应手和调类的不同用拉丁方的方式排列分为4个block，每个block之间休息10分钟。分别测试受试者识别四声时的正确反应时间及错误率。

1.5统计学方法 使用SPSS13.0进行统计分析，根据实验数据特征，四声识别的正确平均反应时间采用重复测量方差(MANOVAs)分析，四声识别的错误率采用非参数Friedman和Wilcoxon检测法。用非参数Friedman检测阴平、阳平、上声和去声的左右手两因素和左右耳两因素之间反应时间的差异，即①左手左耳、左手右耳之间；②右手左耳、右手右耳之间。

2 结果

2.1受试者识别普通话四声的正确反应时间和错误反应率(表1)。

表1 普通话四声不同反应手左右耳的平均正确反应时间(ms)和错误率

受试者识别四声的正确反应时间的统计分析：由表1可见，受试者识别“阴平”正确反应时间的重复测量方差分析(MANOVAs)显示，双耳的主效应显著，右耳(大脑左半球)的正确反应时间短于左耳(大脑右半球)，并达到极其显著水平[F(1.23)=17.01，P=0.000<0.05]。双手的主效应显著，左手的所用反应时间短于右手所用的反应时间[F(1.23)=5.23，P=0.032<0.05]，双耳和双手之间的交互作用不显著(F<1)。受试者识别“阳平”的正确反应时间在左手作为反应手时，右耳(大脑左半球)是优势耳(脑)，在右手作为反应手时，左耳(大脑右半球)是优势耳(脑)，对受试者识别“阳平”正确反应时间的重复测量方差分析显示，双耳的主效应显著[F(1.23)=10.50，P=0.04<0.05]，但双手主效应不显著[F(1.23)=0.001，P>0.05],双手和双耳之间的交互作用不显著(F<1)。受试者识别“上声“的正确反应时间的重复测量方差分析显示：双耳主效应不显著(F<1)，双手的主效应不显著(F<1)。受试者识别“去声”的正确反应时间的重复测量方差分析显示：双耳主效应不显著[F(1.23)=1.109，P=0.303>0.05]，双手主效应不显著[F(1.23)=1.877>0.05]。

受试者识别四声的错误率的统计分析：由表1中四声的错误率统计结果显示，阴平、阳平和去声的左右手两因素和左右耳两因素的差异[阴平：χ2(3，N=24)=3.629，P=0.304>0.05；阳平：χ2(3，N=24)=1.17，P=0.760>0.05；去声: χ2(3，N=24)=1.674，P=0.643>0.05];而上声的左右手两因素和左右耳两因素的差异有显著统计学意义[χ2(3，N=24)=10.508，P=0.015<0.05]，使用Wilcoxon检测法进一步对上声的左右手两因素和左右耳两因素做四个正交对照比较，且对显著性水平用Bonferroni校正(coparison-wise α=0.0125)，可见墨西哥汉语习得者在识别上声时，当左手作为反应手时，右耳(大脑左半球)是优势耳(脑)(Z=-2.392，P=0.017)；当右手作为反应手时，右耳(大脑左半球)是优势耳(脑)(Z= -2.980，P=0.003<0.0125)。

可见：①在受试者识别普通话四声的正确反应时间上，“阴平”的识别显示出右耳(大脑左半球)是优势耳(脑半球)。在双手主效应上，“阴平”显示出左手优势。②受试者在识别“阳平”时，在左手作为反应手时，右耳(大脑左半球)是优势耳(脑)，在右手作为反应手时，左耳(大脑右半球)是优势耳(脑)。③受试者在识别“上声”时，在左手作为反应手时，右耳(大脑左半球)是优势耳(脑)，在右手作为反应手时，右耳(大脑左半球)是优势耳(脑)。

2.2墨西哥初级汉语习得者的汉语声调识别难易排序 从受试者对四声的错误率和正确反映时间可以得出墨西哥初级汉语习得者的汉语声调识别难易序列(表2)，当左手作为反应手，测试左耳识别不同音节的声调时，正确反应时间由长到短、错误率由高到低是：阳平>上声>去声>阴平。而左手作为反应手，测试右耳识别不同音节的声调，或右手作为反应手，测试左耳或右耳识别不同音节的声调时，正确反应时间由长到短、错误率由高到低都是：阳平>去声>上声>阴平。说明墨西哥汉语习得者识别阳平最难，识别阴平最容易。

表2 不同反应手左右耳四声的正确反应时间长短及错误率高低排序

注：“表2”中的“>”表示“长于”或“高于”

3 讨论

3.1墨西哥汉语习得者在识别汉语四声时是否存在脑偏侧化现象 对于汉语习得者来说，识别普通话四声的难易程度是不同的，因此认知加工负荷也相异。由于较难的声调会影响到受试者正确反应时间的长短和识别四声错误率的高低，所以本研究以墨西哥汉语习得者的大脑对汉语声调的识别加工正确反应时间分析为主，并辅以分析其识别四声的错误率。由文中结果可知，学习汉语语音60～70小时的墨西哥汉语习得者大脑左右半球在识别普通话四声的调类时有差异，这种差异与普通话四声的调类有关，也反映出了普通话四声识别的难易度，而普通话四声识别的难易度又与四声的调型有关。受试者识别“阳平”最难，而识别“阴平”最易，“去声”和“上声”的识别则处于难易两极之间。声调难易程度与普通话声调的调型特征的可识别性有关：在普通话的四个调类中，“阴平”是平调，与非声调语言的音节相似，因此最易识别；“上声”是降升调，有“拐点”特征，“去声”是高降调，这两个调类的调型特征明显，较易识别；而“阳平”是半升调，调型特征不明显，最难识别。从文中结果看，受试者识别“阳平”的错误率最高，反应时间最长。另外，如果不注意“上声”的“拐点”特征，“上声”和“阳平”很容易混淆，这是初级汉语习得者习得汉语声调的一个难点。从反应时间上看，墨西哥汉语习得者对“上声”的识别是通过牺牲速度而赢得识别正确率的提高。而最易识别的“阴平”无论在反应时间还是错误率上都显示出左脑优势。

3.2“功能假设”理论和Gandour(2004)的理论 功能假设认为，决定脑功能偏侧化的线索是听觉刺激的功能。当音高模式中携带更多的言语信息时, 音高的加工偏向大脑的左半球。当音高模式中携带更少的言语信息时,音高的加工偏向大脑的右半球[2]。由文中结果可知，学习汉语语音60～70小时的墨西哥汉语习得者在识别汉语阴平、上声时显示出大脑左半球优势，支持功能假设，值得思考的是“音高模式中携带更多的言语信息”中言语信息是多少？是由多到少还是由少到多的连续分布？Wang[10]的试验之一是用没有声调知识或没有学习声调语言经验的美国人做受试者来测试其对声调的识别加工，结果表明这些受试者未显示出加工声调时的脑半球优势。张林军[1]的试验是使用汉语受试者不熟悉的法语以及6个音节组成的连续语流制作试验材料，结果显示，汉族人对言语中音高信息自下而上的声学语音学加工主要是右脑的功能，言语与非言语信号的音高信息可能有相似的加工机制，支持Gandour等[3]提出的理论。本组研究对象是正在习得汉语语音约60～70小时的墨西哥汉语习得者，他们只是具备了声调的语言学知识，即声调是能够区别意义的，而每个音节的具体意义不可能全部知道，所以其所识别的声调的语言学语义既具体又抽象，这不完全等同于汉族人所听到的每个音节，因为汉族人所听到的每个音节都是一个音义结合体，而这时的墨西哥汉语习得者所听到的不同汉语音节只是调类的差别，在这个层次上，墨西哥汉语习得者的声调加工与汉族人的大脑半球加工基本上是一致的，这表明言语信息量可以是“调类”。由此可知，声调在这种具体又抽象的层面上认知加工与每一个具体的音节音义结合体加工同样是在大脑左半球，显示出调类识别的脑偏侧化现象。本研究也说明了Gandour等理论的局限性。

3.3与双耳分听的左右优势耳相关的两个理论“直接通达模型”和“胼胝体中转模型” 目前解释双耳分听所产生的左右耳优势的解释理论有“直接通达模型”和“胼胝体中转模型”，根据胼胝体中转模型,右脑不具备加工声调信息的能力,因此，无论右耳听到的信息,还是左耳听到的信息,最终都要在左脑进行加工,因为左脑直接支配右手,所以不论左耳听到信息,还是右耳听到信息,右手的反应都要比左手快。胼胝体中转模型则预期，不论信息来自左耳还是右耳,右手的反应都比左手快；直接通达模型预期,手和耳之间有交互作用，右耳听音，右手作反应手时的反应最快，左耳听音，右手作反应手时的反应最慢[11]。由文中结果可知，从正确识别反应时间上看，“阴平”显示出左手优势；将声调识别的错误率和正确反应时间上所得到的双手主效应放在一起，可见，当墨西哥汉语习得者识别“阴平”时，右耳听音，左手作反应手时最快；识别“阳平”和“上声”时，右耳听音、左手作反应手的速度快于左耳听音、右手作反应手时的速度。虽然这三个声调的手和耳的交互作用较复杂，但考虑到这一阶段的汉语习得者的特征，认为该结果还是支持“直接通达模型”的，但也反映出处于该学习阶段的墨西哥汉语习得者的声调反应时间所反映出的声调识别反应还不是特别稳定，从声调识别的反应时间所得出的“阳平”左右手优势是否随着墨西哥汉语习得者学习汉语时间的延长而发生变化，尚有待追踪调查。

4 参考文献

1 张林军，周峰英，王晓怡，等.言语中的音高信息声学语音学加工的大脑偏侧化[J] .应用心理学,2008，14：330.

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