每個(gè)人在語言的產(chǎn)出和理解中感受最真切的語義其背后是由什么組成的呢？語言學(xué)中一直強(qiáng)調(diào)的句法，它和語義的統(tǒng)一是如何實(shí)現(xiàn)的呢？二者的組合在人腦中是如何表征的呢？目前，我們對于這些問題的答案其實(shí)是比較模糊的。來自紐約大學(xué)的研究者在Science雜志發(fā)文對這一問題的相關(guān)研究進(jìn)行了闡述，并提出了一些新的觀點(diǎn)。今天，我們就趁熱打鐵，來和大家一起對這些觀點(diǎn)進(jìn)行深入了解。

人類語言使我們可以用一系列有限的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造出無限的表達(dá)意圖。這個(gè)組合系統(tǒng)的神經(jīng)基礎(chǔ)是什么？已有許多研究者們通過分析兩詞短語這種最基本的句法語義結(jié)構(gòu)從而剖析自然語言中句法和語義的神經(jīng)基礎(chǔ)。作者在文章中闡述的主要是一些基于兩次短語結(jié)構(gòu)的研究，這些研究揭示了一個(gè)語義處理的建構(gòu)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括左前顳葉的活動(dòng)以及左腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層的參與。這兩個(gè)腦區(qū)不僅在語言的理解和產(chǎn)生時(shí)會(huì)激活，而且在口語和手語的加工時(shí)也會(huì)激活，并且都顯示出語義加工，而不是句法結(jié)構(gòu)。本文論述了語言是如何建構(gòu)意義的，并在組合系統(tǒng)的基礎(chǔ)上為未來的神經(jīng)生物學(xué)研究提出了一些意見。 

正文：

當(dāng)處于一種熟悉的語言環(huán)境時(shí)，我們的大腦會(huì)自動(dòng)將單個(gè)詞匯結(jié)合成連貫的語義。即使沒有接收語言時(shí)，我們的大腦也會(huì)做類似的事情：在自己的腦海中創(chuàng)造新的意義，并且理解自己所創(chuàng)造的。這就是內(nèi)心的“喋喋不休”，對大多數(shù)人來說是很難停止的。盡管結(jié)合語義是本能和自動(dòng)的，但是語義加工與復(fù)雜的心理活動(dòng)相比，我們的大腦會(huì)參與更多。我們先來看一些簡單的句子：

Sally baked the black beans. (Sally烘烤黑豆。)

Sally baked thebeans black. (Sally把豆子烤黑了。)在第一句，black(黑色)描述烘烤前豆子的一個(gè)特征,即修飾詞。在第二句，豆子變黑是由烘烤引起的，這是一種結(jié)果性。我們甚至可以給形容詞加修飾語產(chǎn)生歧義：

Sally baked some beans black enough to look like licorice.

在這句，Sally可以烘焙外觀類似于甘草的豆子（修飾語閱讀），或者她可以烘焙豆子，直到豆子變成像甘草一樣黑（結(jié)果閱讀）。我們的大腦是根據(jù)句法來區(qū)分語義的，這個(gè)例句闡述了符合英語句法的三種結(jié)構(gòu)：名詞前修飾語（名詞前的形容詞）、動(dòng)結(jié)式謂語（形容詞在名詞后，描述主要的“主”謂語動(dòng)詞的結(jié)果）和名詞后修飾，它在語義上等同于名詞前修飾語，但只有當(dāng)修飾語滿足一定的長度或權(quán)重要求時(shí)才會(huì)在語法上等同。你的大腦有與這些結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的長期記憶痕跡，因此能夠根據(jù)這些知識來評估傳入的語言。這是毫無爭議的（句法結(jié)構(gòu)造成的歧義基本都如此，漢語里也有類似的，如“咬死獵人的狗”，你品品，是不是有兩種意思）。但是在語言加工過程中，什么是用于詞匯組合或合并即時(shí)加工的？如何評估我們的創(chuàng)作表現(xiàn)和句法知識？本文主要集中在作者對這個(gè)問題的現(xiàn)有理解上。 

理解：左前顳葉皮層的快速概念合成

事實(shí)證明，在意義構(gòu)成的神經(jīng)生物學(xué)研究中，從簡單的對象開始考察是更有效的。簡短的兩詞短語是更簡易的代表單元，因此研究者們開始對這些小短語的特點(diǎn)進(jìn)行考察。其目標(biāo)是在功能上分解一個(gè)參與完整句子加工的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

本文主要回顧關(guān)于采用腦磁圖(magnetoencephalography, MEG)方法的研究，MEG是唯一一種既能提供描述語言快速加工所需的毫秒分辨率，又能對產(chǎn)生測量信號的神經(jīng)電流進(jìn)行合理精確的空間定位的無創(chuàng)技術(shù)。

首先，當(dāng)一個(gè)人在較少語境聽或讀一個(gè)詞匯時(shí)，我們可以描述大腦的神經(jīng)過程。大多數(shù)關(guān)于最小短語的研究都使用形容詞和名詞的組合。結(jié)果表明，在英語中，符合形容詞加名詞的正常句序（如red boat）相比于不符合的（如 xtp boat及下面的那些例子），符合句法結(jié)構(gòu)的在名詞出現(xiàn)后的200-250毫秒增加了左前顳葉(LATL)的活動(dòng)。如果句法結(jié)構(gòu)符合，大約在LATL反應(yīng)的200毫秒后，腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(vmPFC)的活動(dòng)增加(如圖1)。同時(shí)，如果把名詞放在形容詞前時(shí)（也就是語序倒置），會(huì)發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果。這些結(jié)果代表了什么呢？

圖1：理解和產(chǎn)生中的短語構(gòu)建。

LATL（左前顳葉）和vmPFC（腹內(nèi)側(cè)前額葉）會(huì)參與單一的組合步驟。在理解過程中，LATL早于vmPFC的參與，但在產(chǎn)出過程中，兩者是同時(shí)參與的。在產(chǎn)出中，圖片命名范式允許研究不同的語言，同時(shí)完美地控制物理刺激。你可以簡單地讓參與者用不同的語言說出圖片的名字。在這里，類似的LATL和vmPFC效果被發(fā)現(xiàn)在在英語和美國手語(ASL)的短語規(guī)劃中

我們知道，句法是很難分離出來的，這是由于無論是什么樣的句子閱讀（包括文中所說的簡單的二詞短語），在加工過程中不可避免的就會(huì)產(chǎn)生語義的理解。常用的違反范式其實(shí)就充滿了這樣的問題，因?yàn)榫浞ǖ倪`反會(huì)不可避免的導(dǎo)致語義理解的困難。在上面的例子中可以看出，只要是一個(gè)名詞和形容詞的組合，無論其句法位置是否符合，即無論短語結(jié)構(gòu)違反還是不違反，都產(chǎn)生了類似的對LATL和vmPFC的激活響應(yīng)。那么該如何解釋呢？

有進(jìn)一步的MEG研究發(fā)現(xiàn)，被試在面對“Indian food”和“Asian food”時(shí)，LATL的激活是不一樣的，在面對印度食物這個(gè)具體的短語義時(shí)，LATL的激活是顯著較強(qiáng)的，而在加工亞洲食物時(shí)，其激活是比較弱的，我們分析一下會(huì)發(fā)現(xiàn)，亞洲食物的語義指向是更模糊的，它可以是日本食物，可以是韓國食物，也可以是中國食物，可以是亞洲任何一個(gè)國家的食物（同時(shí)，不同被試平時(shí)接觸的亞洲國家可能頻率上相差是很大的，很難確定誰會(huì)聯(lián)想到哪個(gè)國家）。這就和圖2中的例子一樣，在tomato dish和vegetable dish中，tomato dish是語義明確的，而vegetable dish則很不明確，產(chǎn)生的激活可以看出，明確語義的tomato dish誘發(fā)了LATL更強(qiáng)的激活。作者測試了符合句法的短語結(jié)構(gòu)、邏輯語義結(jié)構(gòu)和概念結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。這說明，LATL很可能是對具體概念敏感，而不是對句法敏感的。

圖2 對句法組合、語義組合和具體性高的短語組合的激活情況

那么vmPFC呢？

盡管我們知道vmPFC對并行句法表達(dá)式中的語義很敏感，但關(guān)于vmPFC功能的假設(shè)仍然是有待研究的。作者指出，它不太可能反映句法的組合方面。證據(jù)來自于對包含隱含意義的表達(dá)式的加工。

  總而言之，作者對這些研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié)：LATL可以作為一個(gè)快速非句法特征的組合指標(biāo)，而vmPFC作為一個(gè)晚期組合指標(biāo)，可能表示一個(gè)區(qū)域內(nèi)整個(gè)組合加工流的最終輸出，該區(qū)域與更廣泛的社會(huì)認(rèn)知和情景記憶系統(tǒng)有關(guān)。

但有一個(gè)困惑是：如果LATL受損，單個(gè)詞匯加工會(huì)而困難，短語組合加工卻不會(huì)。如果LATL是一個(gè)組合核心區(qū)域，又會(huì)是怎樣發(fā)揮作用呢?作者認(rèn)為，一種可能的解釋是：如果許多不同的子程序帶有大致相似的功能(即構(gòu)建短語)，那么該系統(tǒng)可能很難被打破。受損子程序的功能可以由其他子程序至少在某種程度上進(jìn)行補(bǔ)償（大腦的代償機(jī)制）。相反，詞匯內(nèi)的特征綁定可能并沒有相似的更多特征，也就是說詞匯的存儲(chǔ)可能是由單個(gè)區(qū)域完成的，而不是多個(gè)相似的功能區(qū)來完成。這將使單個(gè)詞匯加工比基本的組合加工更加脆弱。事實(shí)上，局灶性腦損傷幾乎不會(huì)導(dǎo)致無法形成簡單短語，反而是單詞獲得和更復(fù)雜的句法加工的困難才是典型的病人特征。這種表現(xiàn)可能佐證了作者的這種猜想。

產(chǎn)生：言語產(chǎn)出中短語和手勢的語言計(jì)劃

在一項(xiàng)圖片命名研究中，說話者和手語者都用形容詞和名詞的組合來命名有色物體，比如“藍(lán)色杯子”。因此，兩組被試接受的物理刺激(圖片)是相同的。研究中的非組合控制條件在詞匯上與組合條件相匹配，方法是將有顏色的對象放在有顏色的背景上(例如，藍(lán)色的杯子放在紅色的背景上)，并指導(dǎo)參與者在非組合試驗(yàn)中說出背景顏色和對象的名稱。在兩種情況下，參與者都產(chǎn)生了形容詞-名詞序列，但只有一種情況下，這些詞形成了連貫的組合表示。該研究復(fù)制了之前的英語發(fā)現(xiàn)，研究表明，在計(jì)劃描述有色物體的短語時(shí)，手語者和說話者都使用了LATL(左前顳葉)和vmPFC區(qū)域，而在計(jì)劃背景顏色加物體描述時(shí)則沒有。這說明，組合的神經(jīng)表征對理解和產(chǎn)生都有作用，也適用于不同的發(fā)音器（即口語和手語的發(fā)音器）。

句法：它隱藏在哪里？

目前的技術(shù)狀況可以概括如下:

(1)在加工自然的、有意義的語言的過程中，神經(jīng)信號(以目前可用的技術(shù)來測量)在兩詞范式和完整句子中都是由意義相關(guān)而不是句法結(jié)構(gòu)支配的。這并不意味著句法不加工，但它確實(shí)使單獨(dú)加工句法更加困難。

(2)當(dāng)對與句子加工相關(guān)的大腦活動(dòng)逐詞進(jìn)行句法結(jié)構(gòu)測量建模時(shí)，這些模型可以可靠地預(yù)測幾個(gè)區(qū)域的活動(dòng)。然而，我們不知道這些結(jié)果在多大程度上是由純粹的結(jié)構(gòu)加工或組合語義加工驅(qū)動(dòng)的。對于附加結(jié)構(gòu)的每個(gè)元素，通常還會(huì)添加一個(gè)意義元素。分解結(jié)構(gòu)與意義是自然語言成分研究的基礎(chǔ)問題。

(3)當(dāng)句法短語以一致的、可預(yù)測的速度呈現(xiàn)給聽眾時(shí)，即使在沒有結(jié)構(gòu)的物理線索的情況下，電生理反應(yīng)也會(huì)顯示出與這些結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)速度相匹配的功率增加。也就是說，我們的大腦會(huì)注意短語。那么，腦節(jié)律跟蹤的是句法還是語義組合？

這一問題有待進(jìn)一步考察，但是這種有節(jié)奏的追蹤已經(jīng)被復(fù)制到一種沒有語義的人工句法中，指向一種純粹的結(jié)構(gòu)起源。接下來，我們應(yīng)該問，這些節(jié)奏是否也跟蹤非語言的分塊或分組（比如說無意義的語音組合）。這樣的追蹤表明，這些節(jié)奏要么反映了比組合語言操作更普遍的東西，要么表明語言組合操作與一般的組塊過程具有共同的特征。不管怎樣，這些節(jié)奏可能是理解過程中句法分析的線索。

理解更廣泛的組合網(wǎng)絡(luò)

除了LATL、vmPFC和LPTL(左后顳葉）之外，至少還有兩個(gè)區(qū)域被認(rèn)為是更廣泛的組合網(wǎng)絡(luò)的一部分：角回(AG)和左額下回(LIFG)(圖3)。在MEG測量過程中，AG在視覺詞出現(xiàn)后約170ms時(shí)達(dá)到峰值，并對該詞的參數(shù)變化敏感。例如，與不及物動(dòng)詞相比，及物動(dòng)詞的激活程度更高，這是對先前血流動(dòng)力學(xué)研究的復(fù)制?？紤]到來自該區(qū)域的強(qiáng)信號，未來研究應(yīng)該能夠描繪出該區(qū)域如何表示單個(gè)單詞的組合潛力。

圖3：非句法組合加工的大腦網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空特征。時(shí)間軸展現(xiàn)了非句法加工過程中大腦區(qū)域激活的順序。時(shí)間軸下的區(qū)域代表了句法加工的皮層位置的各種假設(shè)。

語法是知識，語義是過程?

作者認(rèn)為，句法可能是大腦所“知道”的規(guī)則，而不是由大腦所進(jìn)行構(gòu)建的過程。也許使我們的神經(jīng)元興奮的組合步驟都是語義性的，而句法加工相當(dāng)于將這些語義結(jié)構(gòu)與我們儲(chǔ)存的句法知識進(jìn)行比較，因此，如果出現(xiàn)違反了，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一些違反范式中常見的ERP成分（個(gè)人覺得作者的這個(gè)假設(shè)很有吸引力，因?yàn)榫浞ǖ膯?dòng)效應(yīng)很弱，但違反效應(yīng)很強(qiáng)，并且如何句法從底層開始構(gòu)建，我們產(chǎn)出句子時(shí)是如何做到在那么短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出大量符合句法規(guī)則的句子，這顯然應(yīng)該是個(gè)高度自渡化的過程）。 

知識可能是具有生成規(guī)則的格式來創(chuàng)建結(jié)構(gòu)或表示結(jié)構(gòu)本身的。這種“語法是知識，語義是過程”的模式將使純粹的句法組合在構(gòu)建句子的增量組合步驟中變得不可測量。然而，句法知識仍然可以用來預(yù)測即將到來的語言，因此神經(jīng)活動(dòng)可以被所遇到的語言與預(yù)測匹配的程度所調(diào)節(jié)。這些類型的句法預(yù)測效應(yīng)已經(jīng)通過行為和神經(jīng)測量被廣泛地記錄下來?？傊?，根據(jù)這個(gè)假設(shè)，自上而下的預(yù)測可能是句法上的或語義上的，但自下而上的組合將完全是語義上的。

然而，現(xiàn)在結(jié)論說句法結(jié)構(gòu)不是大腦即時(shí)組合機(jī)制的一部分還為時(shí)過早。大多數(shù)必要的實(shí)驗(yàn)仍有待進(jìn)行。例如，兩個(gè)單詞的短語可能太小，無法驅(qū)動(dòng)句法節(jié)點(diǎn)。事實(shí)上，當(dāng)形容詞-名詞組合以更復(fù)雜的形式嵌入到完整的句子時(shí)，與句法相關(guān)的后顳葉皮層顯示出一種先前未被識別的效果，它反映的是結(jié)構(gòu)，而不是意義。為了測試句法節(jié)點(diǎn)在啟動(dòng)之前是否需要一些最少的材料，研究應(yīng)該逐步增加短語的大小——即使這樣，區(qū)分句法和語義效應(yīng)的困難仍然存在（在這方面的工作是一直以來的研究難題）。

展望

我們對句法和語義組合的神經(jīng)生物學(xué)的理解正在進(jìn)步。通過描述最小短語如何影響大腦，為我們理解更復(fù)雜的現(xiàn)象打下了基礎(chǔ)。還可以幫助我們了解神經(jīng)生物學(xué)中的最小成分是如何與更簡單的加工相聯(lián)系的，比如在沒有語義結(jié)合的情況下將兩個(gè)元素聯(lián)系起來。計(jì)算機(jī)的發(fā)展提高了我們從數(shù)據(jù)中提取知識的能力。例如，可以將多元模式分析應(yīng)用于時(shí)間分辨率高的電生理信號。語言的計(jì)算建模也將語言理論帶到了句子加工認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的中心階段，因?yàn)橛?jì)算建模得益于語言理論提供的句子結(jié)構(gòu)的廣泛模型。因此，跨學(xué)科的協(xié)同作用開始了。盡管我們?nèi)匀徊荒芾斫獯竽X如何創(chuàng)造自然語言的意義，但前進(jìn)的道路正變得越來越清晰。 

寫在最后：

今天的文章和昨天的文章著眼點(diǎn)不同，但是可以看出本文所回答的一個(gè)問題可能是語言研究中最核心的問題，至少是核心問題之一，即：語義到底是如何通過語言中基本成分的組合在大腦中實(shí)現(xiàn)的？這個(gè)問題的解決依賴于我們對句法的理解，因?yàn)榫浞ㄕ菍⑦@些基本單元組合和聚合的規(guī)則，也就是昨天文章中看到的Chomsky提出的“合并”（merge）操作。只是，本文提出了另一種觀點(diǎn)，即語義的整合可能才是大腦所加工的，或者用文中的話說是大腦“do”的內(nèi)容，而句法則像是Chomsky提出的那樣，是“長”出來的，隨著語言刺激的少量輸入，茁壯成長起來的，但是它可能不像是Chomsky提出的那樣，是編碼和解碼的生成和解構(gòu)的過程，而是大腦中所“知道”的規(guī)則，是語言的“綱要”。這種新的思路可能會(huì)給你的研究帶來更多的啟發(fā)。

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