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《语言本能:探索人类语言进化的奥秘》人类的“语言器官”:左侧大脑外侧裂周区

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当然,语言并没有占用整个左脑。布洛卡发现,塔恩的大脑损伤正好位于大脑外侧裂的上方,大脑外侧裂是一条将人类独特的颞叶与大脑其他部分隔离开来的深沟。如今,人们将塔恩的发病部位称为布洛卡区(Broca’s area)。如果这个区域和大脑外侧裂两侧的其他一些部位受损,就会对患者的语言能力产生影响。图9-1的阴影部分就是这些区域的位置。在所有由脑损伤引发的语言问题中,损伤部位位于左侧大脑外侧裂两边的病例占到98%。彭菲尔德发现,那些予以轻微电击便可造成语塞的大脑点位也分布于这一区域。虽然大脑语言区看上去被一道鸿沟分成两半,但这其实是一种错觉。大脑皮质(灰质)就像是一张为了强行塞入脑壳而被揉成一团的报纸,从外表上看,这张报纸上的图片和文字都被扭曲打乱,不相干的内容被挤在了一起,而相关的内容却被分离开来,但事实并非如此。加扎尼加的同事曾经利用核磁共振对大脑进行切片成像,由此重构出大脑皮质的平展画面,就像是将揉皱的报纸重新展开。结果发现,所有涉及语言的区域都是连在一起的,构成了一个整体。大脑皮质的这片区域,也就是左侧大脑的外侧裂周区,可以被看成是人类的“语言器官”。

图9-1 “语言器官”

现在让我们近距离观察这片区域。塔恩与福特先生的脑伤部位都在布洛卡区,他们说起话来迟钝、吃力且不合语法,这种症状被称为布洛卡氏失语症。下面这两段话出自另一位患者,他名叫彼得·霍根(Peter Hogan)。在前一段话中,他讲述的是自己入院的原因,在后一段话中,他谈到了自己以前在造纸厂的工作:

Yes …ah …Monday …ah …Dad and Peter Hogan, and Dad …ah …hospital…and ah …Wednesday …Wednesday nine o’clock and ah Thursday …ten o’clock ah doctors …two …two ... an doctors and …ah …teeth …yah …And a doctor an girl …and gums, an I.

是的……啊……星期一……啊……爸爸和彼得·霍根,和爸爸……啊……医院……啊……星期三……星期三9点钟和星期四……10点钟医生……两个……两个……一个医生和……啊……牙齿……呀……一个医生一个女孩……牙龈,一个我。

Lower Falls …Maine …Paper. Four hundred tons a day! And ah …sulphur machines, and ah …wood …Two weeks and eight hours. Eight hours ... no! Twelve hours, fifteen hours …workin …workin ... workin! Yes, and ah …sulphur. Sulphur and …Ah wood. Ah …handlin! And ah sick, four years ago.

下瀑布……缅因州……纸。一天400百吨!啊……硫化机……和……木头……两星期和8个小时……不!12个小时,15小时……工作……工作……工作!是的……啊……硫磺。硫磺和……木头。啊……操作!啊生病……4年前。

布洛卡区与大脑运动区中专门负责下颚、嘴唇和舌头的部分相连。人们一度认为,布洛卡区影响的是语言表达(这里显然不是专指说话,因为患者的书写或手语也同样遭到破坏),但这个区域牵涉的似乎是一般性的语法能力。一个人的语法缺陷最容易在语言输出时露出马脚,因为任何一点儿失误都会导致整个句子不伦不类。相比之下,在语言输入时,语法缺陷却表现得较为隐蔽,因为可以利用语言的羡余性来合理猜测句意,而无须借助句法剖析。例如,一个人只要知道“狗咬人”“小孩吃苹果”“苹果是红色的”这些生活逻辑,就可以理解“The dog hit the man”(这条狗咬了这个人)和“The apple that the boy is eating is red”(这个小男孩吃的苹果是红色的)。即便是像“The car pushes the truck”(汽车推卡车)这样的句子,一个人也能猜出到底是“谁推谁”,因为施动者通常出现在受动者之前。在一个世纪的时间里,布洛卡氏失语症患者正是借助这种手段骗过了神经学家的眼睛,直到心理语言学家出现,这场骗局才被拆穿。心理语言学家让患者阅读只有依靠句法剖析才能理解的句子,例如“The car is pushed by the truck”(汽车被卡车推着走)、“The girl whom the boy is pushing is tall”(男孩推着的女孩个子很高),然后要求患者依据句子的意思进行现场表演,结果正确率只有一半,这说明他们显然是在瞎猜。

还有其他理由让我们相信,大脑外侧裂周区的前部,也就是布洛卡区所在的区域,牵涉到语法的处理。当一个人阅读句子时,我们可以将电极贴在他左脑前部的头皮上,以监测他的脑电活动。结果显示,当被试读到不合语法的句子时,电极会监测到异常的脑电活动。当被试需要把句中的一个短语记在心里,直到语迹出现时,例如“What did you say(语迹) to John?”(你对约翰说了什么),电极也会监测到脑电活动的变化。在一些实验中,研究人员利用正电子放射断层造影术等技术测量被试的脑血量,结果发现,当被试聆听别人说话、讲述一个故事或者理解复杂句子的时候,这片区域都会发亮。通过对实验组和控制组所获数据的统计比对,我们已经可以确信,这片区域负责的是处理句子的结构,而不仅仅是思考句子的内容。最近,神经学家卡琳·斯特朗斯沃尔德、大卫·凯布兰(David Caplan)和纳特·阿尔珀特(Nat Alpert)设计了一个精密实验,这个实验捕捉到了更为精确的画面:对某一特定句子结构的处理会导致布洛卡区的岛盖部发亮。

语言器官能否进一步细分

那么,布洛卡区就是语法器官吗?这也未必。如果只是布洛卡区受损的话,通常并不会造成持久性的重度失语。只有当它的周边区域以及底部的白质(它负责将布洛卡区与大脑其他区域联结起来)一并受损时,才会引发严重的症状。有时,由中风或者帕金森症导致的基底核受损也会引发布洛卡氏失语症。基底核是深埋于额叶之下的一组复杂的神经核团,它所负责的是需要技能的运动。布洛卡氏失语症患者说话吃力的现象和他们的语法困难或许是两回事,这说明遭受损伤的可能不是布洛卡区,而是它附近的大脑皮质的深处部位。此外,最出人意料的是,有些语法能力不会因为布洛卡区的病变而受到影响。在区分句子正误的测试中,一些布洛卡氏失语症患者可以察觉出极其细微的句法错误,例如:

John was finally kissed Louise.

John was finally kissed by Louise.

约翰终于被路易丝亲到了。

I want you will go to the store now.

I want you to go to the store now.

我要你现在去商店。

Did the old man enjoying the view?

Did the old man enjoy the view?

这位老人欣赏风景了吗?

不过,失语症患者并不能识别所有的语法错误,而且,也不是所有的患者都可以识别语法错误。因此,布洛卡区在语言方面究竟扮演着什么样的角色,还是一个尚未明了的问题。这个区域也许是专门负责将心语所携带的信息转换成语法结构,或将语法结构转换成心语。在执行这一语法任务时,它需要通过基底核与前额叶进行沟通,这有利于抽象推理与知识的运用。

布洛卡区也通过一束神经纤维与第二个语言器官相连,它就是韦尼克区(Wernicke’s area)。这块区域如果受损,就会引发一种完全不同的失语症。以下是霍华德·加德纳的一段记录,内容是他和一位名叫戈尔甘(Gorgan)的患者的对话。

“你为什么会住院?”我问这位72岁的老屠夫,他在4个星期前住进了医院。

“孩子,我在出汗,我非常紧张。你知道,有一次我被抓了起来,我不能提及那个‘tarripoi’,一个月以前,只有一点点,我很好地完成了很多事情,我强加了很多,然而,在另一方面,你知道我的意思,我不得不逃来逃去,仔细检查,‘trebbin’和其他类似的材料。”

我好几次想打断他的话,但都没有成功,因为他一开口就滔滔不绝,语速极快。最后我只好把手举起,按在他的肩膀上,这样才让他暂停下来。

“谢谢,戈尔甘先生。我想问你一些——”

“哦,当然,问吧,想问什么尽管问。如果我能我就会。哦,我说错话了,这里所有的理发师不管什么时候打断你说话,它就会绕来绕去,如果你懂我的意思,就是一次次给‘repucer’打结,‘repuceration’。好吧,我们正在尽我们所能,而下一次是用那边的床做同样的事情。”

从某些方面来说,韦尼克氏失语症与布洛卡氏失语症正好形成互补。患者能够流利地吐出一串串合乎语法的短语,但他们的谈话内容却没有任何意义,里面充斥着大量的“新词”和替代语。与许多布洛卡氏失语症患者不同,韦尼克氏失语症患者难以说出物体的名称,他们只能用一些相关的单词来进行替代,或者歪曲原有单词的正确读音。例如:

table(桌子)→“chair”

elbow(手肘)→“knee”

clip(夹子)→“plick”

butter(黄油)→“tubber”

ceiling(天花板)→“leasing”

ankle(脚踝)→“ankley” “no mankle” “no kankle”

comb(梳子)→“close” “saw it” “cit it” “cut” “the comb” “the came”

paper(纸)→“piece of handkerchief” “pauper” “hand pepper” “piece of hand paper”

fork(叉子)→“tonsil” “teller” “tongue” “fung”

韦尼克氏失语症的一个突出症状是,患者几乎无法理解他人的语言。如果韦尼克区与布洛卡区之间的联结受损,则会引发第三种失语症,这种类型的患者无法复述听到的语言。此外,还有第四种失语症,患者的布洛卡区、韦尼克区以及二者之间的联结都完好无损,但它们却像孤岛一样与大脑皮质的其他区域中断了联系,这类患者虽然无法听懂语言,但却可以复述甚至跟读他人说话。基于上述原因,再加上韦尼克区与大脑皮质的听觉中枢相邻,人们一度认为这块区域专门负责理解语言,但这难以解释为什么韦尼克氏失语症患者会像精神病人一样胡言乱语。韦尼克区的工作似乎是收集单词,然后将它们输送到其他部门(主要是布洛卡区),再由这些部门对单词进行组装和分析。当韦尼克区受损时,原本由它提供的特定信息和单词就无法传递到布洛卡区,这迫使忠于职守的布洛卡区不得不开足马力,凭空造出大量短语,这或许就是韦尼克氏失语症的产生原因。不过坦率地说,没有人真正知道布洛卡区或韦尼克区究竟是用来做什么的。

韦尼克区,连同它附近的两块阴影区(即图9-1中的角回、缘上回),都位于三个脑叶的交汇点。因此,它自然地成为整合视觉、听觉、体觉和空间位置等各种信息的理想场所,同时它也成为将单词的读音与其所指代的物体的外貌、形状联系起来的逻辑位置。的确,如果这片区域遭受损伤,会引发一种叫作“忘名症”(anomia)的语言障碍,即无法说出物体或人的名称。神经心理学家凯瑟琳·贝恩斯(Kathleen Baynes)曾经研究过一位化名“HW”的患者,他是一位商业人士,头脑聪明,表达流利,能说会道,但却无法从心理词典中调取要说的名词,即便他明白这些名词的含义。贝恩斯曾要求他讲述一张图片的内容,图片画的是:一个站在凳子上的男孩伸手去拿架子上的罐子,并把一块饼干递给他的妹妹,结果从凳子上摔了下来。下面是HW先生的描述:

First of all this is falling down, just about, and is gonna fall down and they’re both getting something to eat … but the trouble is this is gonna let go and they’re both gonna fall down ... I can’t see well enough but I believe that either she or will have some food that’s not good for you and she’s to get some for her, too … and that you get it there because they shouldn’t go up there and get it unless you tell them that they could have it. And so this is falling down and for sure there’s one they’re going to have for food and, and this didn’t come out right, the, uh, the stuff that’s uh, good for, it’s not good for you but it, but you love, um mum mum [smacks lips] … and that so they’ve ... see that, I can’t see whether it’s in there or not... I think she’s saying, I want two or three,I want one, I think, I think so, and so, so she’s gonna get this one for sure it’s gonna fall down there or whatever, she’s gonna get that one and, and there, he’s gonna get one himself or more, it all depends with this when they fall down … and when it falls down there’s no problem, all they got to do is fix it and go right back up and get some more.

首先是摔倒,差不多就要摔下来了,他们两个想拿东西吃……但麻烦的是快要站不稳了,他们都要倒了……我看不太清楚,不过我相信她或者想要一些对你没什么好处的食物,她也需要给她拿一些。你把它放在那里是因为他们不应该爬上去拿它,除非你告诉他们可以拿。所以要摔下来,他们显然就要拿到一个来吃,但进展得不顺利,嗯,这东西虽然不错,但对你没有好处,但它是你所喜欢的,嗯、嗯、嗯(咂嘴的声音)……所以他们……看那,我看不出它在不在那里,我觉得她在说:我想要两个或者三个,我想要一个,我想,我想是这样的,所以,所以她准备去拿这一个,很明显它就要掉下来了,她准备去拿那一个,在那里,他准备给自己拿一个或者几个,这取决于他们什么时候摔下来,不过摔下来也没问题,他们只要把它摆好,就可以再爬上去拿更多的。

HW先生可以正确地使用名词短语,但却无法将名词调取出来,放到短语中去。他只能借助代词、动名词(例如falling down)和一些通用名词(例如food、stuff)来拐弯抹角地指代特定的对象。忘名症患者较少出现动词方面的问题,但布洛卡氏失语症患者却时常被动词折磨,这或许是因为动词与句法有着密切的联系。

The

Instinct

Language

语言认知实验室

其他迹象表明,大脑外侧裂的后部区域牵涉到单词的储存与调取。当一个人在阅读语法正确的句子时,如果他遇到句中的某个单词在意义上讲不通,例如“The boys heard Joe’s orange about Africa”中的“orange”,贴在他脑后的电极就会监测到脑电波的变化(不过正如前文所说,我们只能推断这些信号是来自电极下方的位置)。如果用正电子放射断层造影术来扫描某个人的大脑,当这个人听到某个单词(或“伪词”,比如tweal)时,大脑的这片区域就会发亮。此外,如果让一个人观看屏幕上的一组单词,并要求他判断这些单词是否押韵(这使得他必须默念这些单词的读音),这片区域也会发亮。

我们可以大体绘制出位于大脑外侧裂周区的语言器官的功能结构图:外侧裂周区前部(包括布洛卡区)负责处理语法;外侧裂周区后部(包括韦尼克区和三个脑叶的连接区)负责单词(特别是名词)的读音和某些方面的词义。我们是否可以将镜头拉近,分离出执行具体语法任务的更小区域呢?答案是既“不可以”又“可以”。说它“不可以”,是因为我们无法在大脑中划出更小的“语言模块区”——至少目前还不能;说它“可以”,是因为一定存在着执行具体任务的皮质区,因为大脑损伤会导致各种不同类型的语言缺陷。这是一个有趣的悖论。

举例而言,虽然左脑外侧裂周区的大部分区域遭受损伤都可能导致语音知觉障碍(在正电子放射断层造影术研究中,语音知觉会点亮外侧裂周区的几个不同部位),但还是存在一种特殊的语音综合征:纯词聋(Pure Word Deafness)。顾名思义,这类患者能读会写,能够辨别周围环境的各种声音,例如音乐、关门声或动物的叫声,但就是听不懂单词。对他们来说,这些单词听起来就像是外语。在存在语法问题的患者中,有些人可以非常流利地说出一大段不合语法的句子,而布洛卡氏失语症患者却吐字艰难,说话迟钝。有些患者习惯性地遗漏动词、词形变化和虚词,另一些患者却总是错用这类词语。有些患者无法理解带有语迹的复合句,例如“The man who the woman kissed(语迹) hugged the child”(女人亲吻的男人抱着小孩),但却能读懂含有反身代词的复合句,例如“The girl said that the woman washed herself”(女孩说这个女人自己洗的澡),而另一些患者却恰恰相反。有些意大利患者总是乱用意大利语中的屈折后缀(就像英语中的“-ing”“-s”和“-ed”),但却可以近乎完美地使用派生后缀(就像英语中的“-able”“-ness” 和“-er”)。

这种现象在心理词典上表现得尤为突出,我们几乎可以依据不同的词类划分出不同的症状:在忘名症患者中,不同的人害怕不同的名词。有些人能够使用具体名词,却无法使用抽象名词,有些人则正好相反。有些人可以说出“无生命的”名词,但却难以说出“有生命的”名词,有些人则正好相反。有些人可以叫出动物、蔬菜的名称,但却说出不出食物、身体部位、服装、交通工具或者家具的名字。此外,有些患者只能说出动物的名称,有些患者无法表达身体的部位,有些患者对常见于室内的东西束手无策,有些患者看见了颜色却说不出口,还有些患者无法说出专有名词。曾经有一位患者无法叫出水果或蔬菜的名字,他可以说出“算盘”和“狮身人面像”,但却说不出“苹果”和“梨”。心理学家埃德加·苏黎夫(Edgar Zurif)曾经嘲笑神经科医生喜欢给每种症状都取一个花哨的名字,因此他建议把这位患者的症状叫作“忘香蕉症”(banananomia)。

大脑里是不是真的有一个蔬菜瓜果区呢?从来没人找到过。同样,也没有人发现过屈折变化、语迹或语音的处理中心。我们几乎不能给大脑的心智功能进行分区定位。我们常常碰到这样的现象:两位病人的病变区域完全相同,但由此引发的语言障碍却不一样,或者两位病人患有同样的语言障碍,但大脑的病变区域却不相同。有时,一些非常具体的语言障碍,比如无法说出动物的名称,反倒是源于大面积病变、弥漫性脑萎缩或者脑部的撞击。此外,在韦尼克区受损的患者中,大约有10%的人会出现类似于布洛卡氏失语症的症状。同样,布洛卡区受损的患者也可能出现类似于韦尼克氏失语症的症状。

为什么画一张大脑的语言功能结构图要比登天还难呢?曾经有一派学者认为,大脑其实没有这样的分工,大脑就像一个烘肉卷,所有原料都搅拌在一起。除了感觉和运动之外,所有心智过程都表现为整个大脑的全方位、分散式的神经活动。但是,“烘肉卷理论”很难解释众多脑损伤患者所表现出的特定语言缺陷。随着“大脑的十年”[1](decade of the brain)的到来,这种理论已经落后于神经科学的发展脚步。以前的教科书曾经把不能划分为单一功能区的大脑区域称为“联合皮质区”(association cortex),现如今,借助于日新月异的研究工具,神经生物学家已经开始对这片区域进行测绘制图,并界定出几十个拥有独立功能的区域。例如,就视觉而言,就有专门负责物体形状、空间布局、颜色、立体影像、简单动作或复杂动作的不同区域。

我们现在知道,大脑可能真的存在负责名词短语或韵律等具体功能的专门区域,但目前针对人类大脑的研究手段还过于简陋,因此我们还无法找到它们。也许这些区域看上去就像是一些斑点、条纹,星星点点地分布于大脑的语言区。它们的形状可能很不规则,位置或许也因人而异,错落地分布于凹凸不平的大脑表面。我们在更为了解的大脑功能系统中已经发现了类似的特点,例如前面提到的视觉系统。如果真是如此,那么各种各样的脑部病变,以及正电子放射断层造影术等技术手段,都无法帮助我们发现这些功能区域。

已经有一些证据表明,大脑语言区域的布局很可能是斗折蛇行、犬牙交错的。神经外科医生乔治·奥杰曼(George Ojemann)沿用彭菲尔德的方法,对患者大脑的不同部位予以轻微电击。结果发现,如果电击某个毫米见方的微小区域,会对某一特定的语言功能造成障碍,例如无法重复或说完一个句子,无法叫出某个物体的名称,或者无法读出一个单词。但是,这些点位分散在大脑的各个部位(虽然主要在外侧裂周区,但并非绝对),而且分布的位置也因人而异。

你不必为这种犬牙交错、分散分布的设计感到惊讶,因为这种设计符合大脑的工作特点。大脑是一个特殊的器官,一个专门负责计算的器官。它不同于臀部、心脏等需要与外部世界进行物质交换的器官,因此也不需要将自己的功能部件都聚在一起。只要神经回路能够保持连通,大脑就可以将各个功能部件安放在不同的位置,这并不会对它的工作造成影响。打个比方,这就像电子设备的连接线可以被塞到任何角落,只要它的连接不中断就行;或者说一家公司的总部可以设在任何地方,只要它能与工厂、仓库保持及时有效的联系即可。这一点对单词而言似乎最为适用,大脑的许多区域如果发生病变遭受电击,都可能导致命名障碍。一个单词其实就是一束不同类型的信息,或许每个单词就像一个多端口的集线器,它可以处于某个区间的任何位置,只要其接线可以连接到大脑的其他部位即可,而这些部位存储着这个单词的读音、用法、逻辑,以及相关实物的外貌特征等信息。

正是利用这种脱离实体的特点,尚未发育成熟的大脑可以较为灵活地设定语言回路的位置。假定大脑的各个区域都有发展出语言回路的潜力,但人类的“出厂设置”若将它固定在大脑的某个特定位置,那么其他位置则受到压制。然而,如果初选位置在某个关键时期遭受损伤,语言回路就可以迁移到别处发展。许多神经学家相信,这就是不少人的语言中枢会跑到意想不到的位置上去的原因。对人类来说,出生是一种创伤经历,这不仅是指人们所熟知的心理创伤,还包括肉体的损伤。在分娩过程中,母亲的产道会像挤柠檬一样挤压婴儿的脑袋,新生儿往往会遭受轻度中风或者其他脑部损伤。因此,语言区位置异常的成人很可能在出生时遭受过脑部创伤,只不过后来康复了而已。现在,核磁共振仪已经是脑科学研究中心的常见设备,不少前往参观的新闻记者和哲学家都喜欢将自己的大脑影像图带回去留作纪念。有时,这些影像图上会显示一个核桃大小的凹陷,但这个凹陷除了成为朋友的笑料之外,并没有对本人造成任何不良的影响。

还有其他原因可以解释我们为何很难锁定语言功能的具体区域。某一类型的语言知识很可能拥有多个副本,它们的质量有高有低,分别存储在大脑的不同位置。当中风患者恢复到可以接受系统的语言测试时,他的某些语言能力(在推理能力的帮助下)也往往已经恢复。神经学家无法像电子技术人员那样将探针插入设备的输入、输出线路,以分离出它的独特功能。他们只能通过患者的眼、耳、口、手来了解患者的整体反应。在这种“刺激-反应”的过程中,患者的心智活动要经历多次中转。例如,如果要叫出一个物体的名字,患者必须首先认出这个物体,然后在心理词典中搜寻它的条目,调取它的读音,最后再把它说出来。或许在说出的时候还要对其进行监听,以确定自己的读音是否正确。如果其中任何一个步骤出现问题,都有可能导致命名障碍。

随着大脑成像技术的快速发展,我们对心智活动的位置或许会有更为清晰的了解。功能性核磁共振(Functional MRI)就是一个例子,它比正电子放射断层造影术更为准确,可以测量出大脑的不同部位在执行不同的心智任务时的工作强度。另外一个技术就是脑磁图(Magneto-Encephalography),它和脑电图比较类似,但却可以精确定位大脑电磁信号的来源部位。