神經語言學研究

語言是我們溝通的工具,中研院語言學研究所的李佳穎研究員,觀測語言使用時大腦的反應,構築出臺灣語言使用與大腦關係的資料庫,包含從嬰幼兒語言發展、學齡閱讀障礙、老年老化失智、腦傷者使用語言的情況。

除了探索語言使用和大腦的關係,李佳穎團隊也基於研究成果,設計遊戲與輔具,協助需要的人。 攝影│張語辰

除了探索語言使用和大腦的關係,李佳穎團隊也基於研究成果,設計遊戲與輔具,協助需要的人。 攝影│張語辰

 

問 您為何想投入「神經語言學」研究?

答 我其實一開始並不是學語言學,是因為對人的行為很感興趣,而學了心理學。在高雄醫學大學受訓練的時候,除了心理學,還有機會學習人體解剖、神經解剖學,也會到醫院見習。

就在那時,失語症吸引了我的注意,患者因為腦傷,而使得與語言、書寫相關的功能出了問題。我從那時就對大腦跟語言很有興趣,語言是人類跟其他動物的差異,因為有語言使知識能有效地傳承下來,是帶來人類文明進步的基石。

神經語言學」就是在談大腦跟語言使用的關係,早期的研究是透過觀察失語症病人的語言缺損情況來回答這類問題。但大腦受損後有其補償機制,就算腦損傷同一區塊,表現出來的症狀並不會一模一樣,因此覺得人的大腦真的是很奇妙的東西。

 

問 您也有研究學齡閱讀障礙,這部分有什麼發現?

答 我們會觀測孩子的各種閱讀能力隨著年齡的發展變化,如果在該年級時這個能力沒有發展,可能就代表有落後的狀態。透過標準化測驗可以進行注意力評估等實驗,用來判斷是否有學習障礙,後續是否要給予輔導。

實驗人員以一對一的形式,評估幼兒的認知和語文智力發展。 圖片來源│大腦與語言實驗室

實驗人員以一對一的形式,評估幼兒的認知和語文智力發展。 圖片來源│大腦與語言實驗室

很多時候,「注意力缺乏」跟「閱讀障礙」會一起發生,但何者是原因很難區分。

有許多孩子在學習場域出現問題時,都會被說是「注意力」有問題,就帶去心智科。但其實也要探討其中原因,有注意力困難的,也有可能是「閱讀障礙」而造成的學習成績低落,進而造成情緒或人際問題。

我們團隊有做一個不匹配負向波 (Mismatch negativity, MMN) 的研究,是跟亞東醫院的神經小兒內科合作,發現「注意力」跟「閱讀障礙」在語音上呈現的大腦模式是不同的(註一),雖然在行為層次很難區分,但透過大腦的反應,其實可以區分得出來。

 

受試者戴著腦波實驗專用帽,看著電腦螢幕按按鍵、或是玩遊戲,藉此收集大腦的反應數據。 圖片來源│大腦與語言實驗室

受試者戴著腦波實驗專用帽,看著電腦螢幕按按鍵、或是玩遊戲,藉此收集大腦的反應數據。 圖片來源│大腦與語言實驗室

問 孩子的閱讀障礙,能透過什麼方法協助?

答  閱讀障礙的發現,是到孩子「開始學習文字」時才會發現。臺灣學習文字的歷程是在小學一年級,課程先安排為期十週學習注音符號,在這期間可能會發現有些孩子注音解碼的速度比較慢。在小學一年級發展較慢、情況很嚴重的,都可以直接透過測驗判定出來,但有些智力高的孩子可以死背,就沒有那麼容易判別。

另外,在臺灣社會中,有些來自低社經家庭、原住民或新住民的孩子,閱讀發展也會比較慢,使得他們在一開始的學習成就相對較低,報章雜誌也常報導這些小朋友的會考成績有些特別差。但一個可能的原因是:學習閱讀所使用的語言,其實是他們生活上的「第二語言」,才造成了這種情形,因此需要幫助這些小孩建立學習文字所需使用的口語詞彙知識。

基於這些研究發現,我們設計了一些輔助教學的遊戲。像是這款打地鼠的《收割季節》遊戲,每次會出現字的「音旁」或「部件」,看到有相同部件的字就可以打下去,像下面這部影片示範:https://www.youtube.com/watch?v=ud3fJi_cm7w

透過這種遊戲,視覺上看到許多具有相同部件的字,不管認不認得,孩子在聽覺上又能聽到讀音,可以達到相輔相成的學習效果。在小朋友的大腦中,「文字」可以與「聲音」連結很重要,例如知道「小狗」這兩個字的讀音,就可以連結到既有的口語詞彙知識。大腦把「文字」跟我們所使用的「語音」、以及背後的「意義」連在一起,就可以達到認識文字與閱讀學習的目的。

所以我們做這些不只是為了幫助閱讀困難的孩子,也讓其他學習落後的孩子透過輔具、遊戲來補足這些語言學習的經驗值。

 

問 臺灣的神經語言學研究,和國外有何不同?

答 許多人會說「左腦管語言」,其實是、也不是。因為當語言表現到巔峰極致時,是左腦負責主要功能,但左腦有困難時,右腦很多地方會幫忙。

語言區是不是只在左腦?不是,全腦都重要。語言也不是單一功能,是很多系統互相扶持。

我們看到國外進行許多嬰幼兒語言能力的分析,研究顯示「語音能力」是後來很多閱讀能力的基準。嬰兒一出生時,其實對所有語音都有區別能力,可是如果有些語音沒有接觸的機會,到 6-10 個月大時會逐漸降低對這些語音的敏感度。

世界上有很多不同語言,存在各自的語音組合,在臺灣光是國台語就不一樣了。不同語言所使用的語音組合不一樣,例如,我們沒辦法將芬蘭的研究用到臺灣的語言習得研究上,因此必須建立臺灣本土的語言發展資料。我們團隊進行這塊研究,已經快十年了,最困難之處在於「受試者」的尋找。

我熱愛科學研究,但我更希望這些神經語言學研究的成果可以被使用並走進社會。目前在研究臺灣語言使用與大腦關係的過程中,我發現缺少了許多本土的資料庫可以用,然而不同語言各有其特異之處,即使國外有,也不能直接拿來使用。所以我很希望能在這方面有所貢獻,和實驗室成員一起將臺灣的語言使用與大腦關係資料庫建立起來。

 

問 如何探討「語言使用」與「大腦」之間的作用機制?

答 不同學科,只要是科學實驗,所使用的原則都相同:從提出問題,建立假設、設計與控制變項、搜集資料,再到分析與驗證。我研究的議題是「語言」,對語言的特性就要有所掌握,像是語音、語意、語法、語用等等,還有許多次領域。

在每個次領域都會找到其中更小的單位,語音最下面就是音節、聲調,音節裡有很多更小的聲音:子音、母音的構成。要了解這些小小的元素是怎麼合併、原則在哪。所以如果我想要探討語言特性的存在與否,或是不同腦區如何掌控不同語言特性的學習與運作,就要把這些小小的元素結合進科學實驗的設計當中。

例如,中文有很多有趣的特性,像是中文有 184 個數量詞,我們建立這些數量詞的使用資料庫,並透過實驗來探討:一般讀者如何使用不同的腦區,掌握量詞的語意與語法特型,甚至老化、失智對於這些語言特性的使用會不會有困難。因此這種數量詞的神經語言研究成果,也能用來檢視學童或第二語言學習者的中文語言能力精熟程度,乃至於應用在老人失智時大腦退化的篩檢上。

 

問 進行神經語言學研究,需要哪些能力?

答 我讀博士班時認識到了認知神經科學,透過功能性磁振造影 (fMRI) 可以看到語言使用時大腦的活動情況。但當時辛苦的地方在於:所使用的技術是從電機、醫學工程、物理學發展出來,分析資料還需要結合統計學、資訊科學,但我當時只有心理學、語言學的知識。

在那個年代還未有相關的教科書,所以我就到網路上的討論區提問,或是搜尋其他人的使用經驗,還有學習影像分析所需的程式語言,這樣一步步學起來。學會與不同領域的人對話,才能進行跨領域的合作研究。因此,現在我們實驗室成員也不是專一背景的,學生各自的專業很多元。

我很希望在實驗室建立這種氛圍:團隊很重要,研究不是一個人就能做到的事。

李佳穎研究員,與「大腦與語言實驗室」團隊成員。 攝影│張語辰

李佳穎研究員,與「大腦與語言實驗室」團隊成員。 攝影│張語辰

 

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