镜像神经元能解释模仿、动作、理解、隐喻、语言等很多现象。镜像神经元和镜像系统假说也能较好地解释语义、语法模型和语言进化等方面的问题。词汇语义方面,主要是基于运动的感知表征。语法方面,TCG构式语法是在神经语言学中关注语言和视觉关系模型的基础上,将句子和感知框架连接起来的一种构式语法,是一个扩展镜像神经元作用并超越镜像神经元的整合性研究框架,有利于探究将运动和感知提升到语言交流层面的一般机制。
作者简介:
朱琳,上海师范大学对外汉语学院讲师,研究兴趣:认知语言学、神经语言学,代表作:《汉语使役现象的类型学和历时认知研究》。
1.镜像神经元和镜像系统
镜像神经元(mirror neuron)首先在猴子大脑腹侧前运动皮层的F5区发现,然后在顶下小叶的PFG区发现。猴子大脑中的运动镜像神经元在它做出某个动作和观察相同动作时都会放电,引起镜像神经元反应的运动和纯粹由运动神经元编码的反应是一样的。在发现猴子大脑中的镜像神经元之后,人类大脑中的镜像系统也开始得到电生理学和神经影像技术相关证据的支持。很多研究表明,人脑中IFG和IPL区域的激活从解剖学上来说和猴子大脑中发现镜像神经元的F5区域相对应,大脑区域是一个包含一系列活动的镜像系统(Nishitani and Hari 2000; Fadiga,et al.2005; Fillmon,et al.2007)。
人类的镜像神经元包括一些在非人类灵长类动物中不明显的特征,而这些特征和语言有很大关系。因此,镜像神经元被认为提供了模仿、动作、理解、学习、心智理论、隐喻、语言等很多现象的解释,而镜像神经元系统的错误导致相关的神经心理疾患这一观点也已经被广泛接受。
镜像神经元系统和语言之间的关系通过很多的比较数据得到证实,比如猴子F5区包括和手口运动有关的运动神经元,人类大脑布洛卡区也包括手、手指运动、抓握动作和手势模仿等功能。F5区的侧面区域神经元在有条件的发声情况下激活,意味着在发声演化中可能起着作用。Rizzolatti等(1996)提出,人类大脑布洛卡区的功能特殊性源于产生和理解运动行为的古老机制。之后,Rizzolatti和Arbib(1998)发展了这一观点,认为目前人类的语言能力并不只是基于话语,还基于整合了话语、表情和手势的交流。他们提出镜像系统假说(Arbib and Rizzolatti 1997;Rizzolatti and Arbib 1998),认为人类大脑的布洛卡区是从原本和交流无关的基础机制上进化而来——即镜像系统。
2.神经语言学语义和句法表征
在词汇语义尤其是动词语义方面,主要认为基于运动的感知,即具身性感知是运动和感知过程的表征;感知运动系统和语言之间存在着强烈联系,镜像神经元机制存在于感知、动作和语言理解之间。Pulvermüller(2005,2008)提出了动词意义的躯体分布模型,认为动作和动作执行的表征在神经元层次上是重叠的,动作语义和镜像神经元之间存在直接的联系。很多研究支持感知运动系统和语言语义处理之间的关系,感知运动表征在语言处理时被激活的灵活性和概念表征的灵活性是一致的,这已经得到大量证据支持(Zwaan,et al.2010)。
尽管也有一些研究认为感知运动表征并不是语言的必要因素,甚至不是动作词语的必要因素,而是在某些语境下比在另外一些语境下更容易激活的模式特殊性的表征(Aziz-Zadeh,et al.2006)。然而,感知运动皮层的激活对于理解和动作有关的语言,甚至对于抽象概念来说,确实具有功能性作用,这些都满足了具身化语义的最小要求。在语言处理中被激活的感觉运动表征的灵活性和概念表征的灵活性一致,动作和感知的联系甚至对于抽象语义的处理也起作用(Boulenger,et al.2009)。可是,人们也能了解并没有做过的动作行为,这就产生了具身化和抽象化之间的张力问题。Kemmerer和Gonzalez-Castillo(2010)认为动词语义存在两个层次,分别对应于两个不同的镜像神经元系统,因而试图提出两个假说来解释这一问题:动词意义的运动特征依赖于躯体特殊性,由左运动皮层的镜像神经元组织起来;动词意义模板层次的运动特征依赖于BA44区或者左额下回中更图式化的镜像神经元表征。所以,尽管词语意义的一些成分是身体特殊性的,其他一些成分则可能是抽象于物理经验的,这仍然是一个开放性的问题。
神经语言学中包括镜像神经元在词汇语义方面的作用和解释已经得到相对充分的研究,镜像系统假说也提供了较好的语义模型和语言进化解释;而神经语言学中关于句法表征的问题至今仍然没有得到很好的解决。神经成像在句法方面的证据通常更关注句法在大脑区域的位置以及反应时间的问题,在语言学句法理论方面还没有比较成功的应用。
一个值得注意的提法是:有意义的语言单位之间(包括各种规则、一致等关系的句法联系其成因)在神经生物学上被认为在于离散组织性神经元集合(discrete combinatorial neuronal assemblies,DCNA,Pulvermüller 2003a)。DCNA的激活导致一个分离性状态,这些单位连接起来时是组合性的,从而成为语言单位中比词汇更高层的神经元组合。除了将范畴连接起来,典型的DCNA在范畴成员之间建立暂时顺序,在神经元框架中,每个句法连接是由一个DCNA承载的。大脑机制的研究框架认为DCNA直接连接于词汇表征,而词汇表征又和语义网络相连接,这就将句法和语义功能性地连接起来,句法的DCNA通过核准其组成成分的顺序可以调节词汇和语义之间神经回路的平衡(Pulvermüller 2003b;Knoblauch and Pulvermüller 2005;Pulvermüller and Knoblauch 2009)。
尽管大多数的语法框架将句法规则、词汇语义看成独立的成分,可是在大脑机制的框架中,DCNA直接连接了词语表证和句法表征,将句法和语义功能性地连接在一起。DCNA通过同时反映句法和语义特征的组合性信息联系不同的组成成分;这种句法和语义的混合特征使得认知语言学和构式语法宣称的形式和意义的配对有了神经生物学基础。按照神经生物学的研究路径,基本的语素表征联系了形式和意义,语素序列的表征是通过序列检测器和DCNA的方式来实现的(Pulvermüller 2003a;Feldman and Narayanan 2004;Feldman 2006)。这个观点契合于构式语法认为词语序列能被表征为更高词汇项目而加以储存的研究框架(Goldberg 2006;Lakoff 1987)。Pulvermüller(2010)更进一步认为,规则是不同序列列表重新组合为线性成分的涌现特征。这样,句法DCNA整合了词语形式和意义信息的神经回路,句法约束和语义回路的动态性之间就建立了直接联系。这就提供了语义组合性可以作为句法约束和对语义激活有直接影响的特定词汇单位之间联系的神经生物学视角,也为构式语法认为的句法和语义之间具有紧密联系性这一观点提供了神经生物学的支持。
在神经语言学的框架中,具体运用构式语法考察相关语法现象、提出相关理论模型的已经有一些研究:Kemmerer(2000a,2000b)是最早明确认为神经语言学和构式语法有关联的学者之一。构式之间的竞争与合作产生了层级性的句子结构,这个功能产生的区域主要在包括布洛卡和布罗德曼46/9区的前额叶。Kemmerer(2006)使用构式语法框架来考察动作动词和论元结构构式的主要语义特征,并进一步分析了动作动词和论元结构的神经解剖学基础,认为它们的语言表征基础是镜像神经元系统。Dominey和Hoen(2006)提出源于构式语法的神经语言学模型,认为语义结构和句法形式之间的强烈互动是由包括下部前部脑回整合的神经网络实现的。Arbib和Lee(2008)则提出了模板构式语法(Template Construction Grammar,TCG),在镜像系统的基础上将句子和感知框架连接起来,第3节中我们将具体介绍。Pulvermüller和Fadiga(2010)也认为句法尤其是层次性结构,是具身化于镜像系统的。
3.TCG构式语法
尽管构式语法本身并未直接承认或反对镜像系统假说,但是两者之间存在相容性,可以在视觉和语言之间找到这一模型的证据:Draper等(1989)显示了一系列感知图式在静止视野中编码事物的方式。Arbib和Lee(2008)提出将SemRep表征作为类似视觉情境中层次性图形的语义表征。不管是静止还是动态的视觉情境,单个视觉情境可以有很多SemRep(语义表征),每个SemRep包括这个视觉情境中出现的施事、事物、动作和关系等分析。SemRep可以看作视觉工作记忆中图式实例集合的抽象,但是加入了关键的、随着时间扩展的动作、事件成分。镜像系统则是情境识别中的重要成分,可以连接情境和具身化的经验;语言系统因此能够将识别不同情境的认知过程并寻找词语和构式来表达实体及其关系。
Arbib和Lee(2008)提出的TCG构式语法,是在神经语言学中关注语言和视觉关系模型的基础上,将句子和感知框架连接起来的一种构式语法。TCG接受传统构式语法(形式意义配对和构式系统组合产生整个语法结构)的主张,认为话语的意义由SemRep决定。Arbib和Lee(2008)以“A pretty woman in blue hits a man.”(一个漂亮的蓝衣女子打一个男人。)为例,其SemRep表征如下:
视觉系统一开始可能识别情景中的中心任务,在这个例子中是男人和女人,而忽略其他方面,接着激活相关图式实例来支持图式分析,SemRep就从这些图式激活中抽象出一系列节点和关系,组成可能的语义结构,一个给定的情景也就能以不同的方式来感知。上图中感知到的物体的特征PRETTY、BLUE附着于物体实例的节点,而动作的语义HTT、WEAR附着于边线,附着的概念之后则被语言系统翻译为词语。以上的SemRep就提供了一个包括施事、物体、动作、关系等可以呈现在视觉图景中的图形结构。由于SemRep图形不是标记为词语,而是抽象的描述信息,因而可以用不同的词语和方式表达。
TCG中,话语的意义是由SemRep图来表征的,图2是Arbib(2010)的构式表征图,分别是没有变体的词汇构式和高一层次的构式。在这个研究框架中,一个构式由三个方面来定义:构式的名字(name)、构式的范畴或种类(class)、定义形式和意义配对的模板(template),这个模板又包括定义构式意义的SemRep框架(Sem-Frame)和定义构式形式的词汇顺序(Lex-Seq)。Sem-Frame定义构式的意义部分,是SemRep图形的一部分,图形中的每一个成分附着一个概念和一个激活值。Sem-Frame还说明了作为整个构式代表性成分的中心元素。Lex-Seq定义构式的形式部分,是一组词、语素或者空槽串,每一个位置槽可以用其他构式的输出来填充。每一个空槽标明构式的类型,或者可以填充,或者Sem-Frame中的元素可以连接到位置槽,只有和连接构式具有相同中心元素的相同类型的构式才可以填充进去。这些构式可以显示一个词语如何联系到一个特定的节点之上,每一个构式的语义限制可以编码于模板。我们来看以下的例子。下面的两个构式是基本类型,代表名词DRESS和动词HTT,语义框架如图2所示,它们首先被唤起,其中比如/frock/标签是物体特征,位于节点之上,它并不是词语而只是代表概念,星号代表中心元素。在实际最后的句子中,DRESS、FROCK等词语可能会竞争/frock/节点。
下面两个构式则属于复杂的高层次构式,比如IN_DRESS的构式中,/wear/标标签是动作语义,位于边线之上,由于有位置槽需要被填充,不能在这个阶段被直接唤起。又由于这个构式中没有动词或者名词类型的位置槽,DRESS和WEAR等会被竞争出局,只有BLUE可以填充COLOR的空槽。/woman/-/hit/-/man/则会唤起SVO构式,一旦所有的节点和关系被占据了,构式就被唤起。高层次构式的相似性是它所有低层构式的总和,不仅应用于附着的构式,也可以应用于新唤起的构式;尤其在有竞争的情况下,相似度的计算基于所有的位置槽被填充的假设,竞争胜利的构式会包括附着的构式并建立起层次结构。
一个SemRep可以产生多个句子,TCG的作用是找到能用一系列下位图形来覆盖相关SemRep部分的方法。模板的作用是使之符合SemRep预定的构式选择限制,构式的语义限制在模板中编码。这样从以上的词汇构式到高层次的构式就被赋予了递归性,通过这样的方式,每个位置槽能够匹配之前相关范畴因符合相应位置槽而唤起的构式。因此,Arbib(2010)认为,视觉的图式这样就能提升到相似结构中,从神经语言学的角度来讲,这种将感知、时空模式等更一般的过程提升的方式是一个可行的语言加工方式。
Arbib(2010)认为,这是一个超越镜像神经元的整合性研究框架,不仅扩展了镜像神经元的作用,还能够探究如何将运动和感知提升到语言交流层面的一般机制。TCG是神经语言学在构式语法框架内的有益尝试,和其他构式语法研究路径共享一些基本原则,可以将TCG和构式语法的其他相关变体做一个简单的比较:TCG最明显的特点是通过SemRep的应用,将句子语义和视觉表征联系在一起,重视人类认知系统中的感知运动表征;而其他相关构式语法,比如ECG(体验构式语法,Beren and Chang 2005)和FCG(流变构式语法,De Beule and Steels 2005)则使用语义表征的符号性策略。FCG主要关注逻辑谓语结构,将语义或者论元意义定义为构式的建构规则,具有相对复杂和非直觉性的多结构类型表征。ECG尽管试图探讨语言理解中的体验性路径,但是基本上还是符号性的,构式的语义是由很多预先定义好参数的符号性图式来定义的,这些参数可以从其他图式和构式继承而来,也可以分配给它们。相比之下,TCG具有表征的简单性。除此之外,TCG的另一个优点是一个概念范畴可以仅仅由范畴成员之间的共享特征推动,这就使得TCG的语义匹配过程更灵活。由于TCG是以SemRep为基础运作的,其形式和意义对中的意义部分由SemRep来表征,论元结构构式的语义限制表征为附着于节点和关系的概念。一个特定的SemRep可以包含不同抽象层次的构式,而不需要概念的范畴转化,构式就可以根据当时不同的限制来选择,这样也就允许一个SemRep产生不同的句子。而且,由于构式中的范畴信息不需要明确定义,而只需要利用简单的匹配操作过程,所以无论句法和语义层次如何,TCG只需要定义一种构式。而FCG则要使用很多不同规则定义的不同格式,以及每个定义体现动词表达和意义之间不同的提取信息过程,以适应语义和句法层次的分歧。ECG在形式上比FCG简单,但也提出表征为图式和构式之间继承物的不同格式类型。和FCG的规则类似,ECG中这种继承性策略定义了语言中语义和句法的范畴层次。此外,TCG包含构式中的空槽并允许不同构式通过图形覆盖的过程来叠加,因此能处理层次和比较小句。FCG使用J算子来处理层次,ECG则没有提到这一问题。
镜像神经元被认为提供了模仿、动作、理解、学习、心智理论、隐喻、语言等很多现象的解释,人脑中包含语言的区域和镜像系统区域高度重合,镜像系统内的区别可能导致了人类语言进化。
镜像神经元和镜像系统假说提供了相对较好的语义、语法模型和语言进化解释。尽管有一些研究认为感知运动表征并不是语言,甚至不是动作词语的必要因素,然而感知运动皮层的激活对于理解和动作有关的语言,甚至对于抽象概念来说,确实具有功能性作用。在词汇语义方面,该假说主要基于运动的感知表征。感知运动系统和语言之间存在着强烈联系,镜像神经元机制存在于感知、动作和语言理解之间。
感知和运动系统如何投射到语言描述,除了以镜像神经元为基础的词汇表征和运动感知系统相连接的心智模拟之外,句法也在其中起着重要作用。尽管构式语法本身并未直接承认或反对镜像系统假说,但是两者之间存在相容性,可以在视觉和语言之间找到这一模型的证据。TCG构式语法是神经语言学中在关注语言和视觉关系模型的基础上,将句子和感知框架连接起来的一种构式语法变体,是一个扩展镜像神经元的作用并且超越镜像神经元的整合性研究框架,有利于探究运动和感知如何提升到语言交流层面的一般机制,和其他相关构式语法变体相比较也具有一定的优点和新意。
(本文参考文献请参阅《当代语言学》2015年第3期)
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