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2016-01-05
跨國研究破迷思 學語言用左腦
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中央研究院曾志朗院士(交通大學榮譽講座教授、臺北醫學大學榮譽講座教授)(右二)、中央大學認知神經科學研究所吳嫻教授兼所長(左二)、陽明大學神經科學研究所前所長郭文瑞副教授(左一),以及臺灣師範大學教育心理與輔導學系李俊仁副教授(右一)等臺灣作者與美國、以色列和西班牙等國家共18位研究者,歷經四年,以漢語、英語、希伯來語和西班牙語四種跨語文比較的腦造影證據,顯示大學生在以聽覺和視覺辨識字詞時,呈現出非常一致的左腦功能運作模式,論文刊登於《美國國家科學院院刊》。
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閱讀、書寫、計算(reading, writing and arithmetic, 3Rs)是各國基礎教育裡學生必備的基本能力。不同文字系統在閱讀、書寫以及計算的認知運作上,呈現不同的風貌,但在這些表面差異之下,大腦的功能運作是否也不相同?

在書寫系統裡,象形文字一向被視為和拼音文字呈現極大的反差。許多人認為中文是象形,英文是拼音,所以中文閱讀往往被視為是將圖像與意義連結,運用右腦完成,至於英文閱讀則是拼音與意義連結,運用左腦完成。中文的書寫以及計算,也往往被視為跟拼音文字有極端的差異。早年,甚至認為中文裡並沒有閱讀障礙者;近幾年也有研究者論述同一個案在英文裡可能有閱讀障礙,但是在日文閱讀裡則無。

但,這些論述,或許只是一般人的想像。

由臺灣、美國、以色列和西班牙四個國家共十八位研究者,歷經四年,以漢語、英語、希伯來語和西班牙語四種跨語文比較的腦造影證據,顯示大學生在以聽覺和視覺辨識字詞時,呈現出非常一致的左腦功能運作模式。一個大腦,貫穿四種語文的運作,文字系統雖然互異,大腦認知運作卻是殊途同歸的「大同世界」! 1861年,法國神經學家兼外科醫生布羅卡(Paul Broca)針對失語症患者進行研究與治療時,得出劃時代的研究發現:人類的語言運作,是在左腦;150年後,這四國科學團隊,則透過跨國、跨語文的腦造影研究,顯示人類所有語文閱讀和書寫的運作,也都在左腦!

這篇論文“Universal brain signature of proficient reading: Evidence from four contrasting languages”剛刊登於《美國國家科學院院刊》(PNAS)(2015.12.15),隨即獲得國際媒體介紹報導。這是國際間首次針對四種語言,以同樣的實驗程序,所進行跨國腦造影的最新研究,也是國內少見跨校整合的成功實例。臺灣的共同作者包括中央研究院曾志朗院士(交通大學榮譽講座教授、臺北醫學大學榮譽講座教授)、中央大學認知神經科學研究所吳嫻教授兼所長、陽明大學神經科學研究所前所長郭文瑞副教授,以及臺灣師範大學教育心理與輔導學系李俊仁副教授。

這項研究的特別點在於四種語言的字形和字音對應差異極大,中文是字形字音對應極差的文字系統;希伯來文是拼音文字,但在一般文本裡,會略去母音的符號;英文也是拼音文字,但字形字音對應不一致(如have, pint);西班牙文則是拼音文字的典範,字形字音對應完全一致。實驗結果顯示,在聽覺、視覺的詞彙處理上,不同語言間的大腦功能運作,卻是非常一致的。

這項跨四種語言的研究,更進一步支持另一篇同樣發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)(2012.12.11)的論文結果,該篇論文“Universal brain systems for recognizing word shapes and handwriting gestures during reading”以中文和法文做比較,由日本學者中村仁洋(Kimihiro Nakamura)、郭文瑞副教授、曾志朗院士,以及法國科學院院士史坦尼斯勒斯.狄漢(Stanislas Dehaene)共同合作,發現臺灣人以及法國人在閱讀各自文字時,都是跟左腦枕顳回的視覺字形處理區(visual word form area, VWFA)有關,至於觀察各自文字書寫的運作,都是啟動左腦運動前區(Exner's area in the premotor cortex)。

除了檢視閱讀以及書寫在不同語言裡的大腦運作共通性之外,臺灣研究群也從計算的認知運作中進一步探討,結果發現,使用中文以及法語的受試者在理解計算概念的句法結構時,所依賴的大腦區位也是大同小異。這一篇論文“Neural correlates of merging number words”也剛發表在《神經影像》(NeuroImage)期刊(2015.11),由吳嫻教授、陽明大學神經科學研究所博士生洪意惠、曾志朗院士,以及史坦尼斯勒斯.狄漢院士等人共同合作。在此研究裡,徵求臺灣以及法國的受試者唸出符合數字句法結構的一連串數字(例如,七百九十四),或是不符合數字句法結構的數字(例如,百十九四七),經由功能性磁共振造影(fMRI),顯示臺灣人以及法國人在處理和數字有關的階層結構時,所依賴的大腦區位是相同的,都是運用左腦額葉下回,以及左腦頂葉下回。

由曾志朗院士所帶領的這群跨校和跨領域研究團隊,長期與多個國際頂尖科學團隊進行跨語文研究,陸續在國際重要期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)及《神經影像》(NeuroImage)上發表的這三篇論文,以強有力的實證證據,推翻普遍存在「中文是意符文字系統,認知處理必定與拼音文字不同」的迷思,研究結果支持說話與閱讀(speech and reading)主要是在人類的左腦處理,具備跨語言的普遍性。也就是說,在眼耳的讀聽之間,在眼手的讀寫之間,在眼心的讀算之間,雖然不同語文的聲韻特徵、組字規則和聲韻對應的結構關係並不相同,但面對這麼多元的語文系統,人類經由演化而來的大腦,卻具備了大同小異的認知運作!

大腦,才是「世界是平的」的最佳寫照!這一系列研究,不但支持「ㄧ腦多文(one brain for all languages)」的觀點,驗證曾志朗院士自1980年代開創漢語神經語言學以來一路追尋的研究理論,在神經語言學上深具時代意義;更重要的是,它也展現「國際與國內合作」的學術高度。臺灣在漢語方面的研究,鮮少出現在國際頂級期刊,這些論文的刊登,可以說是臺灣認知神經語言領域研究人員空前的成果。其難度,除了國際間的溝通之外,也牽涉到國內研究人員的合作。國際間溝通的難處,自不在話下,但國內不同學校同樣主題研究者的互通與合作,卻是促成國際合作的基石,這是臺灣研究團隊多年跨校、跨國、大題目及大運作的成果,也是國內間與國際間合作的成功典範!因此,臺灣師範大學張國恩校長、陽明大學梁賡義校長、中央大學周景揚校長、中央研究院王汎森副院長、臺北醫學大學人文暨社會科學院藍亭院長,並由曾志朗院士代表交通大學出席這場重要記者會,這場在臺灣師範大學所舉辦的記者會,也是國內首見跨多校的聯合記者會。

如果語言象徵人類文明誕生的「大霹靂」,文字就是人類文明大躍進的關鍵工具。古埃及的羅塞塔石碑開啟了跨語言間的比對,而透過現代的腦造影技術,研究者揭開了人類文明三大基石--閱讀、書寫與計算的腦中奧秘。

註1:陽明大學神經科學研究所郭文瑞副教授、臺灣師範大學教育心理與輔導學系李俊仁副教授,以及中央大學認知神經科學研究所吳嫻教授等人,皆畢業於中正大學心理學研究所。創校於1989年的中正大學,邀請曾志朗院士自美回台成立心理所,並設立國內第一個認知科學研究中心,當年所培育的研究人才,現任教於國內各大學並持續保持合作,而大實驗室則與美、澳、法、日、以色列、西班牙和芬蘭研究團隊維持長期合作關係。郭文瑞副教授在2009年一篇行為決策論文刊登在《科學》(Science)期刊,是臺灣人文社會科學界第一篇刊登在《科學》的論文。

註2:由曾志朗院士所帶領的跨校、跨領域研究團隊,和多個跨國研究團隊合作,透過跨語文研究,陸續發表在國際重要期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)及《神經影像》(NeuroImage)上的三篇論文,支持「ㄧ腦多文(one brain for all languages)」的理論。

(1)Rueckl, J. G., Paz-Alonso, P. M., Molfese, P. J., Kuo, W. J., Bick, A., Frost, S. J., Hancock, R., Wu, D. H., Mencl, W. E., Duñabeitia, J. A., Lee, J. R., Oliver, M., Zevin, J. D., Hoeft, F., Carreiras, M., Tzeng, O. J., Pugh, K. R., Frost, R. (2015). Universal brain signature of proficient reading: Evidence from four contrasting languages. Proceedings of National Academy of Sciences, 122(5), 15510–15515.
論文參考:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26621710
(2)Nakamura, K., Kuo, W.-J., Pegado, F., Cohen, L., Tzeng, O. J. L., & Dehaene, S. (2012) Universal brain systems for recognizing word shapes and handwriting gestures during reading. Proceedings of National Academy of Sciences, 109, 20762–20767.
論文參考:http://www.pnas.org/content/109/50/20762.full.pdf?sid=e9b06698-8e83-4117-8
(3)Hung, Y. H., Pallier, C., Dehaene, S., Lin, Y. C., Chang, A., Tzeng, O. J. L., & Wu, D. H. (2015). Neural correlates of merging number words. NeuroImage, 122, 33-43
論文參考:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26226086
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