声调语言母语者的音高加工

1.参考文献 ¶

Bidelman, G. M., & Chung, W. L. (2015). Tone-language speakers show hemispheric specialization and differential cortical processing of contour and interval cues for pitch. Neuroscience, 305, 384-392. http://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.08.010

2.研究背景 ¶

音高包含两种结构：轮廓和间隔。轮廓为上升和下降的模式，间隔为两个相邻声调之间的精确音高距离。轮廓和间隔提示通常分别映射到听觉流的“整体”和“局部”结构上。虽然这两种音高特征对于识别和记忆音调序列都很重要，但先前的研究表明，与局部（间隔）变化相比，听者更能检测出整体（轮廓）的变化。这表明轮廓加工是一种比间隔加工更基本的机制，也许更占主导地位。

失配性负波（MMN）是事件相关电位，反映听觉加工的早期阶段。轮廓和间隔变化都会产生MMN。研究结果表明，间隔和轮廓特征是由早期听觉皮层自动提取的，此外，在有丰富声调经验的人中，这些特征的加工有所不同，比如声调语言母语者。研究进一步表明半球之间的轮廓和间隔加工的功能分工，左半球对间隔变化敏感，而右半球专门用于分析轮廓变化。

由于声调语言母语者长期接触并使用复杂声调，因此提供了进一步研究声调加工中半球功能作用的窗口。对于连续听觉流中的轮廓和间隔特征，声调语言经验是否会增强半球加工的功能不对称性，这一问题尚未解决。

本研究的目的是确定声调语言体验对音调序列中音高轮廓和间隔的皮层加工的影响。为此，在听觉流中，“整体”（轮廓）或“局部”（间隔）特征出现偏差的情况下，记录了汉语和英语母语者的MMN。

3.研究方法 ¶

12名汉语母语的成年人和12名英语母语的成年人。没有听觉，言语，语言，神经精神病学史。汉语被试为双语者，母语是汉语，开始学习L2年龄为11岁左右。英语被试没有学习声调语言的经验。

轮廓和间隔条件都由四个声调的标准刺激模式组成（1200、1800、800、2000 Hz）。每个音节的持续时间为50毫秒，包括5毫秒的上升/下降时间。刺激间隔为150毫秒。在标准刺激中会周期性地出现两种类型的偏差：（1）轮廓变化，标准二声为1800 Hz，变为900Hz （2）间隔变化，标准二声为1800Hz，变为1500Hz。偏差刺激的出现率为15％。被试共听到7200个标准刺激和1080个偏差刺激。

记录神经生理反应。要求被试放松并避免多余的身体运动，并观看无声电影，把注意力从听觉刺激上转移开，使用被动听觉范式记录MMN。

4.数据分析 ¶

使用64个电极记录神经活动。MMN为偏差刺激的ERP与标准刺激的ERP之差。感兴趣区域为LH：FC5，FC3，C5，C3；RH：FC4，FC6，C4，C6。初步数据分析确定了在500-600毫秒的时间窗口，该时间窗口内出现条件间显着的反应差异。

使用ANOVA对MMN进行分析，其中半球（LH，RH）和音高结构（轮廓，间隔）是被试内因素，组别是被试间因素（中文，英文）。

5.结果 ¶

汉语母语者在LH中对间隔变化表现出较大的MMN，在RH中对轮廓变化表现出较大的MMN。而在英语组中未发现这一不对称性。两组的MMN都在额叶区域最大。

方差分析表明组别x音高结构x半球的三向交互作用。音高结构和半球的双向交互作用只在汉语组中出现，也就是说对于间隔变化，汉语组LH的反应比RH更强烈（MMN负波更强）。相反，在英语组中，没有观察到音高类型、半球的主效应，也没有观察到音高类型x半球的交互作用。也就是说，英语组左右半球的MMN对轮廓和间隔条件的反应相同。

总的来说，这些结果表明，不同语言群体之间的音高加工方式不同，声调语言母语者的大脑半球可以区分音高轮廓和间隔。这种半球偏侧化在讲英语的人中不存在。

6.讨论 ¶

音高结构的半球加工权重依赖于声调语言经验。与缺乏声调语言经验的英语组相比，汉语组显示出更强、更不对称的轮廓和间隔提示加工。其中右半球主要负责轮廓加工；左半球主要负责间隔加工。

未来的研究：假设声调语言经验会影响大脑半球的功能不对称性，那么在二语学习者中也会出现声调加工的半球不对称性。可以根据L2经验长短来预测音高加工不对称的强度。