亚词汇频率和词汇频率对言语产生的影响

文献：Shuster, L. I. (2009). The effect of sublexical and lexical frequency on speech production: An fMRI investigation. Brain and Language, 111(1), 66–72. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2009.06.003 论文原文

关于构成语音产生基础的基本语音单位，目前尚无共识。但人们普遍认为，这些单位出现的频率是一个重要参考因素。 研究人员经常操纵频率来验证特定单位的重要性。一些研究检查了音节频率的影响，如以高频音节开头的词和假词比以低频音节开头的词产生得更快(例如，Carreiras & Perea, 2004;Levelt & Wheeldon, 1994)，==为音节作为语音产生的基本单位提供支持==。音节频率对语音生成时间的促进作用在假词和真词中均被发现。但大多数研究都没有发现频率对除起始音节以外的音节有促进作用(Carreiras & Perea, 2004;Cholin等人，2006）。有研究者强调语音频率和语言单位对于识别语音产生的基本单位的重要性，但认为语音产生系统对高频单位的长短是“盲目的”(Varley et al.， 2006)。 ==其他研究人员也提出，言语产生的单位是整个单词，甚至是经常出现的多词话语(Bybee, 2002;)。==

控制不同语音单位的频率可以深入了解正常的语音产生系统，从而有助于为正常语音产生和语音产生障碍的理论提供信息。本研究的目的是比较在重复具有相似初始音节频率的真词和假词时的大脑激活模式。

如果Bybee和其他研究人员是正确的，由于练习，真词的音节应该已经连接在一起成为一个语音单位，与假单词相比，在重复真实单词时，激活应该更少。 相反，如果如Levelt和其他人所主张的那样，(1)音节是语音产生的基本单位;(2)第一个音节的出现频率影响说话人说话的难易程度;(3)单词和伪单词的起始音节频率相等，那么在重复这两类单词时所看到的大脑激活量应该没有差异。

在本研究中，参与者接受功能性磁共振成像，并重复长度，复杂性和初始音节频率相似的真词和假词。与真实单词相比，假单词的产生在许多言语生产网络中产生了更大的激活，包括双侧额下叶皮层、中央前回和补充运动区，以及左侧颞上皮层和前岛叶。只有右中额回对真实词语的激活强于假词语。与无语音控制条件相比，产生假词或真实词会激活构成语音产生网络的所有区域。我们的数据与之前的研究相结合，表明被确定为语音产生的基本单位受到所研究语音的性质的影响，即，真实单词与其他真实单词的比较，伪单词与其他伪单词的比较，或真实单词与伪单词的比较。

14名受试者(2名男性，1名左利手)。被试接受功能性磁共振成像，同时要求其大声重复四音节的真词或假词。 另设置无言语对照组。假词和真词的起始音节频率相同。67名英语母语者和一名非英语母语者对所用单词的发音难度进行评分，评分范围为1-5分，5分为最难。 受试者在磁共振扫描前练习重复假词，直至准确率达到98%。声音替换视为错误。当这种情况发生时，受试者要正确地重复一遍这个单词。难以避免的限制是无法在扫描过程中记录受试者的言语。因此受试者参加了随后的实验，要求其重复同样的单词，从实验1到实验2，受试者的重复非常一致。因此可推测，他们可能以同样的方式在功能性磁共振中产生单词。

与真词相比，假词的产生在负责语音生成的大脑区域显示出更大的激活，包括在执行更高要求的语音任务时的激活区域。具体见图1。

图1

激活程度最大的是左前岛叶，其次是右额下叶皮层IFG(图2)。

图2

在左右辅助运动区(SMA，图3)以及两侧中央前回和额下叶皮层也有激活区域。SMA被Vca线分为proper-SMA和pre-SMA。靠近Vca线吻侧的区域是pre-SMA，靠近Vca尾侧的区域是proper-SMA。图3显示了在proper-SMA和pre-SMA中，假词产生时比真词更活跃的区域。

图3

与无言语情况相比，产生真词和假词时，在已知与说话产生有关的区域，如颞上回、中央前回和SMA/SMA前，以及皮层下区域，如基底神经节、丘脑和小脑，产生了大量的双侧激活区域。图4和图5报告了特定感兴趣区域峰值强度值位置的Talairach坐标。

图4

图5

总之，与无言语条件相比，在包括双侧颞上皮层、运动皮层、岛叶和基底神经节在内的多个区域，假词的产生导致了更大的激活和更突出的信号变化。 但在左前扣带和左颞顶交界处，有两小区域在无言语条件比真词表现出更大的激活。在左扣带回有一小区域无言语条件比假词表现出更大的激活。以上结果在两名男性受试者和一名左利手受试者与其他11名受试者无明显差异。

本研究数据与之前的研究相结合，表明被确定为语音产生的基本单位受到实验比较的影响。当将假词的产生与其他具有不同亚词汇单位频率的假词的产生进行比较时(如Cholin et al.， 2006)或当将真词的产生与具有不同亚词汇单位频率的其他真词的产生进行比较时(如Levelt & Wheeldon, 1994)，亚词汇单位（如初始音节、音素等）似乎是语音产生的基本单位。但当假词的产生和与几个亚词汇单位频率相当的真词相比较时，整个词汇单位似乎都是语音产生的基本单位。

音位概率是一种特定语言中音位片段和片段序列出现的频率(Vitevitch & Luce, 1998,2005)。在一系列的研究中，Vitevich和Luce发现，高发音概率加速了假词的产生，但减慢了真词的产生(尽管cf. Lipinski & Gupta, 2005)。也许研究人员观察到的效果是由于真词和假词的发音概率的差异。 真实词和假词的重复都会激活大脑区域网络，作者预测重复假词会导致大脑网络内更强、更大的激活区域。在本研究中观察到只有一小区域在产生真词时比产生假词时更活跃。这些数据表明，重复新词，即使它们有相似的亚词汇频率，也会对语音生产网络提出更高的要求。研究表明练习会减少大脑的激活。研究人员认为，单词重复是一个词汇后过程，不涉及语义系统的激活，但也有人提出了单词重复的双路径解释：词法路径和是非词法路径，假词的重复只涉及非词汇路径。也许本研究中的真词激活了语义网络，这在某种程度上促进了它们的产生。但只在一小区域发现真词的重复产生了更大的激活，这表明真词的重复并没有比假词更大程度地激活语义网络。 本研究观察到的为产生假词而增加的大脑活动度可能是听觉刺激的产物。准确的重复需要对听觉模型的准确感知，而感知一个新单词比感知一个熟悉的单词要求更高。 本研究的数据表明，当几个亚词汇单位的频率相同时，对语音生产网络的要求，相较于先前学过的单词，在新单词中更大。本研究的数据更符合语音生成模型，该模型提出语音信息在各种语言层面上都是可用的，包括单词和短语层面。