Science | 练习动手能力有助于提升语言技能

理解复杂句子中的句法的能力，是最难获得的语言技能之一。早在 2019 年，研究就揭示了精通使用工具和良好的语法能力之间的相关性。一项新研究进一步表明，使用精细工具有助于提升理解复杂语法的能力，反之亦然。

图片来源：Pixabay

来源 INSERM

翻译 闭诗林

编辑 戚译引

理解复杂句子句法的能力是最难获得的语言技能之一。2019 年，研究揭示了精通使用工具和良好的语法能力之间的相关性。近期，来自法国国家健康与医学研究院（Inserm）、法国国家科学研究中心（CNRS）、里昂第一大学（Université Claude Bernard Lyon 1）和里昂第二大学（Université Lumière Lyon 2）的研究人员与瑞典卡罗林斯卡学院（Karolinska Institutet）合作进行了一项新研究。该研究表明，精通使用工具和良好的语法能力这两种技能，依赖位于同一大脑区域的相同神经资源。此外，使用工具进行运动训练可以提高我们理解复杂句子句法的能力，反之，语法训练也可以提高我们使用工具的熟练程度。这些发现有望在临床上应用，为丧失部分语言技能的病人的康复治疗提供支持。该研究于 2021 年 11 月在《科学》（Science）杂志发表。

语言一直被认为是一种非常复杂的技能，它调动了特定的大脑网络。然而近年来，科学家们重新审视了这一理念。

研究表明，控制某些语言功能（如处理词义）的大脑区域，其实也参与控制精细运动。然而，过去的大脑成像证据并未显示语言和使用工具之间存在此种联系。古神经生物学研究还表明，人类祖先的大脑，其与语言相关的区域在科技繁荣时期有所增大，而当时工具的使用变得更加广泛。

考虑到这些数据记录，研究团队不禁想了解，如果一些包含复杂动作的工具使用与复杂的语言功能（如语法）所调动的大脑资源相同，那会如何?

语法练习和钳子的使用

2019 年，Inserm 研究员 Claudio Brozzoli、CNRS 研究员 Alice C. Roy 同他们的团队合作研究表明，特别擅长使用工具的人通常也能更好地处理瑞典语语法细节。

为了更深入地探索这个课题，该团队与 CNRS 研究员 Véronique Boulenger 合作，开发了一系列依靠大脑成像技术（功能性磁共振成像，即 MRI）和行为测量的实验。参与者被要求完成几项测试，包括使用 30 厘米长的钳子进行运动训练，以及进行法语语法练习。这使得科学家们能够识别出特定于每项任务的大脑网络，但同时也是两项任务共同的大脑网络。

他们首次发现，当使用工具和进行语法练习时，被试者的大脑中同一批区域被激活，且这些区域的空间分布相同，都位于被称为基底神经节（basal ganglia）的脑区。

认知训练

鉴于这两种技能类型所调动的大脑资源相同，是否有可能通过训练其中一种技能来提高另一种技能水平呢? 用机械钳进行运动训练能否提高对复杂短语的理解? 在研究的第二部分，科学家们分析了这些问题，发现事实确实如此。

这一次，参与者被要求在进行 30 分钟使用钳子的运动训练前后，分别执行一项句法理解任务。通过这个实验，研究人员证明，使用工具进行运动训练可以提高参与者在语法理解练习中的表现。

此外，研究显示这一关系反之亦成立：通过练习理解复杂结构的句子训练语言能力，参与者使用工具的运动能力提高了。

科学家们正在考虑如何更好地将这些发现应用于临床。“我们目前正在设计一些方案，用于支持保留着相对较好的运动能力的患者的语言功能恢复，比如患有发育相关的语言障碍的年轻人。除了这些创新的应用，这些发现还让我们深入理解了语言在历史上是如何演化的。当我们的祖先开始开发和使用工具时，对工具的熟练程度深刻地改变了大脑，并强加了对语言沟通的认知需求，这可能导致了如语法之类的某些功能的出现。” Brozzoli 总结道。

运动训练和语法练习

运动训练包括使用钳子将小钉子插入与之形状匹配、但方向不同的孔中。

这一训练前后完成的语法练习包括阅读句法简单的句子，如“欣赏诗人的科学家写了一篇文章”（The scientist who admires the poet writes an article），或更复杂的句子，如“诗人所欣赏的科学家写了一篇文章”（The scientist whom the poet admires writes an article）。然后，参与者必须判断诸如“诗人欣赏科学家”（The poet admires the scientist）之类的陈述是真还是假。使用了法语的宾语关系代词“que”的句子更难处理，因此参与者表现通常较差。

这些实验表明，经过运动训练后，参与者在那些被认为更难的句子处理上表现得更好了。而对照组也做了同样的语言任务，但他们没有进行运动训练，或是在完成语言任务后才进行运动训练，结果他们的表现没有显示出上述改善。

参考来源：https://www.eurekalert.org/news-releases/934004

论文信息

【标题】Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia

【作者】 Simon Thibault，Raphaël Py，Angelo Mattia Gervasi，Romeo Salemme，Eric Koun，Martin Lövden，Véronique Boulenger，Alice C. Roy，Claudio Brozzoli

【期刊】Science

【日期】12 Nov 2021

【DOI】10.1126/science.abe0874

【链接】https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe0874 

【摘要】Does tool use share syntactic processes with language? Acting with a tool is thought to add a hierarchical level into the motor plan. In the linguistic domain, syntax is the cognitive function handling interdependent elements. Using functional magnetic resonance imaging, we detected common neurofunctional substrates in the basal ganglia subserving both tool use and syntax in language. The two abilities elicited similar patterns of neural activity, indicating the existence of shared functional resources. Manual actions and verbal working memory did not contribute to this common network. Consistent with the existence of shared neural resources, we observed bidirectional behavioral enhancement of tool use and syntactic skills in language so that training one function improves performance in the other. This reveals supramodal syntactic processes for tool use and language.

相关推荐

本文来自微信公众号“科研圈”

点击本文左下角可阅读原文