多語言使用與大腦的執行功能

精通多語的人比較聰明嗎？從小接觸不同語言能使大腦發展「贏在起跑線」嗎？為了尋找新的證據解答這些問題，澳門大學認知與腦科學研究中心開展了一個研究項目，建立多語言、多模態和多群體的大腦表層功能腦圖譜。

澳大團隊招募市民以不同語言閱讀、說話、聆聽或進行同步傳譯，收集關於認知活動的數據。

執行功能：大腦空中交通管制塔

「跨語言處理中的執行功能:基於神經認知的研究」項目負責人、研究中心成員、人文學院翻譯傳譯認知研究中心主任李德鳳教授說，「智力」可以是指一個人的認知能力，包括控制思想、情緒和行為來實現目標的能力。這類高層次認知能力稱為「執行功能」，缺乏執行功能就無法有策略地思考和行動。
左起:李麗青教授、張浩云教授、李德鳳教授、黄瑞松教授
哈佛大學兒童發展中心的學者曾說，如果大腦是一個同時處理很多航班升降的機場，「執行功能」就是機場的空中交通管制塔，把來自四周的資訊按輕重緩急處理。李教授指出，執行功能主要有三種：一)抑制控制，即為達到目標而抑制衝動的能力，例如為健康而節食、為學習而放棄玩樂；二)工作記憶，即暫時儲存一些資訊來指導決策和行動，例如解決數學問題時記著題目；三)認知靈活性，即因應變化而調整行動，例如發現一間餐廳滿座後另覓地方用膳。這些執行功能並非與生俱來，而是經年累月發展，是幼兒和青少年教育的重要一環。

「雙語優勢」存在嗎?

有研究指出多語者的執行功能較強，例如能更有效地處理與本身認知有矛盾的資訊，該假設稱為「雙語優勢」，但缺乏確鑿證據。李教授說：「能說不同語言自然有助溝通、生活、學習和工作，但這個行為本身能否提高認知能力，學術界卻未有共識。過去很多研究的結果相互矛盾，而且可重複性較低。」
此外，李教授指過往不少研究沒有充分考慮執行功能會否受教育水平和社會經濟地位的差異所影響。「另一方面，執行功能分很多類，多語者即使可能某類執行功能較強，他們的其它執行功能可能與單語者的相若，甚至較差。」
認知與腦科學研究中心、心理學系助理教授張浩云說，雙語經驗並非一個絕對的分類變量。不同雙語者使用兩種語言的具體經驗存在很大差異。語言習得年齡、語言熟練度、語言優勢、在不同語言之間切換的頻率和情境等因素，都可能會調節雙語經驗和執行功能的關係。

大腦表層語言功能圖譜

多語者和單語者的執行功能到底有否差異？如果有，以不同語言聽、說、讀、寫會不會對執行功能有不同影響？認知與腦科學研究中心、科技學院助理教授黄瑞松說，為了解答這些問題，澳大研究人員正在利用功能磁共振成像技術，建立一個多語言、多模態和多群體的表層腦圖譜，將包括逾千幅大腦皮層影像。
黄教授說，全球各地的科學家都在繪製人和其它動物的各類腦圖譜。這些圖譜由不同掃描技術生成，顯示大腦不同的功能活動、基因表達、結構和各個腦區之間的聯繫。繪製大腦圖譜不單要掃描腦部，還要對影像作一系列處理和分析，包括對不同人的大腦地圖的配準與平均。
目前大多數腦圖譜以「基於三維體積」的方法作配準，但近年有研究指出，經「基於大腦皮層表面」的方法處理的圖譜更能完整保留與大腦皮層激活和不同區域運接相關的細節。黃教授指出，「澳大大腦圖譜」正是以嶄新的「基於大腦皮層表面」的方法建構。澳大的多模態多語言圖譜項目涉及三種語言和三個研究階段

澳門多語環境有利研究

為甚麼在澳門推動這項研究？認知與腦科學研究中心成員、英文系副教授李麗青表示：「澳門是多語言、多文化的社會，多種教育模式並存，有利於招募不同語言和生活背景的研究對象。」現有類似的腦圖譜的分析對象多為英語使用者，澳大研究團隊則會招募約250名不同年齡層和語言背景的人士，讓他們以中文(廣東話和普通話)、葡文或英文閱讀、說話、聆聽或進行同步傳譯，期間研究人員用功能磁共振成像平台掃描他們的腦部，並以眼動追蹤設備收集認知活動數據。
憑藉這些影像和數據，研究團隊將能探討單語者、雙語者和多語者大腦內與執行功能相關的神經表徵，也能分析人們作單語處理和跨語言處理(例如同步傳譯)、執行單模態和多模態任務(例如同時閱讀和聆聽)時，與語言不直接相關的腦區域的激活程度。研究團隊也會研究語言訓練會否影響執行功能的發展。
李德鳳教授說，「澳大大腦圖譜」將於網上向全球的科學家開放，為各地的認知與腦科學研究提供基礎數據，研究成果也將有助進一步了解語言控制相關的認知與神經機制，為早期教育、語言教育、翻譯教育和預防腦退化等領域的研究提供借鑒。
文：葉浩男‧圖：何杰平，部分由受訪者提供文章源自《澳大新語》2022年第26期