大脑是否具有“与生俱来的语法意识”？
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@来源：Bacomics
人类语言之所以独特，是由于它具有无限的组合性质:在语法系统的基础上，较小的语言单元可以组合成较大的语言结构，从而形成语言单元的层次结构，如单字、短语和句子。然而，大脑是如何表征这些不同大小的语法结构的呢？这些抽象的语法结构（比如名词短语、动词短语）在正常的语言理解过程中是否真实存在呢？这些都是语言学、认知科学、神经科学以及计算机科学等学科所共同关心的问题。当我们处理语言时，大脑中内在的语法机制会变得活跃。目前一项新的神经科学研究证实了该理论，并为语言学家诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky）的普遍语法理论提供了新的支持。
图1诺姆·乔姆斯基（Noam Chomsky），著名学者、语言学家、社会批评家，麻省理工学院荣誉退休教授，有史以来全球论文被引用数量第8的学者。
乔姆斯基开创性地提出了生成语法理论，这个理论将语言学研究的重点从语言行为转移到语言行为的大脑产生机制上来。其理论的切入点来源于在语料环境有限的情况下，儿童在短期内仍然可以快速习得母语的观察。通过对儿童的观察，乔姆斯基认为在进化过程中人类的认知体系中有独立掌管语言的机制。这一机制是人类的先天语言能力的反映，并在后天的成长中逐步发展成熟。而语言机能的独特运作模式，就是其所谓的语法。“Colorless green ideas sleep furiously”（无色的绿色理念愤怒地睡觉），这句话乍一看没有表达任何信息，但乔姆斯基认为，按照语法规则它具有语义意义。人类对语言层次结构的理解嵌入在潜意识中，而且大脑皮层对不同的语言结构有不同的反应。并且，乔姆斯基认为任何陈述至少应该包含两个词——名词和动词，也即主语（subject）和谓语（predicate）。句法结构可以独立存在，无论其组成词的含义如何。在他看来，人们之所以理解“Colorless green ideas sleep furiously”（无色的绿色理念愤怒地睡觉）这个句子，是因为每个人都有一个基因层面的概念认知基础，这使我们能够理解句子的语法结构。然而，一些科学家不同意乔姆斯基的观点，他们认为我们的理解力并非是一种内部语法所致；相反，我们是从经验中学会了应该如何正确地造句——我们利用的信息库建立在听到的单词和短语基础上。而许多语言学家认为，建立层次结构是语言处理的一个重要特征。
在这一项新的研究当中，浙江大学丁鼐教授团队利用脑磁图（MEG）和颅内脑电图（ECoG）完成了一系列实验。该实验为了诱发跟踪字，短语和句子结构的神经响应，采用了特定的语音材料。一方面，范式是研究基于语法规则组成的不同语言结构的编码，因此要去除与语言结构相关的韵律线索。为了去除相关的韵律线索，在合成语音时需将每个音节单独合成然后将合成的音节拼接在一起。由于每个音节是单独合成的，它的声学线索与上下文和组块结构无关。另一方面，为了使频域的分析更加方便，每个音节都以恒定的时长播放，通常采用人们比较习惯的 4 赫兹速率进行播放。结果表明，清晰的追踪到了受试者的大脑在处理字，短语和句子的功率谱响应。
图2 层次语言结构的神经追踪。a.汉语或英语单音节词序列以等时方式呈现，形成短语和句子。b.刺激强度波动频谱显示音节节律，但没有短语或句子的调制。c.被试（中国人）的皮层MEG响应谱。
这项工作使科学家能够确定大脑是如何对不同层次的语言单元——单字、短语和句子，做出反应的。实验结果表明大脑对所有三个层次的结构都表现出不同的神经表征，这意味着它的神经机制真的能够“理解”语言的层次结构，并在发声的那一刻直接做到这一点。该研究强有力的证明了层级语法结构的提取是语言处理中的一个必要步骤，同时也为进一步挖掘大脑对语法结构的表征以及刻画儿童语言习得提供了新的技术手段。总的来说，我们之所以理解句子的含义，是因为大脑可以根据层次顺序区分单字组合，这是一种反映内部语法意义的机制。
参考文献
Chomsky called the work a ‘major contribution’: “What the work showsis that perception of language is based on detection of hierarchical structure,in ways that cannot be reduced to acoustic cues or statistical properties. Ittherefore supports conclusions about the nature of language that are stronglysupported by linguistic considerations, but that have been challenged in recentapproaches (in quite unpersuasive ways, I think, but that is a separate matter).”
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2.GiraudA L, D Poeppel. Cortical oscillations and speech processing: emergingcomputational principles and operations[J]. Nature Neuroscience, 2012,15(4):511-7.
3.LuoH, D Poeppel. Phase Patterns of Neuronal Responses Reliably Discriminate Speechin Human Auditory Cortex[J]. Neuron, 2007, 54(6):1001-1010.
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5.https://www.gazeta.ru/science/2015/12/07_a_7939847.shtml?updated
6.Chomsky N A. Syntactic Structure[M]. Walter deGruyter, 2002.
7.ChomskyN A.Aspects of the Theory of Syntax [M]. MIT press, 2014.
8.Chomsky N A. Problems ofprojection [J]. Lingua, 2013, 130: 33-49.
作者：裴常福、姜林、徐鹏
原排版：王君策
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