语言与思维(神经生物学)

语言与思维大纲：语言概念语言起源语言特性语言信息通路模式脑功能的一侧优势语言的基因研究语言障碍概念：语言是人类特有的通讯手段。语言在本质上是一套符号系统。人的大脑每天加工处理大量信息，其中最大和最重要的是语言符号,它包括听、视、说、写。从最初的语言符号的感知辨识，理解感受，至言语（口语、文字语和手势语）表达，都和其他心理过程如思维，学习，记忆有着不可分割的联系。语言起源的假说手势假说类人猿开始直立行走→手被解放出来→手势交流→声音交流（手解放出来）发音假说种类繁多的本能叫声（沮丧、喜悦、性觉醒）→有意识控制各种发声（10万年前的类人猿的解剖学结构变化已显示）神授说、手势说、感叹说、摹声说、劳动说、契约说、突变说、渐变说、本能说声音可以创造性地结合起来运用；人类的祖先分散在不同的区域居住，地域之隔导致了不同的语言系统的发展；语言在人类进化史上可能是一次性出现；语言可能是来自手势和发声的共同演变，这可解释词汇语言和利手（手势）都定位与同一大脑半球。语言起源的假说要点：语言特性：1.语言具有创造性：语言表达：不是靠简单的的重复记忆库中的备用词，表达一个新的思想的时候，都会创造出独特的句子；语言听觉：说者还没有把句子说完，听者可以知道他接下来将说什么。语言特性：1.语言具有创造性：语言形式：语言是由数量有限的一组声音按一定的规律排列而形成；人类能发出多种多样的声音，但世界上每一种语言只建立在少数几种声音的基础上；各语种使用的声音不尽相同；语言的内容：音素结合形成词（词法）；词结合形成短语和句子（语法）；不同的语言有不同的内容结构。2.语言内容具有语言外手段：含有情感内容；由手势、声调、面部表情及姿势等“语言外”手段来支持；语言特性：3.语言学习具有先天性和自然属性：先天的生物学基础：特殊适应发声的发音器官；语言的优势半球是左半球。大多数右势利者左半球颞平面较右半球相应区域大；颞平面解剖学的不对称在发育早期（妊31周）已存在；语言特性：3.语言学习具有先天性和自然属性：早期语言知觉：婴儿出生时对各种声音的差别具有广泛的敏感性；当获得某一特定语种后，这种敏感性就部分丧失；习得新语种的能力在青春期后显著下降；人类可能具有某种先天的程序，为后天一般语言的学习做好了准备。语言特性：3.语言学习具有先天性和自然属性：语言具有自然特征：儿童天生就有一种能力来识别环境中自然语言应有的普遍的特征，当置身于具备这些普遍特征的某一语言环境中，儿童就热切的学习这种语言；语言特性：4语言的用途：交换对外部世界事实和现时认识的中性媒介；通过语言组织交流经验，表达思想、感情和期望。总之：语言是社会交流的一种工具。语言特性：Wernicke-Geschwind语言模式复述一个听到的词：听神经听皮层（41、42区）角回（39区）Wernicke区（22区）Broca区（45区）运动皮层信息内侧膝状体初级听皮层（41区）高级听皮层（42区）角回（39区）（顶-颞-枕联合皮层的一个特定区域）（视觉、听觉、触觉整合有关）Wernicke区（22区）Broca区（45区）弓状束运动皮层面部代表区清晰说话Wernicke-Geschwind语言模式复述一个看到的词:视网膜外侧膝状体视皮层角回Wernicke区Broca区信息外侧膝状体初级视皮层（17区）高级视皮层（18区）角回（39区）（顶-颞-枕联合皮层的一个特定区域）（视觉、听觉、触觉整合有关）Wernicke区（22区）Broca区（45区）弓状束运动皮层面部代表区清晰说话语音加工字型加工语义加工改进语言模式1语音加工：语音的感知：噪音：双侧听区激活单词：左侧额叶上回和额叶中回的后部改进语言模式改进语言模式脑内可能存在两条相对独立的语音加工通路:自动加工通路:不需要注意参加;主要执行单词复述的简单作业;激活双侧岛叶、运动皮层、辅助运动区、小脑中间部；非自动加工通路:执行动词产生较为复杂的作业;激活左侧前额叶、左侧颞叶、扣带回前部、右侧小脑；双侧岛叶有明显的抑制；改进语言模式2字型加工字母加工是一种视觉功能（可能依赖视觉传导腹侧通路）；线条加工与字母加工可能有着本质的不同；人造字母或假词主要激活双侧纹外皮质，文字激活左侧纹外皮质内侧部；真词与伪词加工有不同的代表脑区改进语言模式3语义加工（提取、控制、输出）动词产生的语义：左侧前额叶流畅性语义加工：前额叶、颞叶后部控制注意力、记忆、选择、语义搜索后，发现：语义加工只有左侧额叶后部激活综合分析提示：颞叶是语义存储地，额叶是语义控制和输出地改进语言模式语言刺激加工包含：语音-语义和听觉-运动两种表征双侧听皮质完成声音解码-语音加工左侧语言加工系统语义加工语音转换成语言-运动表征腹侧通路背侧通路言语产出中枢一侧优势（lateralitycerebraldominance）：指人脑的高级功能向一侧半球集中的现象。仅在人类中具有。左侧半球：语言活动功能占优势，在运用左手劳动为主的人中，则左右双侧的皮层有关区域都可能成为语言活动的中枢。右侧大脑皮层：在非语词性的认识功能上占优势例如对于空间的辩认、深度知觉、触觉认识、音乐欣赏分辨等。脑功能的一侧优势结构上，人的大脑右半球略大和重于左半球，但左半球的灰质多于右半球，各种神经递质的分布左右半球也不平衡。功能上，左脑半球接收来自人体右侧的感觉信息并控制人体右侧的动作；右脑半球则接收来自人体左侧的感觉信息并控制人体左侧的动作。语言功能，包括说话、书写和计算等能力是左脑半球负责的；右脑半球则具有描述空间结构和临摹等能力。大脑两半球之间由大约两亿条神经纤维组成的胼胝体连接沟通，构成一个完整的统一体。脑功能的一侧优势言语表征（%）利手例数左侧双侧右侧右利1409604左利122701515脑功能的一侧优势左半球右半球对时间进行分析对空间进行分析着重概念的相似性着重视觉的相似性对知觉的精细部分进行加工对知觉形象的轮廓进行加工把感觉信息纳入语言描述把感觉信息纳入印象善于对语音进行分析善于做完整性综合脑功能的一侧优势６岁前母语——右手操作受影响（左脑策略）第二种语言——右手操作受影响（左脑策略）６岁后母语右手操作受影响（左脑策略）第二语言——双手操作均受影响（左右脑策略）６岁可能是语言学习脑策略的分界年龄人在６岁后，语言学习的可塑性便基本结束，在这以后，再学习第二语言就必须借助右半球机制。汉字识读与字母识读的一侧优势：对字的认知：日本人在认片假名（拼音的符号）时左脑占优势，而认日语中的汉字时，右脑反应要更快一些；中国儿童汉字认知的研究结果显示，在８岁以前，汉字认知的左脑优势并未形成，此阶段儿童的右半球与左半球一样参与汉字的认知；在汉字认知中，左脑可能需要等到右脑传来必要信息后，才开始加工脑功能的一侧优势语言和思维不单单需要抽象思维和分析，而且还需要形象思维和综合；不单需要语音的辨认，还要有语调的区分。可见，语言功能一侧化概念只是相对的，而双脑协同机制则更具有真理性质。此观点得到后来研究的广泛支持。脑功能的一侧优势遗传学家们用了十年的时间确认这一位点位于七号染色体上。然而这个片段仍然巨大（一个基因平均也就几千个碱基）。在那个大规模基因组测序仍然昂贵的年代，他们只能缓步进行染色体推进以求精确定位。一个来自其他家庭的一个5岁男孩有着跟KE家族患者几乎同样的症状，而这位小男孩的核型是有特点的。他的7号染色体的一小段发生了易位来到了5号染色体上。一般来说，易位并不影响发生易位的染色体片段基因，影响的是只是那个”断裂位点”（breakpoint）。科学家很快找到了发生断裂位点的位置，这个位置上的被易位破坏的基因就是FOXP2。紧接着，KE家族成员所有成员的FOXP2基因也被测序了，他们发现，所有患病成员的FOXP2都存在一个突变！语言的基因研究FOXP2是什么基因呢？FOXP2所编码的蛋白是一个在脑部以及神经表达的转录因子。转录因子就如一个总控制开关一般，可以控制下游一系列基因的表达。其他动物也进入了科学家的视野：所有脊椎动物均拥有略有差异的FOXP2基因。既然只有人类有语言功能，那人类的FOXP2与其他动物（特别是灵长类）的FOXP2在序列上有什么区别呢？语言的基因研究人类每个灰色方框代表一个非同义突变，而每个黑色横条是同义突变。我们知道同义突变是不改变氨基酸序列的，通常情况下被认为是中性突变不影响基因功能。我们需要将注意力集中在灰色方框，也就是改变氨基酸序列的突变。这里可以看到，人类的FOXP2基因与黑猩猩仅存在两个氨基酸位点的区别。与其他灵长类也大体如此，即使跟小鼠也只有三个氨基酸的改变。黑猩猩大猩猩红毛猩猩猕猴小鼠语言的基因研究Human-specifictranscriptionalregulationofCNSdevelopmentgenesbyFOXP2人类和黑猩猩有95%到98.5%的基因一样。美国加州大学洛杉矶分校使用人类和黑猩猩的大脑组织分析了FOXP2的功能和工作情况。他们发现，FOXP2基因在人类语言功能形成过程中发挥着核心作用。这个基因会指导合成蛋白质，该蛋白质与DNA结合，对其他基因的功能造成影响。虽然实验显示这个基因的人类版本与黑猩猩版本只有两处氨基酸不同，但在同样的培养环境下，该基因的人类版本会增强61个基因的作用，同时抑制另外51个基因的作用。Nature462,213-217(12November2009)Human-specifictranscriptionalregulationofCNSdevelopmentgenesbyFOXP2在这些受影响的112个基因中，一些与大脑发育有关，FOXP2基因可以通过它们影响大脑中的语言功能区域和神经网络。另一些受影响的基因与咽喉部位的软组织发育有关，FOXP2基因可以通过它们来影响与语言功能有关的器官结构。研究人员认为，这表明在人类获得语言交流能力的进化历程中，FOXP2基因发挥了重要作用。这些发现有助于解释为什么人类的大脑天生带着说话和语言环路，而黑猩猩却没有。Nature462,213-217(12November2009)语言障碍1.失语症：1）运动性失语（Broca失语）口语表达障碍；理解相对保留；病变区域：左额叶运动联合皮层（包括：Broca区皮质及皮质下）；一、语言障碍1.失语症：2）感受性失语（Wernicke失语）：严重的理解障碍（听、阅读）；流利性失语：发音、语调正常，但缺乏实质性词语，并伴有大量错词；病变部位：左颞上回后部Wernicke区；一、语言障碍1.失语症：3）传导性失语听读能力减退；对有语法结构的句子理解困难；不能重复别人的语言（突出障碍）；病变区域：颞叶峡部、岛叶皮质下的弓状束；一、语言障碍1.失语症：4）经皮质运动性失语：不能说出创造性语言、扩展困难；书写有严重障碍；听理解、文字理解受损较轻，复述很好；病变区域：Broca区与辅助运动区联系中断；一、语言障碍1.失语症：5）经皮质感觉性失语：口语流利；明显理解障碍、找词困难；病变区域：Wernicke区与颞-顶-枕联合区联系中断；一、语言障碍1.失语症：6）经皮质混合性失语：复述语言正常；不能说创造性的语言；理解障碍、找词困难；病变区域：左额顶叶内侧部或整个边界区；一、语言障碍1.失语症：7）命名性失语：不能说出代表某事物的名称；病变区域：左颞下回或颞中回的颞-枕交界；一、语言障碍1.失语症：8）完全性失语：听、说、读、写功能全面障碍；能理解表情、手势；病变区域：Broca区、Wernicke区及其联系；一、2.阅读与书写障碍:1)词盲伴书写受损(失读伴失写）：能说话，能听懂别人的话；失去阅读和书写能力；损伤部位：顶-颞-枕联合皮层（视觉、听觉、触觉整合）角回、缘上回损伤Wernicke区Broca区语言障碍2.阅读与书写障碍:2)单纯性词盲（失读症不伴失写）智力良好、发音清晰；不理解文字、不能朗读；非视途径可帮助理解文字；损伤通路：语言障碍视觉信息→初级视皮