作者：崔刚
出版社：清华大学出版社
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神经语言学试读：
前言
神经语言学研究语言和大脑功能之间的关系，其目的在于揭示人类语言的理解、产生、习得以及学习的神经和心理机制。撰写本书的目的在于采用文献研究的方法对该学科100多年的研究进行全面的梳理与思考，理清其发展脉络，总结已有的研究成果，发现共识与分歧，分析目前存在的问题，指明今后的研究方向。
在本书的撰写过程中，笔者在以下几个方面给予了特别关注。
第一，内容覆盖的全面与平衡性。从国际的范围来看，神经语言学研究的核心内容包括采用语言学理论和心理语言学实验对语言障碍的研究，以及采用大脑成像和脑电技术对于语言神经机制的研究这两个方面。从Brain and Language和Journal of Neurolinguistics两个代表性期刊上面所发表的论文数量来看，属于前者的论文数量要大于后者；另外，近几年出版的该领域的代表性专著（例如，Ahlsén, E., Introduction to Neurolinguistics, published by John Benjamins in 2006;Stemmer, B.&Whitaker, H.A., Handbook of Neurolinguistics, published by Academic Press in 1998）也都指明前者在神经语言学中的主导性地位。目前神经语言学研究的成果也更多地体现在前者上，因为它的研究历史悠久，而且所采用的理论框架和研究方法比较稳定，研究的结论也比较一致。而在大脑成像和脑电技术的应用方面，由于测量的精确度与大脑的工作机制相比还存在一定的差距，因此尽管研究的数量众多，但是往往陷于各说各话的境地，难以达成统一的结论。但是在我国，神经语言学的研究基本集中在后者上，对前者的重视不足。本书的研究全面地覆盖了上述两个方面的内容。
第二，努力跟踪国际上最新的研究成果。本书的写作前后经历了五年的时间，并与神经语言学课程的教学相结合，笔者先后阅读了大量的相关论文和专著，以确保本书内容的前沿性。
第三，努力做到指导思想明确、框架思路清晰。在文献的阅读、研究和写作过程中，笔者首先对神经语言学的学科属性进行充分考察，把整个研究置于语言学、心理语言学、神经科学和认知科学的大背景之下，对每个具体问题都从以下六个角度进行深入的思考：（1）该问题经历了什么样的研究历史？（2）采用了什么研究方法？（3）目前有哪些研究的发现？（4）这些发现有哪些共识与分歧？（5）目前的研究还存在哪些问题？（6）今后的研究方向是什么？以确保全书内容的层次性和系统性。
第四，不简单地复述他人的研究，而是从一个语言学研究者的视角全面审视这些研究，并在深入思考的基础上对这些研究做出评价，找出其中的问题，明确今后的研究方向。
神经语言学的研究包括两大核心内容：一是语言障碍研究，其目的在于通过对患者在语音、词汇、语义、句法、语用和语篇等层次障碍的描述，分析障碍产生的内在原因，并以此探讨语言处理的心理与神经机制；二是利用大脑成像和脑电技术对语言处理和语言学习的大脑机制的研究。围绕这两个方面的内容，本书分为四个部分。第一部分包括第1章至第5章，讨论神经语言学的学科属性、背景、历史和研究的方法。第二部分包括第6章至第11章，讨论采用语言学理论与心理学实验对语言障碍的研究，以失语症为主，同时兼顾其他类型的语言障碍。第三部分包括第12章至第13章，讨论采用大脑成像和脑电技术研究大脑的语言功能和语言处理的神经基础。最后一章在总结前期研究的基础上，对神经语言学研究所存在的三个主要问题进行了讨论，并提出了一定的解决方案。
本书在论述过程中，涉及大量的神经学和语言学的术语，为方便读者理解，大部分术语都提供了英文原文。一般是在该术语第一次出现时提供其英文原文，但是有时出于行文流畅的考虑，也有部分术语的英文原文是在详细解释该术语含义时才出现。此外，本书参考了许多国内外同类研究中的图表，直接引用时，如图表中出现较难的英文专业名词或术语，则以图注形式或者在解释图表含义的正文中提供其中文释义。对于正文和图表中出现的一般英语词汇和常见术语，则不做过多注释。
本书的读者对象为从事语言学研究的学者与相关专业的研究生，对于从事失语症和神经科学领域研究的人士来说也有一定的参考价值。神经语言学是一门新兴的跨学科的研究领域，所涉及的学科广泛，而且对于许多问题的研究仍然处于探索之中，尚无定论。由于笔者专业与背景知识的局限，本书还存在着许多问题，恳请学界专家学者提出宝贵意见。
感谢学长史宝辉教授。作为我国语言学界一名颇具影响的学者，他长期关心与支持我的工作，并为本书撰写了序言。感谢清华大学出版社，尤其是外语分社郝建华社长，由于她的帮助，本书才得以顺利出版。本书的出版得到了清华大学人文社科振兴基金项目后期资助项目（2013WKHQ006）的支持，在此一并致谢。崔刚2013年11月于北京清华园第1章导论对于许多人来说，神经语言学是一个比较陌生的术语。为了使读者能够对神经语言学这一学科具有初步的认识和理解，我们在本章将重点围绕以下三个问题展开讨论：什么是神经语言学？它主要研究哪些问题？研究这些问题的意义是什么？1.1什么是神经语言学
神经语言学是现代语言学的一个分支，是语言学与神经科学之间的交叉学科，主要研究语言和大脑功能之间的关系，目的在于理解人类语言的理解、产生、习得以及学习的神经和心理机制，探究大脑对于语言信息的接受、存储、加工和提取的方式与过程。
Whitaker（1971:6）最早使用neurolinguistics这一术语，并创办了以此命名的学术期刊《神经语言学学报》（Journal of Neurolinguistics），他指出：“我们要想对语言具有适当和足够的认识，就要把来自于语言与大脑的结构和功能相关的各种学科领域的信息相互联系起来，其中至少要包括神经科学和语言学。”从神经科学的角度来看，神经语言学属于认知神经科学的研究范畴。认知神经科学旨在探讨认知过程的生物基础，阐明这一过程的神经机制，其主要的研究领域包括语言（即神经语言学）、视觉、听觉、注意和记忆等心理现象。除了认知神经科学之外，神经科学还包括系统神经科学（主要研究神经系统的结构与功能）、行为神经科学（主要研究人类行为的神经基础）、发展神经科学（主要研究儿童发育过程中神经系统的发展过程）和细胞神经科学（主要在细胞和分子的层次上研究神经系统的结构与功能）等分支。神经语言学在整个神经科学中的地位以及与其他学科的关系可以用图1-1来表示：图1-1 神经科学分支学科概图
神经科学和语言学都可以被视为认知科学的组成部分，因此，我们也可以把神经语言学放置于一个更加宏观的学科背景之下，其学科关系可以用图1-2来表示：图1-2 认知科学分支学科概图
作为神经科学与语言学的交叉学科，神经语言学的研究人员主要来自于神经科学和语言学两个研究领域。在研究过程中，尽管他们都采用同样的研究方法，但是研究的侧重点却各不相同。语言学研究语言的结构，对于从事语言学研究的人来说，他们研究神经语言学的目的更多地是为了解决语言本身的问题，力图从神经科学的角度来探讨语言的不同结构在大脑中的呈现方式和语言处理的过程，进而探究人类语言的本质。而对于从事神经科学研究的人来说，他们则更多地从神经科学出发，把对语言处理的神经基础研究作为一个突破点，其主要目的在于探究人类神经系统的结构与功能。1.2神经语言学的研究问题
如上所述，神经语言学的研究涉及语言学、神经科学、心理学等多个学科领域，但是，它不是这些学科的简单相加，而是综合采用这些领域的方法来研究语言和大脑之间的关系。其主要内容包括语言损伤、语言处理和语言习得的神经和心理机制，包括正常言语的神经生理机制以及言语障碍的神经病理机制。神经语言学研究的核心问题主要是以下六个方面。
一、失语症患者的语言障碍以及由此所反映出的大脑的语言功能。
神经语言学起源于失语症的研究。在很长的一段时间里，神经语言学又被称为语言的失语症学（linguistic aphasiology）。失语症（aphasia）一词来自希腊语a（not）和phanai（to speak），意思为“不能说话”，法国医生Trousseau首先用它来描述大脑损伤致使患者不能用语言表达自己思想的现象。现在，失语症一词被广泛用来描述由于各种大脑损伤，包括脑出血、脑血栓、脑肿瘤、脑外伤等，所造成的语言障碍。语言学研究一般以正常人的语言为素材，但是对于神经语言学来说，语言功能障碍的研究具有特殊的意义。从历史的角度来看，神经语言学起源于人们对于语言障碍的关注和研究，它可以追溯到公元前400年Hippocrates（希波克拉底）关于语言障碍的描述。另外，语言障碍的研究可以使我们更好地了解正常的语言处理过程。语言的理解与产生包含着极其复杂的心理和生理过程，而正常人的话语是在极短的时间内组织起来而且以流利的语流表达出来的，从而掩盖了语言产生和理解的复杂过程。而对于有语言障碍的人来说，由于语言处理机制的某些环节出现异常，他们对语言处理的速度明显减慢，并呈现出许多典型的症状，从而为研究语言处理的过程以及语言与大脑之间的关系提供了机会。失语症的科学研究从Broca（1861）开始，历经一个多世纪的时间，失语症患者表现出的各种语言障碍为研究大脑和语言之间的关系提供了丰富的材料，失语症研究从而成为探索语言和大脑之间关系的重要途径。正如Caplan（1987:238）所说：“目前研究语言和大脑之间关系的最常用、最重要的方法是分析由于大脑损伤所导致的语言障碍。”研究者力图通过研究语言障碍与大脑损伤部位之间的对应关系，探究大脑的语言功能。另外，神经语言学关于语言障碍的研究也涵盖了与失语症相关的其他症状，例如，老年痴呆、阿尔茨海默症等。
二、儿童大脑的发展过程以及与此相伴的语言习得过程。
主要包括两个方面：正常儿童的语言习得过程与大脑发育之间的关系以及儿童母语习得过程中出现的各种语言障碍。与成年人的失语症一样，儿童语言障碍对于神经语言学来说也具有特殊的意义。儿童语言障碍产生的原因在于先天或后天因素对大脑所造成的损伤或发育不良，主要包括失语症、专门性语言障碍（Specific Language Impairment, SLI）和兰达—克莱夫综合征（Landau-Kleffner Syndrome）三种类型。儿童的大脑还处在生长发育阶段，语言习得也处于发展过程之中，其语言障碍具有很强的可变性与可恢复性。因此，儿童语言障碍的研究对于我们了解儿童语言习得的过程以及大脑和语言之间的关系要比成人语言障碍的研究具有更为重要的意义（崔刚、张岳，2002）。除此之外，发育正常的儿童的语言习得过程以及大脑发育过程之间的对应关系也是神经语言学研究的重要问题。从个体的发展来看，每个人习得语言的过程要受到遗传、环境等诸多因素的影响，各有不同的特点，但是又存在着共同的规律，这一规律与人的大脑发育过程具有密切的关系。神经语言学研究的一个重要目标就是要揭示儿童从出生到成人整个语言发展过程和大脑之间的关系。例如，Kuh（l 2004）的研究发现，婴儿在倾听语言时会利用计算（统计）策略来发现语言的数量和词汇节律。这说明人生来大脑中就具有先天遗传下来的统计和词汇节律知识。
三、在人类进化过程中，大脑的进化与发展过程以及由此带来的语言能力发展。
根据达尔文的生物进化理论，人类的发展经历了漫长的进化过程（如图1-3所示）。大约在2300万年前，类人猿与其他灵长类动物分离，而大约在500万年前人类和黑猩猩产生差异（Pika, 2008）。在不到300万年的时间内，人类大脑的重量从300克增加到目前的1200～1400克，而且体积和复杂性在进化的过程中也不断增加，使得一些旧有的功能得以改进，也使得一些新的功能（如语言、工具制造、创造）得以出现。在语言学研究和现代科技高度发达的今天，人们对于语言的起源和进化过程仍然知之甚少，其中的一个重要原因在于：与人类器官进化的研究不同，我们无法得到关于语言进化的化石类证据。但是，目前科学界所普遍赞成的一个观点是，大脑的体积在300万年内增长了三倍以上，100万年之内就增长了一倍，这相对于人类的漫长进化过程而言是相当迅速的。语言能力的进化应该是随着大脑体积和复杂程度的发展而产生的，在距今200万～30万年前，智人（Homo sapiens）就已经具备了语言和符号的处理能力，他们的大脑中就存在与语言功能密切相关的布洛卡氏区，此时人类的发音器官也已经进化得非常完善，能够发出区别于动物的人类特有的声音（Harley, 2001）。关于造成大脑体积迅速增长的原因，研究者的意见还不统一。其中一种观点认为，它与语言能力的产生和由此给人类带来的便利具有很大的关系，人类进化后期大脑体积增加最大的部位（包括大脑的额叶以及颞叶、顶叶和枕叶的连接区）似乎都与语言功能有关。Deacon（1997）认为，语言与大脑的进化是按照一种相互促进的方式，为了解决认知和感觉运动问题而共同进行的。随着大脑额叶上皮层的增加，符号处理的技能变得更加重要，对语言能力的要求也就随之提高，这就促进了言语器官的发展，而言语器官的发展又反过来提高了人类的符号处理能力以及大脑的进化。大约在50万年前口语的出现，使得人类大脑皮层的面积开始增加，人脑中负责口语的机制和语义机制经过几十万年的进化，神经系统自然而然地连接为一个整体。大脑容量的增加要受到一定的限制，因为大脑越大，成熟所需的时间就越长，要消耗大量的新陈代谢，同时也受到待产母体骨盆出入口宽度的限制，因此，大脑容量的增加必须平衡以上缺陷，使人类能更加适应生存。在对这一问题的研究过程中，目前的研究者一般以灵长类动物为实验对象，通过教授它们学习人类的语言来看大脑的进化与语言功能之间的关系。图1-3 人类进化过程示意图（资料来源：BSIP/Science Photo Library）
四、双语与多语的神经与心理机制。
如果一个人懂得两种或者两种以上的语言，这会不会影响到他/她的大脑对于语言的处理方式？不同的语言在大脑中是如何分而不混的？它们是否会相互干扰？这些问题都使得双语或多语的神经与心理机制成为神经语言学研究的一个重要而有趣的课题。目前，对于这一问题的研究主要采用两种方式。一种是对双语失语症患者的研究，它描述不同的语言组成成分之间的分离和双重分离的现象，还发现了一些双语失语症所特有的症状（例如，病理上的语码混合和转换，以及翻译障碍等），这使得研究者能够把某些双语的特有能力与专门的神经功能系统联系起来。另一种方式是对双语者或者多语者大脑的实验研究，例如，电生理研究（在大脑外科手术过程中进行电刺激和事件相关电位）和神经解剖功能研究（正电子释放成像和功能性磁共振成像）等。人们通过在接受开颅手术的双语或多语失语症患者的大脑中插电极的方法，发现这些患者大脑中的每一个语言区域都进一步分成三个或者若干个小区，其中较大的一个负责两种或者两种以上的语言，而其他较小的区域则各自负责某一种特定的语言。在这些较小的区域中，负责外语的区域要比负责本族语的大。由此人们推论，这大概是由于学习外语的初期所需要的神经细胞较多所致，而随着外语水平的提高，相应的语言区域也会逐渐收缩（毛子欣，1996）。人类具有学习多种语言的特殊能力，这被认为是大脑功能可塑性变化所调节的技能。Newman等（2002）的研究表明，在精通两种语言的人中，主要由左脑负责调解第一和第二语言的处理过程，但是随着熟练程度的提高或者年龄的增长，部分重叠的程度和两种语言的偏侧性会减少。他们还发现，双语者大脑左半球下部大脑皮层的灰质密度要比单语者高，这一区域的灰质密度会随着第二语言熟练程度的提高而增加，但是会随着年龄的增长而减少。这些现象可能是由遗传因素造成，也可能是由于语言学习经历所导致的结构重组。人脑的结构会因为学习第二语言的经历而有所改变，人脑会根据环境的需要而在结构上发生变化。Karl等（1997）的研究表明，在大脑额叶的布洛卡氏区，对于在成年后学习外语的双语者来说，不同的区域负责处理不同的语言，但是，如果人们在早期就学习外语，那么母语区和外语区则趋于被标记在额叶的同一区域。
五、语言处理、语言习得和语言损伤过程的计算机模拟。
神经语言学研究提出了许多关于语言处理、语言习得和语言损伤过程的模型，它们为计算机模拟提供了理论基础。计算机模拟多采用线性处理模式和并行处理模式，最近几年，联结主义网络模型也被广泛地应用于计算机模拟之中（崔刚，2006, 2007）。
六、大脑中语言处理过程的观察与测量。
尽管现代科技的发展为我们提供了许多研究大脑的手段，但是，大脑仍然被视为神秘的“黑箱”装置。我们还不能完全直接地研究大脑在语言处理过程中的工作情况。正像王德春（1988:11）指出的那样，神经语言学“这门学科刚刚起步，研究相当困难，这是因为语言是个复杂的现象，而人脑也许更为复杂。人类分裂原子进入微观世界，探索宇宙进入宏观领域，但对自身由1.5公斤细胞组成的大脑迄今所知不多。探脑比登月困难。”对于语言和大脑之间关系的研究只能通过对大脑工作外部表现的观察与测量来进行。那么，如何进行观察与测量也是神经语言学研究的重要问题。1.3神经语言学研究的意义
神经语言学研究具有重要的理论意义。首先，神经语言学属于神经科学的一个分支，其研究有助于我们认识大脑的性质及其功能特点，从而推动神经科学的发展。语言是人类区分于其他动物的最重要的标志之一，语言能力为人类所特有。无论是巴甫洛夫实验室的狗，还是科学家教说话的大猩猩，它们都不具备这种能力。而言语活动都是以大脑神经活动为基础的，人的大脑作为一个极其复杂的机能系统，其最高级部分与语言的关系最密切。神经语言学就是要找出人脑中与语言有关的，而其他动物所没有的特殊成分。因此，研究语言和大脑之间的关系，可以使我们更好地认识人类大脑的性质，进而加深我们对于人类自身的认识。另外，神经语言学研究也具有重要的哲学意义（周雪婷，2008），研究脑功能、探索大脑奥秘，阐明人类智慧、意识和思维的哲学本质并得到科学实验的验证，已成为当代的前沿尖端课题，将有助于我们理解大脑复杂的高级认知功能，揭开大脑活动的奥秘。2011年8月25日的《中国社会科学报》刊登了一篇就神经语言学对笔者进行专访的文章，题目是“神经语言学：‘说出来’的脑科学”，这一题目很巧妙、形象地表达了神经语言学对于我们认识人类大脑的意义。
神经语言学同时也是语言学的一个分支，其研究有助于我们深入认识语言处理的过程，从而推动语言学，尤其是心理语言学的发展。语言处理是一个复杂的心理过程。以言语的理解为例，说话者所说的话以声音的形式连续不断地传到听者的耳朵中，要理解所听到的话，至少需要以下的步骤：词的辨认，认知词的相关意义，确定词与词之间的语法关系，利用词、句法、语境和背景知识构建意义等，其中的每一个步骤都包含着非常复杂的过程（崔刚，2007）。尽管语言处理的过程非常复杂，但是人们处理语言的速度却非常快。在一般的谈话过程中，正常人通常在一分钟之内要说出大约150个单词，而且，各方之间的谈话也进行得非常连贯顺畅，在前一个说话者结束之后最长半分钟之内，另一个人就要接过话轮开始说话，就在这短短的半分钟之内，听者需要理解前一个说话者所说的话，而且还要计划好自己要说什么，并开始讲话（Bull & Aylett, 1998）。要解释语言处理的复杂性和高效性，一方面我们需要研究人的认知策略，更为重要的是，我们需要探究语言处理的神经基础，因为语言处理归根结底是由人的大脑来完成的（Dabrowska, 2004）。
神经语言学研究很好地体现了语言学与失语症研究之间的关系，可以极大地促进语言学的发展。从20世纪50年代开始，在Chomsky（1957, 1965）的语言学理论的影响下，现代语言学研究越来越多地注意到语言的生物学基础，即大脑和语言之间的关系，而神经语言学研究则是语言生物学基础理论最为直接的来源，正如Caplan（1987:238）所说：“目前研究语言和大脑之间关系的最常用、最重要的方法，是分析由于大脑损伤所导致的语言障碍。”语言功能在大脑中的定位研究就是很好的例子（详见本书第3章）。失语症研究是神经语言学的核心内容，而失语症研究在语言学研究中的作用也是不可忽视的。Laver（1980）提出，有五种言语材料可以作为观察语言产生的依据，其中之一就是失语症患者的语言障碍。关于失语症的研究对语言学所具有的特殊价值，英国语言学家Aitchison（1989:17）曾经打过一个比方，能够很形象地说明这一点。他指出：“小的故障往往可以比完善的工作系统更能揭示内在的工作机制。如果我们打开水龙头，水管里流出了清澈的水，我们就无法判断水的来源。但是，如果有几根鸽子的羽毛随着水一起流了出来，那么，我们就可以知道水是从鸽子可以靠近的水箱里流过来的。”桂诗春（1991:416）也持有类似的观点，他说：“正常言语毫不费力，简单明了，但却反而掩盖了语言产生的复杂过程。失语症患者的言语和正常人如此不同，自然能吸引大家的注意。”
失语症研究在语言学中的作用主要体现在以下两个方面。
首先，失语症研究为语言学理论提供了一个有效的验证基础。Jakobson被认为是第一个认识到失语症研究的价值并从事失语症研究的语言学家（Blumstein, 1988）。Jakobson（1971）认为语言学不仅可以有助于理解失语症的本质，更为重要的是，失语症研究可以为语言学提供用来验证语言学理论的“自然的实验”。他重点研究成人失语症，并且特别关注语言的原始要素和结构特征，以及它们的层次构造和组织。他指出，失语症患者语言功能的退化体现出语言系统固有的结构原理。这就意味着，语言系统的组织框架的损坏方式是有规律的，只有对语言系统的原始要素和结构原理的性质做出一定的假设才会有这样的规律。自语言学问世以来，人们就语言的本质、功能与结构提出了各种各样的理论，尤其是在心理语言学诞生以后，人们提出了许多关于语言理解和产生的理论。我们可以采用各种方法来证实这些理论，但是，最为直接的方法是通过对人类大脑的研究来证实，因为语言的理解与产生最终是由人的大脑控制的。而对语言和大脑之间关系的研究只能通过考察大脑工作的一些外部表现来进行，因此，我们可以通过对大量的失语症患者的语言障碍的研究，很好地揭示语言和大脑之间的关系，验证我们所提出的语言学理论。国外研究者已经在运用失语症研究验证语言学理论方面做了大量的工作。例如，Blumstein（1988:214）概括了失语症患者在语音、词汇和句法层次上的语言障碍及其对语言学理论的启示。在语音方面，他指出：“在语言学理论中，人们对语音学和音位学理论进行了区分，失语症的研究表明，这一区分是有道理的，因为几乎所有的失语症患者在语音产生的过程中都表现出在音位层次上的障碍。”关于大脑词库的研究也很好地说明了失语症研究在语言学研究中的作用。寻找词汇困难是所有失语症患者共同的问题，大脑词库的研究是通过对失语症患者词汇障碍的研究来发现大脑词库中词汇储存和提取的规律，人们在这一方面已经取得了许多进展。例如，崔刚（1994）根据对八位布洛卡氏失语症患者词汇障碍的研究，分析了语音、语义、词汇的构成以及词频等因素对于大脑词库中词汇储存和提取的影响，验证了心理语言学对于大脑词库中词汇的储存以及从中提取词汇的机制的理论。Nickels（1995）则分析了失语症患者的命名障碍，进而评价了从大脑词库中提取词汇过程的各种理论模式，分析了它们的有效性及其存在的问题。
其次，失语症研究也是语言学的重要理论来源。失语症研究不断地为语言学提出新的问题，推动语言学的发展。在失语症研究过程中，研究者设法用语言学理论来描述和分析失语症患者的语言障碍，他们会从中发现语言学理论所存在的局限性，这就使得语言学研究者从失语症的研究中发现语言学理论的不足，从而确定新的研究问题，对原有的理论进行修订补充，甚至提出新的语言学理论。因此，失语症研究不断地为语言学注入新的活力，极大地推动了语言学的发展。失语症研究对于语音学发展的促进就是一个很好的例证。国际音标（IPA）是由国际语音协会制订的一套符号系统，用于标记任何语言的发音，已经经过了多次的修订。根据1979年修订的情况，国际音标包含70个辅音和25个元音，能够详细地描述因为发音部位、鼻化等因素造成的语音变体，目前该音标系统已经被广泛地应用于失语症患者语音障碍的描述之中。但是，人们在应用的过程中发现，现有的国际音标无法完全描述患者的发音，因为国际音标的设计是以正常人的发音为基础的，并没有考虑到失语症患者的发音情况，这就使得国际音标的使用范围受到了限制。这种情况引起了一些语言学家的关注。Canepari（1983:19）指出：“大多数语音学家都有一些不安的感觉，这是由各种原因造成的，但首先是由于我们没有足够数量的符号来标注特殊的音。”鉴于此，一些英国的失语症研究者和语音学家一起对国际音标进行了修订和补充，制订了“语言障碍的语音描述表”。这不仅为失语症研究提供了更为有效的描述工具，而且进一步扩展了国际音标的使用范围，推动了语音学的发展。
神经语言学研究还具有重要的实践意义，这首先体现在语言学理论在失语症患者语言障碍的描述上。对患者语言障碍的描述有助于判定脑损伤的部位及病情，这种描述越精确，对医生和患者便越有利。神经语言学对失语症的研究尤为重视，这是因为这一学科的主要构成基础就是语言病理学。失语症是由于大脑损伤所导致的语言障碍，然而值得注意的是，多方面的证据表明，这些损伤并不会导致语言能力的全面丧失，它们对语言能力的破坏是有选择性的，不同部位的损伤会导致不同类型的语言障碍。语言学理论把语言划分为语音、音位、词汇、句法、语义、语用、语篇等层次，这为失语症患者语言障碍的描述提供了很好的框架。在20世纪60年代末70年代初，人们主要针对患者言语中的形容词和功能词的使用进行描述（例如，Jones & Wepman, 1967; Spreen & Wachal, 1973）。接着，研究者开始把转换生成语法用于描述患者语言中词与词之间的结构关系（例如，Myerson & Goodglass, 1972）。后来，各种语言学理论开始渗透到神经语言学之中，用来描述失语症患者的句法障碍，其中，Quirk等（1972）的语法理论起了很重要的作用。例如，以Quirk等（1972）的语法为基础，Crystal等（1976）设计了失语症患者的“语言评估、恢复与筛选程序”（LARSP），其目的是为医生提供一套描述失语症患者语言障碍和语言功能恢复的工具，但是从实际使用的情况看，该程序主要用于描述失语症患者在词汇和句法方面的语言障碍。从20世纪90年代开始，语用学理论也被广泛应用于失语症患者语言障碍的描述中，例如，Lesser & Milroy（1993）运用Levinson（1983）和Grice（1975）的合作原则描述了失语症患者在指示语的使用、会话结构、语篇连贯和角色转换等方面的障碍。在汉语失语症的研究中，崔刚（2002）运用语言学理论系统描述了布洛卡氏和传导性失语症患者在语音、词汇、句法和语用层次的语言障碍。
神经语言学的研究还有助于研究者加深对失语症患者语言障碍的认识，准确把握他们的真正问题所在。传统的失语症研究在分析患者语言障碍的原因时多从大脑的损伤入手，神经语言学的诞生使得研究者开始从语言学的角度，根据语言学理论关于语言产生和语言理解的描述来揭示失语症患者的语言障碍。例如，Byng & Black（1989）根据Chomsky的语言学理论对失语症患者的语言能力进行了分析，他们把名词短语和介词短语等句法结构作为内在的概念和语义结构的体现，描述了患者语言中谓语—论元（predicate-argument）结构，通过对失语症患者的语言中这一结构的分析，揭示了内在语义结构和句法体现之间的关系。McEntee & Kennedy（1995）则根据Chomsky的管辖约束理论分析了一例具有严重语法缺失患者的口语材料，结果表明，患者的语言能力中仍然保留着区分明确的词汇范畴，而且患者的语言中没有违反词汇顺序的现象，但是患者的语言多为独词句，不能正确地使用限定词和单词的屈折变化，这说明患者在词形句法表征（morphosyntactic representation）方面存在问题，因此，他们认为该患者的语法缺失现象是由于语言运用而不是语言能力的缺陷造成的。
神经语言学的研究对于失语症患者语言功能的恢复也具有很大的意义。随着现代医学科技的不断发展，新的治疗手段不断出现，失语症患者生存的可能性越来越大，现在的问题是要恢复他们的语言能力，提高他们的生活质量。在过去几十年里，神经语言学已经在失语症患者语言功能的恢复方面取得了很大的进展。例如，Davis & Wilcox（1985）、Penn（1985, 1988）等人设计了“发展失语症患者交际能力”程序（PACE），该程序以Halliday的系统功能语法和神经语言学的研究成果为理论基础，结合现代交际教学法，系统地对失语症患者进行训练，以便最大限度地恢复患者的语言交际能力。Edith等（1988）对PACE进行实验，结果表明该程序是一种有效地改善失语症患者交际能力的方法。
神经语言学的实践意义还体现在它在语言教学方面的应用价值。随着全球化进程的不断发展，外语教学已经成为一个重要的理论与实践领域，这在我国表现得尤为明显。从20世纪80年代开始，中国的外语教学伴随着改革开放的步伐进入了一个新的阶段，我国拥有世界上人数最多的把英语作为外语来学习的学习者——据Eoyang（1999）的估计，我国学习英语的人数超过了美国的总人口，拥有世界上最为庞大的英语教学与研究队伍，在历史上也从来没有像今天这样重视英语的学习。但是，令人遗憾的是，我们的外语教学还存在着诸多问题，“费时低效”的现象还很普遍。要解决这些问题，首先要搞清楚语言学习的内在规律，而神经语言学的研究就为解决这些问题提供了一种可能的途径。语言学习理论应该建立一种能够解释学习者的目标语言知识和技能的获得与发展过程的机制。长期以来，语言学习理论的研究主要采用心理语言学的研究方法，通过对学习者行为的研究建立起关于语言学习内在过程的假设。但是，归根结底，语言学习作为一种认知活动，最终要受大脑的支配，语言知识的获得、语言技能的形成，以及它们的发展都会引起大脑的变化。人们对于语言学习神经基础的忽视在很大程度上不是因为人们没有意识到这一点，而是因为我们现在对大脑的认识还不够充分，还不足以使我们通过这些知识来更加深刻地认识语言学习的内在规律。随着十几年来现代科技，尤其是大脑成像技术的迅速发展，神经语言学关于语言学习、双语甚至多语的研究已经得到了很大的发展，并取得了丰硕的成果。这就使我们能够从神经学的角度来研究语言学习，从本质上认识其内在规律，探讨语言知识和技能在大脑中的表征形式以及语言能力的发展给大脑带来的影响，从而在实践上更好地指导语言教学。
从方法论上来讲，从神经基础的角度研究语言学习和传统的研究方法有所不同。尽管两者都是一种建立推论和假设的过程，但是在方向上却截然相反。传统的语言学习研究按照从语言行为到内在机制的方向进行。研究者首先观察学习者的语言行为，然后分析这些数据，找出其中隐含的内在规律，从而建立关于语言学习机制的假设。而从神经基础的角度研究语言则按照从内在机制到语言行为的方向进行。研究者首先分析与综合神经语言学关于语言学习机制的研究成果，然后发现语言学习的神经基础，进而推论学习者的语言行为。由此我们可以看出，两种研究方法之间存在互相映照和互相补充的关系。尤其是语言学习神经基础的研究将会弥补传统研究方法的不足，为语言学习理论的发展起到极大的推动作用。例如，传统的语言学习理论研究大多以模块学说为基础，承认语言习得机制或者普遍语法在语言学习中的作用，但是时至今日我们也不能确定它们是否真的存在，它是否适用于语言学习。另外，关于大脑的研究也发现很难确定哪些区域或者神经网络与普遍语法存在一定的关系。神经科学在动机、记忆和注意等领域的研究方面都已经取得了很大的进展，而这些都与语言学习具有直接的关系，借鉴这些研究成果，探讨它们对语言学习过程的启示，对于语言学习理论的研究具有重要的意义。我们不妨从神经语言学的角度出发，反思我们原来的教学理论和教学方法与语言学习和使用的神经机制是否相吻合。21世纪被科学家称为“生物科学、脑科学的百年”。在20世纪末欧美和日本的“脑十年”研究计划推动下，对人脑认知功能及其神经机制进行多学科、多层次的综合研究已成为当代科学发展的主流方向之一。这些研究的成果将会在教育的各个领域，包括外语教学在内，产生巨大的影响。
另外，神经语言学的研究成果也能被计算机科学的研究广泛吸收（周雪婷，2008）。神经语言学研究的是生物学意义上的人脑的高级功能，而计算机科学界关注的是人工智能，若要使得计算机智能化，模拟人脑的功能，首先要对人脑的工作原理有一个比较清晰的了解，神经语言学的研究能提供人脑加工语言信息的一些原理，这对计算机解决自然语言生成、理解等问题无疑大有帮助。1.4结语
作为一门新兴的交叉学科，神经语言学具有无穷的魅力。这种魅力主要来自于其广阔、有趣或者神秘的研究领域以及诱人的应用前景。语言是人类区别于动物的最为重要的标志之一，语言能力的存在使得人类能够进行更为复杂高级的符号处理和思维活动。大脑是世界上最为复杂的物质。虽然大脑的体积不大，但是它的处理和加工能力却是巨大的。在人类的大脑中，含有复杂的神经网络和它们彼此之间的联结，这些组成了对人类来说最为复杂的系统。大脑对感知信号的计算分析能力、对自身和宇宙的理解能力是相当复杂的。我们不妨说，世界上存在着两个宇宙，一个就是我们所处的星球世界，璀璨的星星、皎洁的月亮可以激起人类无限的遐思，激发我们探索宇宙奥秘的热情。另一个宇宙就是我们的大脑，它在复杂程度上应该与星球世界相提并论。对第一个宇宙的探索可以使我们更好地认识人类所处的环境，拓展我们的生存空间。而对第二个宇宙的探索可以帮助我们回答“我是谁”这一最为古老的问题，更好地认识人类的本质，拓展我们的心理空间。人的大脑中大约有1000亿个神经细胞，每个神经细胞每10毫秒就可以执行上千次的运算，也就是说，每个神经细胞都具有差不多相当于一台小型的计算机的处理能力（Anderson, 2010）。1000亿个神经细胞中有相当大的部分是同步活动的，大量的信息处理是通过彼此的交互作用实现的。请想象一下，一个具有比1000亿台交互式计算机还要强的处理能力的装置该是个什么样子的。但是与此同时，我们又不得不面临一种矛盾的现象：与计算机相比，人的大脑在很多方面又存在劣势，例如，在一些函数的运算上，一个简单的袖珍计算器就能胜过我们的大脑！诸如此类的、看似矛盾的现象或许有可能更好地揭示大脑的本质。
人脑是长期生物进化的结果，关于包括语言在内的大脑功能及其结构的研究属于自然科学的领域。然而，人是社会的产物，语言活动基本上是一种社会活动，对于语言的研究又属于社会科学的范畴。这样，神经语言学就处在了自然科学和社会科学的结合点上。神经语言学的跨学科性决定了其研究成果的广阔应用价值，这些研究成果不仅可以运用于社会科学领域，也可以应用于自然科学领域。第2章语言的生物基础
语言的物质基础是人的大脑，而大脑又是生物亿万年进化的产物，是宇宙间最复杂的系统，其机能是任何动物所无法比拟的，也是人体最精密、最重要的生命器官。高度发达的现代医学技术使得我们可以进行各种人体器官的移植，包括肝脏、肾脏、心脏等，这些原有的器官被更换之后，这个人的身份不会有任何的改变。但是，如果把一个人大脑移植了，这个人的身份可能就成为一个问题。人脑的平均重量大约一千多克，只占到身体总重量的百分之几，然而就是这一占身体很小部分的组织却控制着人类各种包括语言在内的复杂的认知和心理活动。从不同的角度去研究大脑是现代科学研究的前沿课题，在本章中，我们无法全面地介绍这些研究的成果，而只能从读者阅读本书的实际需要出发，介绍一些与语言有密切关系的神经学基本知识，以帮助读者阅读和理解本书后面章节的内容。本章内容的安排基本按照从宏观到微观的次序，首先从总体上介绍人的神经系统，包括中枢神经系统和外周神经系统；然后介绍大脑的结构，包括其外部结构、两个半球以及主要的功能分区；接着介绍神经系统的基本构成单位——神经细胞，包括它们的结构、分类、功能以及相互的联结和传递信息的方式等；最后介绍与语言相关的人类基因。2.1神经系统
人的神经系统分为两大部分：中枢神经系统和外周神经系统（如图2-1所示）。
外周神经系统包括与脊髓相连的所有运动和感觉神经细胞，它们遍布人体的周身和内脏器官，其主要成分是神经纤维。外周神经系统把身体各部与中枢神经系统联系起来，通过它，脑和脊髓既可获得全身器官活动的信息，又能够发送信息到各器官以调节它们的活动。将来自外界或者体内的各种刺激转变为神经信号向中枢神经系统传递的纤维被称为传入神经纤维，由这类纤维所构成的神经叫作传入神经或者感觉神经，包括两种类型：（1）躯体感觉纤维，分布于皮肤、骨骼肌等处，负责将这些部位所接受到的刺激传入中枢系统；（2）内脏感觉纤维，分布于内脏、心血管以及腺体等处，负责将这些结构的感觉冲动传入中枢系统。向周围的效应器传递中枢冲动的神经纤维被称为传出神经纤维，而这类神经纤维所构成的神经则叫作传出神经或运动神经，包括躯体运动纤维和内脏运动纤维。前者分布于骨骼肌并负责支配它们的运动，后者负责支配平滑肌、心肌运动以及调节腺体的分泌，由它们所组成的神经又被称为植物性神经。图2-1 中枢神经系统与外周神经系统图2-2 中枢神经系统各部位
中枢神经系统由脑和脊髓组成（如图2-2所示）。男性成人的脑重量约1400克，女性成人的脑重量约为1300克。脊髓是中枢神经系统的低级部分，位于椎管之内，呈扁圆柱形，上经枕骨大孔与延髓（又称延脑）相连，下端为脊髓圆锥。脊髓是感觉和运动的传导通路，人体躯干和四肢各部分所接受的感觉信息都要经过脊髓才能上传到脑，而脑对躯干四肢活动的控制和调节也要经过脊髓才能下传到全身各部。脊髓还是躯体和内脏简单反射的中枢，如膝跳反射、排尿反射等不需要脑的参与，仅靠脊髓即可完成。
脑是中枢神经系统的头端膨大部分，位于颅腔之内。脑的一些部位之内有空腔，其内充满脑脊液，被称为脑室，主要包括大脑左右半球内的两个侧脑室（分别为第一脑室、第二脑室）、第三脑室和第四脑室。按照由下往上的顺序，脑包括六个主要的部分：
一、延脑（medulla oblongata），又称末脑（myelencephalon）或延髓，位于脊髓的上端，下与脊髓相连，呈细管状，其主要功能在于控制呼吸、心跳、吞咽及消化。
二、脑桥（pons），位于延脑之上，是由神经纤维构成的管状体，要比延脑粗大一些，连接延脑和中脑，其功能与睡眠有关。
三、小脑（cerebellum），位于脑桥之后，形似两个相连的皱纹半球，其功能主要在于控制身体的运动与平衡。脑桥和小脑有时也被统称为后脑（metencephalon）。
四、中脑（mesencephalon），位于脑桥之上，恰好处于整个脑的中间，其功能与视觉和听觉有关。在中脑的中心有一个网状结构，控制觉醒、注意、睡眠等意识状态。网状结构的作用扩展至脑桥、中脑和前脑。延脑、脑桥、小脑和中脑合称为脑干（brain stem）。脑干的内容中央是脊髓的中央管扩大形成的第四脑室。
五、间脑（diencephalon），位于中脑之上，它虽然体积不大，但是功能十分复杂，仅次于大脑皮层。它不仅是除嗅觉外一切感觉冲动传向大脑皮层的转换站，而且是重要的感觉整合机构之一，在维持和调节意识状态、警觉和注意力方面起着重要的作用。间脑因其位于大脑半球和中脑之间而得名，它的中间有一个侧扁的管腔，称为第三脑室，它通过小孔同两侧脑室相通。
六、端脑（telencephalon），又称大脑，是人脑中最重要、最高级、功能最复杂的部分，是控制机体运动、感觉、语言、内脏及其调节的最高中枢，人的心理功能主要靠它来完成。大脑和间脑一起有时被称为前脑。人的大脑由左右两个半球组成，借助大脑脚与脑干相连。两个半球之间由胼胝体相连接。半球内的脑室称为侧脑室，它们借助室间孔与第三脑室相通。
中枢神经系统与外周神经系统相互配合，构成了一个完美的指挥与控制中心。中枢神经系统对言语的感知、支配和调控功能都是通过外周神经系统实现的。人的面、唇、舌等和说话有关的肌肉以及包括喉和声门在内的发音器官都由外周神经支配。大脑皮层的语言中枢发出指令，通过外周神经达到相应的言语肌肉和发音器官，引起收缩活动，完成说话的动作。2.2大脑的结构2.2.1 大脑的外部结构
人的大脑位于颅腔之内，颅骨被头皮包围，颅骨与头皮一起为大脑形成了很好的保护。另外，在颅骨之下，大脑还被结缔组织膜覆盖，其中的最外层为硬膜（dura mater），厚而坚韧，由致密结缔组织构成，有保护和支持作用；中层为蛛网膜（arachnoid），是一层无血管的透明薄膜，内层为软膜（pia mater），紧贴于脑和脊髓表面，内有丰富的血管（如图2-3所示）。在蛛网膜和软膜之间有脑脊液（cerebrospinal fluid）。人的脑脊液总量约为140毫升，更新时间为5～7小时，其主要功能是提供浮力，保护中枢神经系统，并为它们提供一个相对稳定的、确保神经细胞和神经胶质细胞正常活动的有机离子环境。图2-3 大脑的保护层
大脑是中枢神经系统中最为发达的部分，呈球形，由大脑纵裂将其分为左、右两个半球，是中枢神经系统的最高级部分。人类的大脑是在长期进化过程中发展起来的思维和意识的器官。大脑左、右大脑半球由胼胝体（corpus callosum）相连。半球内的腔隙称为侧脑室，它们借助室间孔与第三脑室相通。根据大脑所处的人类头部的相应位置，大脑的前部称为额，后部称为枕，外下方向前突出的部分称为颞。大脑表面许多部位的命名都与此有关。
大脑半球的背侧面，各有一条斜向的沟，称为侧裂（lateral fissure）。侧裂的上方，大约在半球的中央处，有一由上走向前下方的脑沟，称为中央沟（central fissure）。每一半球又分为四个叶（lobe）（如图2-4所示）。在中央沟之前与外侧裂之上的部位，称为额叶（frontal lobe），为四个脑叶中最大的部分，约占大脑半球的三分之一，它也是脑发展最晚的部分；外侧裂以下的部位，称为颞叶（temporal lobe）；中央沟之后与外侧裂之上的部分，称为顶叶（parietal lobe）；顶叶与颞叶之后，在小脑之上大脑后端的部分，称为枕叶（occipital lobe）。以上各脑叶，均向半球的内侧面和底面延伸，而在各脑叶区域内，各有许多小的脑沟，其中蕴藏着各种神经中枢，分担不同的任务。大体而言，额叶负责思维、决策、话语的产生、运动等，颞叶负责语言的理解、听觉感知、长时记忆和情感等，顶叶负责身体各部位的感觉、综合视觉和身体运动信息等，枕叶负责视觉信息的感知和处理。图2-4 脑叶示意图2.2.2 大脑的两个半球
在正常情形之下，大脑两半球的功能是分工合作的，在两个半球之间，由神经纤维构成的胼胝体相联结（如图2-5所示），负责沟通两个半球的信息。如果将它们切断，大脑两半球被分割开来，各半球的功能陷入孤立，缺少相应的合作，在行为上会失去统合作用，就会形成裂脑（split brain）。研究“裂脑人”的语言特点可以帮助我们了解言语的神经机制，尤其是两个半球在语言功能方面的分工，因此成为神经语言学研究的一个重点问题，并由此得出了大脑两个半球功能不对称的结论。
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