比開口說另一種語言更難的，是「關掉」原來的語言

那些能夠流利使用至少兩種語言的人，當他們「切換頻道」的時候，大腦里發生了什麼？一項新研究發現，相比「啟動」另一種語言，「關掉」原來正在使用的語言要消耗更多的認知資源。

撰文 New York University

翻譯 嚴冰冰

審校 董堃

編輯 戚譯引

圖片來自 Pixabay

紐約大學主導的一項最新研究揭示了人們在轉換語言時大腦獨特的計算方式，為雙語現象的生理機制提供了新的解讀。

「多語言使用者的一個過人之處就是他們可以快速、準確地在多種語言之間隨意切換」，紐約大學博士候選人、該研究的第一作者艾斯提·布蘭科-艾羅里耶塔（Esti Blanco-Elorrieta）表示，「我們的發現有助於確定在此過程中大腦里發生了什麼——尤其是，哪些具體的神經活動是與從一種語言切換到另一種這個過程相關的。」

「具體而言，該研究首次表明從神經生物學的角度來看，脫離一種語言的過程需要消耗一些認知資源，而激活另一種語言幾乎毫不費力」，紐約大學語言系和心理學系教授、該研究的資深作者琳娜·皮爾克南（Liina Pylkkanen）評論。

過去的研究一直認為語言轉換與大腦的認知控制相關區域（如前額葉和扣帶回前部）的活動增強相關。然而，此前我們並不了解這種活動增強是由哪個步驟驅動的，是脫離前一種語言，還是進入另一種語言。

研究的困難之處很大程度上在於，當多語種使用者切換語言時，上述兩個步驟是同時發生的。（例如，當雙語者從講西班牙語切換到講英語時，「關閉」西班牙語的步驟與「打開」英語的步驟是同時發生的。）

為了拆解這個動態過程，研究者們，包括來自聖地亞哥州立大學的凱倫·艾默里（Karen Emmorey），以能夠流利使用、並且經常同時使用英語和北美手語（ASL）的雙語使用者作為研究對象展開實驗。

布蘭科-艾羅里耶塔觀察到：「他們能夠同時使用這兩種語言，這為我們提供了很好的研究機會，以分離出『關閉』和『打開』不同語言的過程。」

具體而言，這意味著研究者可以讓參與者們從同時使用兩種語言的狀態轉換到只使用一種語言的狀態（只執行「關閉」語言的過程），或者反過來，從只使用一種語言的狀態轉換到同時使用兩種語言的狀態（只執行「打開」語言的過程）。

實驗過程中，研究者讓參與者們觀察相同的照片，並用語義上一致的表達來命名它們。為了觀察該過程中的即時大腦活動，研究人員使用了腦磁圖（MEG）技術，通過記錄大腦中的電流產生的磁場來標記神經元的活動。

結果顯示，當參與者關閉一種語言時，大腦認知控制區的活動增強，而打開一種語言的過程與不轉換語言相比，大腦活動並無差別。

也就是說，大腦主要是在費力地「關閉」一種語言，而「打開」另一種語言所需的認知努力很少或為零——不論那是口頭語言還是手語。

實際上，研究者們還發現，對於參與者而言，同時使用兩種語言（一種是手語，另一種是非手語），並不比只使用一種語言的狀態需要更多的認知活動。相反，同時使用兩種語言比有意抑制主導語言（英語）而只使用手語（ASL）來命名圖中事物更加容易。

布蘭科-艾羅里耶塔說：「總而言之，這些研究結果暗示，語言轉換過程的認知負擔是由脫離前一種語言，而非進入另一種語言的過程產生的。」

參考來源：https://medicalxpress.com/news/2018-09-languages.html

論文信息

【標題】Language switching decomposed through MEG and evidence from bimodal bilinguals

【作者】Esti Blanco-Elorrieta, Karen Emmorey, and Liina Pylkk?nen

【期刊】PNAS

【DOI】https://doi.org/10.1073/pnas.1809779115

【摘要】A defining feature of human cognition is the ability to quickly and accurately alternate between complex behaviors. One striking example of such an ability is bilinguals』 capacity to rapidly switch between languages. This switching process minimally comprises disengagement from the previous language and engagement in a new language. Previous studies have associated language switching with increased prefrontal activity. However, it is unknown how the subcomputations of language switching individually contribute to these activities, because few natural situations enable full separation of disengagement and engagement processes during switching. We recorded magnetoencephalography (MEG) from American Sign Language–English bilinguals who often sign and speak simultaneously, which allows to dissociate engagement and disengagement. MEG data showed that turning a language 「off」 (switching from simultaneous to single language production) led to increased activity in the anterior cingulate cortex (ACC) and dorsolateral prefrontal cortex (dlPFC), while turning a language 「on」 (switching from one language to two simultaneously) did not. The distinct representational nature of these on and off processes was also supported by multivariate decoding analyses. Additionally, Granger causality analyses revealed that (i) compared with 「turning on」 a language, 「turning off」 required stronger connectivity between left and right dlPFC, and (ii) dlPFC activity predicted ACC activity, consistent with models in which the dlPFC is a top–down modulator of the ACC. These results suggest that the burden of language switching lies in disengagement from the previous language as opposed to engaging a new language and that, in the absence of motor constraints, producing two languages simultaneously is not necessarily more cognitively costly than producing one.

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