语言语境对双语者认知控制的调控

黄彦红,唐雪梅

（安徽工程大学 外国语学院，安徽 芜湖 241000）

0 引言

随着国际交流与合作的进一步加深，越来越多的人成为双语者。这些双语者在进行语言加工时，两种语言词汇表征会同时被激活并相互竞争，而要解决这种竞争，认知控制必不可少。认知控制（Cognitive Control），也被称为执行控制（Executive Control），影响到了感知、思考、决策、行动和不同认知领域等广泛范围，对大脑意识控制、记忆保持和语言交流等高级功能的意义重大。[1]

双语者能更有效地利用认知控制资源解决非语言任务中的冲突，最终可能促进认知控制功能的发展。[2-3]也就是说，相比较单语者而言，双语者可能呈现出一定的双语控制优势。从支持语境调节作用的自适应控制假说入手，本文总结了现有用于测量双语者语言控制和执行控制的研究范式，分析、梳理现有的来自行为、脑电和神经影像学等领域的相关文献，探讨了不同语境条件下双语者语言加工和认知控制加工的特点及神经机制，以揭示语言语境对语言控制和一般认知控制的调节作用。

1 理论基础

Green和Abutalebi[4]区分了认知控制的8个过程，即目标维护、冲突监控、干扰抑制、显著线索检测、选择性反应抑制、任务分离、任务参与和机会性规划；通过探查3种不同互动语境（单语语境、双语语境、密集切换语境）对这8个控制过程的需求变化，他们发现，语境不同会与特定控制过程相关的神经区域和回路发生自适应变化，由此提出了自适应控制假说（图1）。语言通道是指语言产生和理解中包含的概念——情感——语言——感觉——运动等表征，元控制过程是指在工作记忆中控制这些表征以确保交际目标有效实现的过程和设置这些控制过程参数的过程（正是这些参数需要适应和协调技能中的变化）。该假说认为：双语者会根据会话的交互语境自适应地调节语言控制过程，从而改变了他们的各种认知控制能力。[4]这一假设表明，具有不同认知控制资源需求的加工语境会对语言控制系统产生不同的影响。换句话说，语言语境是调节双语语言控制的关键因素，这一观点得到不少研究的支持。[5-8]

图1 自适应控制假设结构[4]（实心箭头表示内在控制过程）

2 研究范式

语言切换范式是研究语言控制机制的经典范式，而语境对双语者认知控制的调控作用，一般是通过考察不同语境条件下，双语者执行语言切换任务和一般认知控制任务时的相互关系来实现的。常见的语言切换任务有图片或数字命名、词汇或语义判断、句子阅读、跨语言（掩蔽）启动等。认知控制包含抑制（抑制控制）、刷新（工作记忆）和转换（认知灵活性）等3个子维度。[9]

2.1 抑制能力测量

鉴于抑制控制在认知控制系统中的重要地位，许多研究直接将双语者的认知控制能力等同于抑制控制能力。研究者们一般通过Simon任务、Flanker任务、Stroop任务、Go/No-go任务、Anti-saccade任务等，来考察双语者的抑制控制能力。

标准的Simon任务是一种带有冲突的选择反应任务。[10]在这个测试中，参与者被要求通过手动按键反应，根据刺激线索（如颜色）区分一个随机出现在电脑屏幕左侧或右侧的目标（如红色线索时用左手食指按Z键，绿色线索时用右手食指按M键）。反应任务中，既有与任务相关的信息——颜色，也有与任务无关的信息——位置，受试者必须抑制和控制同侧刺激的主导反应倾向，以参与者的反应时间和错误率作为其抑制控制能力的评价指标。

空间Stroop任务与Simon任务相似，有时被称为Simon arrow任务[11]。通常在电脑屏幕的不同位置（偏左、偏右）呈现一个箭头（箭头方向或与箭头在屏幕上显示的位置相同，或不同），受试者需要忽略箭头在屏幕上的位置来确定其指向。此任务同样考察抑制控制的反应维度，因为箭头位置和箭头指向可能会发生冲突。

Flanker任务的刺激由一个目标中心箭头和目标两侧的干扰箭头组成，参与者需要通过按左边或右边的按钮来对目标箭头指向作出尽可能快的反应。[12]目标刺激和干扰刺激的方向或同或异。通过反应时计算Flanker效应量，考察个体在抑制无关信息能力方面的抑制控制能力。

Anti-saccade任务也可以用来测量抑制优势反应能力。[13]首先在屏幕中央呈现一个注视点，随后在注视点的一侧呈现一个线索刺激，接着在另一侧呈现目标刺激（向左、向右或向上的箭头），最后呈现一个掩蔽刺激，要求被试尽快判断箭头指向。该任务通过计算反应时来测量抑制控制能力。

Go/No-go任务可以测量受试者的认知能力，如判断或辨别某种刺激、反应/行为的抑制和冲突/错误监控。[14]在实验过程中，Go任务要求被试根据提示对某些具有优势效应的刺激作出反应，而No-go任务指的是对小概率需要抑制才能进行反应的（此处的反应指不按键）任务。

2.2 刷新能力测量

工作记忆的测量主要借助N-back任务、动态记忆任务（Running Memory Paradigm）以及科斯积木任务（Corsi Block Task）等手段来完成。N-back任务[15]需要参与者将刚出现过的刺激（字母或图形）与之前呈现的倒数第n个刺激进行对比，通过控制现有刺激与目标刺激相间隔的刺激个数的方式来操纵记忆负荷；动态记忆任务[16]则需要参与者记忆屏幕上出现的一连串（辅音）刺激的最后几个（刺激以一秒一个呈现），直到呈现结束；在科斯积木任务[17]中，研究员将9块积木随意放在地板上后，随机在任一水平上敲打其中一定数量的积木（从2块到6块不等），每个水平测3次，再要求参与者回忆出研究员敲打积木的顺序并按此顺序敲打积木。在这3个任务中，由于参与者不知道刺激何时呈现完毕,因而刺激线索越长,需要刷新的次数就越多，难度也就越大。

2.3 转换能力测量

用来测验认知灵活性的任务范式主要包括威斯康星卡片分类任务（Wisconsin Card Sorting Task，简称WCST）、维度变化卡片分类任务（Dimensional Change Card Sorting，简称DCCS）以及灵活项目选择任务（Flexible Item Selection Task，简称FIST）等。

在WCST[18]中，被试需要从4张刺激卡片中选出1张与反应卡片匹配的卡片。4张刺激卡片分别为1个红色的三角形、2个绿色的五角星、3个黄色的十字形和4个蓝色的圆，反应卡片是由128张由不同形状（三角形、五角星、十字形、圆形）、颜色（红、黄、绿、蓝）、数目（1、2、3、4）组成的图案构成。实验任务按颜色、数量和形状3种规则轮换，采用随机顺序，但是连续2次规则不相同。

在DCCS任务[19]中，研究者先向被试呈现目标卡片（如红色的花或蓝色的车），接着呈现一系列的测试卡片（如红色的车和花或者蓝色的车和花），随后要求被试在一种维度上（如颜色）进行分类；经过几次实验之后，又让他们在另一维度上（如形状或数量）进行二次分类。扩展版的DCCS在标准版的基础上增加了难度，一部分测试卡片的周围加了黑色边框，出现黑色边框时按照初次维度来分类卡片，未出现黑框时按二次维度来分类卡片。

在FIST中，研究者向被试呈现3张图片(如一棵大树、一棵小树和一条小狗)，首先要求儿童选出在某一方面相关的2张图片(如形状相关：大树和小树)，再让被试选出在另一方面相关的2张图片(如大小相关：小树和小狗)。

这3种任务均通过计算被试的正确率和反应时来测量被试在不同任务维度之间灵活转变的能力，不同的是WCST和FIST任务需要被试自己总结规律进行分类，而DCCS任务则告知被试规则。因DCCS任务和FIST比较简单，所以一般用于儿童认知控制能力的测量。

3 语言语境的调控

双语者的语言加工可能发生在L1（一语）语境中、L2（二语）语境或双语切换语境中，而不同的语言语境可能会对双语者的语言控制机制和认知控制机制产生影响。相关研究或以生活在不同语言语境中的双语者为对象，考察长期的双语互动经验对一般认知控制影响，[5-20]或针对同一组双语者设置不同的语言需求语境，考察任务诱导语境对一般认知控制的即时效应。[21-23]结果发现，相比较单一语言语境下的双语者而言，混合语言语境下的双语者在执行一般认知控制任务时更有优势。也就是说，语言语境会调节一般认知控制过程。那么，这种调节是如何实现的？语言使用包含语言产生和语言理解两个不同方面，相应的语言语境调节控制机制的研究也围绕这两个方面展开。

3.1 语言产生中的语境调节

在语言产生中，借助ERP（Event-Related Potentials，事件相关电位）技术，采用跨任务适应范式（图片命名和Flanker任务交织进行），Jiao等[22]发现，与单一语境相比，双语者在切换语言语境下的Flanker任务的一致性和非一致性试验中，分别激发了更大波幅的负波N2、较小波幅的正波P3和LPC等ERP成分。N2反映了对冲突过程的监测，其波幅变大表明冲突监测时耗费的认知资源越多；P3成分主要反映了反应抑制加工和刺激分类[24]；LPC则反映了对刺激的再加工。混合语境会给双语者以双语经验提示，从而在整体上耗费更多的认知资源，诱发更大的N2波幅。这意味着在早期时间窗内，双语者会耗费更多的认知资源进行冲突监测，较小幅值的P3和LPC成分的出现则是因为早期时间窗口内的认知处理会减少后期窗口中的附加分类或响应抑制。

来自神经影像学的证据进一步表明，与单语语境相比，切换语言语境下，双语者大脑中与认知控制相关的区域如背侧前扣带皮层/补充运动前区(dACC/pre-SMA)复合体、背外侧前额叶皮层(DLPFC)、顶下小叶（IPL）、左尾状核、额下回(IFG)等与认知控制密切相关的区域会发生不同的变化。基于实验采集到的fMRI（functional Magnetic Resonance Imaging,功能性磁共振成像）数据，Branzi等[25]提出，双语者的语言控制是由DLPFC/SMA作为监督注意系统的层级组织起来的，其目的是为了增加对第二语言的局部控制等监测需求；另一方面，前额叶、下顶叶区(IPA)和尾状核作为反应选择系统，专门为局部和全局控制进行语言选择。Fu等[26]也发现，在切换语境下，双语者切换到强势语言L1时会激发更大的神经成本（双侧IFG、右DLPFC和SMA等脑区活动增加）。MEG（Magnetoencephalography，脑磁图）研究[27]显示，切换语言语境激发了双语者更活跃的ACC、DLPFC等区域活动。Zhu等[28]进一步考察了认知控制程序作用与语言加工的时间进程，结果发现，切换语境下，在呈现命名所需的语言线索后，在左IFG观测到了非对称的神经代价，用弱势语言（L2）命名时诱发的大脑活动更为活跃；在呈现需要命名的目标后，用弱势语言（L2）诱发的右IFG则更为活跃。该研究认为，在语言转换过程中，控制过程分为两个阶段：左IFG解决来自线索提示的干扰，右IFG抑制目标出现后参与竞争的非目标语言词汇。

3.2 语言理解中的语境调节

在语言理解中，研究者们通过控制刺激语料的呈现频率，人为地创造L1语境、L2语境和切换语境，考察语言切换语境对认知控制的即时调节作用。在词汇层面，Wu和Thierry[29]考察了威尔士—英语双语者执行Flanker任务时的语境效应。在该研究中，在每个试次的Flanker任务之前都会呈现不同语言的单词刺激，创造了L1、L2和混合（切换）语境。结果显示，与单语语境相比，在切换语境下，被试在Flanker任务中的正确率更高，P3波幅更小。P3反映了抑制控制加工，其波幅的减小说明被试在切换语境下对无关信息的反应抑制和干扰抑制能力要优于单一语境。该研究还发现，即便没有要求被试处理语言刺激，语言语境依旧会影响双语者执行Flanker任务时的表现。为进一步探查语言理解时的语境对执行控制的影响，Jiao等[30]通过图片—单词匹配任务来创设语言语境，而被试在匹配时需要对语言进行理解加工并作出判断。结果发现，与单一语境相比，切换语境下，双语者在一致性和不一致性的Flanker任务中表现更好，也就是说，在实时词汇理解过程中整合语码切换有助于促进认知控制的进行。

在句子层面，Adler等[21]通过跨任务适应范式，考察了双语者的Flanker句子阅读表现。发现：与阅读不包含语码转换的句子相比，阅读语码转换的句子有助于随后的Flanker任务中的冲突解决。Bosma和Pablos[31]借助ERP技术，同样发现切换语境会调节双语阅读理解中认知控制的参与。在该研究中，研究人员给一半的被试提供L1句子和L1到L2的切换句子，而给另一半被试提供L2句子和L2到L1的切换句子，所有被试完成了一项Flanker任务，在该任务中他们交替地阅读带有或不带有交替语码转换的句子。结果发现，Flanker一致性任务的诱发P3波幅比不一致性试验的大，而且这种效应受到之前的切换语境调节，受到切换方向的影响。双语者L1切换L2后引起的Flanker效应大于单一L1语境下的，L2切换L1切换诱发的Flanker效应小于单语L2语境下的。这说明从L1切换到L2时调用了词汇外部的一般认知控制机制，而从L2切换到L1时则解除了这些外部控制。换句话说，在阅读理解过程中，在切换到L2时，L1会被抑制，而在向L1切换时，这种抑制又会被解除。在一项MEG研究[32]中，在语言理解中的切换时，DLPFC和ACC都被激活，但当切换得到更生态有效的环境支持时（被试倾听双语会话中的即时切换），认知控制区域仅在听觉皮层有显著激活，并未观察到DLPFC和ACC的激活。借助fMRI技术，Stasenkoa等[33]发现语言切换的神经成本受语言语境和词性影响。具体而言，与单一语境相比，阅读段落中的虚词转换对大脑中与抑制相关的右IFG、双侧MFG和SMG(Supramarginal Gyrus缘上回)有显著激活，而实词切换只能激活与干扰抑制相关的左IFG；其次，L1切换到L2时会明显激活右SMG，呈现出逆向语言优势效应（Reversed Language Dominance Effects），而L2切换到L1时则并未发现。

可见，不论在语言产出还是语言理解中，当双语者沉浸在混合语言语境中时，解决跨语言竞争表征的语言控制需求可能会触发认知控制参与，进而对后续认知控制在其他任务上的表现进行即时调节。即，双语者的双语控制和认知控制会受到语言语境的快速调节。随着在L2中沉浸时间的延长，双语者的认知控制能力会得到长期的调节，体现出较为稳定的 “双语控制优势” ，这种双语优势受到双语者长期双语经验和即时语言语境的共同调节。

4 结语

语言产生和语言理解层面的相关研究均表明，语言语境能调节双语者的语言控制能力和一般认知控制能力。相比较单语语境而言，在切换语境中，双语者执行认知控制任务时会呈现出一定的控制优势。现有关于语言语境对双语者认识控制调节作用的研究多数集中在考察语言语境对双语者抑制控制能力的影响方面，对认知控制的其它两个维度——刷新和转换的研究还需要进一步深入。其次，双语者的语言处理机制对人脸或其他图像等文化线索十分敏感，这些视觉线索能帮助他们控制语言输出。未来的研究还可借助先进的神经影像学(PET、fMRI等)和神经电生理学技术(ERP、MEG)考察社会文化语境对双语者语言加工和认知控制的调节作用。