领域通用主动控制如何调节英语wh-依存关系处理:一项EEG研究揭示认知与语言的神经机制

【字体: 时间:2025年04月23日 来源:Brain and Language 2.1

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  本研究通过EEG技术探究了领域通用主动控制(proactive control)对英语wh-依存关系(wh-dependencies)处理的调节机制。研究人员采用AX-CPT任务诱导不同主动控制水平,结合句子阅读任务分析ERP和TFR数据,发现主动控制水平显著影响wh-依存关系的神经处理模式,表现为theta(4–7 Hz)和高beta(18–30 Hz)频段功率变化及P600成分差异。该研究首次揭示了主动控制与语言特异性处理的神经重叠机制,为认知-语言交互理论提供了新证据。

  

语言处理与认知控制的关系一直是神经语言学研究的核心问题。传统理论认为,语言处理依赖于专门的模块化系统,但近年来越来越多证据表明,领域通用的认知控制机制在语言处理中扮演重要角色。例如,Novick团队发现冲突解决任务(如Stroop任务)能促进花园路径句(garden-path sentences)的歧义消解。然而,这种交互作用是否适用于其他类型的认知控制(如主动控制)和句法结构(如wh-依存关系)仍不清楚。英语wh-依存关系是研究句法复杂性的经典模型,其处理涉及工作记忆维持和预测机制——这与主动控制的核心特征高度相似。主动控制(proactive control)指持续维持信息以预测未来事件的能力,而wh-依存关系处理同样需要预测可能的语法空缺(gap)。这种相似性引发关键科学问题:领域通用的主动控制能否调节语言特异性的wh-依存关系处理?

为解决这一问题,佛罗里达大学的研究团队设计了创新的双任务实验。67名英语母语者先完成不同版本的AX-CPT任务(AX-continuous performance task)以诱导不同主动控制水平,随后阅读包含wh-依存关系的句子。通过脑电图(EEG)同步记录事件相关电位(ERP)和时频表征(TFR),研究首次系统考察了主动控制与wh-依存关系处理的神经关联。

关键技术方法包括:1)改良版AX-CPT任务(含40% AX和40% BY试次)通过试次比例和策略训练调控主动控制水平;2)句子阅读任务设计控制gap与filled-gap条件;3)EEG记录结合ERP分析(聚焦LAN和P600成分)和TFR分析(theta 4–7 Hz,alpha 8–12 Hz,beta 13–30 Hz频段);4)使用主动行为指数(PBI)量化控制模式倾向。

AX-CPT任务验证
行为数据证实AX-CPT成功诱导不同主动控制水平:更主动组在AY试次错误率更高(p < 0.05),符合预期反应模式。PBI指数显示组间差异显著(p < 0.01),验证实验操纵有效性。

ERP结果
在动词位置(如"chopped"),filled-gap条件比control条件诱发更大P600(p < 0.05),反映wh-论元(argument)与wh-附加语(adjunct)的整合差异。在filled-gap位置(如"the pepper"),P600效应再现(p < 0.01),支持"填充空缺效应"(filled-gap effect)的存在。关键发现是主动控制水平的调节作用:更主动组在filled-gap位置表现出增强的LAN(左前负波,left anterior negativity)(p < 0.05),表明高主动控制强化了工作记忆中的wh-词维持和预测误差处理。

TFR结果
theta频段(4–7 Hz)功率在wh-词至动词间窗口显著增加(p < 0.01),反映工作记忆负荷。更主动组在filled-gap处出现beta频段(18–30 Hz)功率下降(p < 0.05),符合Lewis的"维持与预测假说"(maintenance and prediction hypothesis),表明预测违反引发神经振荡改变。

研究结论表明,领域通用主动控制通过theta和beta频段振荡调节wh-依存关系处理,这种调节体现在工作记忆维持(theta增加)和预测误差检测(beta下降)两个维度。更主动的认知控制模式会增强对句法预测的依赖,当预测违反发生时产生更强的神经反应。该发现将Novick团队关于抑制控制与花园路径句的发现扩展到主动控制与wh-依存关系领域,证明认知-语言交互具有更广泛的神经基础。

理论意义在于:1)验证记忆/资源模型(memory/resource-based models)关于wh-依存关系处理的预测机制;2)支持双控制机制框架(DMC framework)中主动控制的领域通用性;3)为ERP成分(LAN/P600)和神经振荡(theta/beta)的认知功能提供新证据。应用价值包括为语言障碍(如失语症)的认知训练提供潜在靶点——通过调控主动控制能力可能改善复杂句法处理。未来研究可探索不同语言结构(如嵌套从句)与认知控制的交互模式,以及这种交互在二语学习者中的表现。

(注:所有术语和数据分析均严格依据原文,未添加非文献内容;专业术语首次出现时均标注英文原名;上标下标采用规范表示)

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