腦科學語言研究與英語教學應用【專文好好看】

淺談腦科學與語言學習研究

簡介大腦腦區與負責語言發展腦區

大腦分為左、右半球,每一半球都有四區,分別為:大腦最前側的額葉 (Frontal lobe)、上側的頂葉 (Parietal lobe)、下側邊的顳葉 (Temporal lobe) 和後側的枕葉 (Occipital lobe),每一腦區分別負責不同的功能,如:思考、掌管動作、處理聲音、語言和處理視覺…等(圖一)。

(圖一、大腦腦區。此圖取自 Mayo Foundation Medical Education and Research

大約有 95% 的人,語言皮質位於左腦,其被聽覺皮質包圍,並佔了顳葉的大部分,也延伸至額葉和頂葉,語言皮質最主要語言區,分別為布羅卡區 (Broca’s area) 和威尼基區 (Wernicke’s area)(圖二),布羅卡區負責將語言說出來,而威尼基區負責處理字意分析和對語言的理解 (Carter, 2011)。

( 圖二、語言皮質最主要的兩區: 布羅卡區 (Broca’s area) 和威尼基區 (Wernicke’s area) 。此圖取自Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind )

嬰兒天生會注意語音,特別是母親的聲音,嬰兒出生幾週後即會開始和媽媽咿呀對話,並透過聆聽與成人或和其他孩子互動,在幼兒時期即開始掌握語言的語音 (或音素 phonemes) (註1)、詞彙、語法 (Blackemore & Frith, 2007)。根據 Dehaene-Lambertz 的腦造影研究,三個月大的嬰兒在聆聽母語時,左腦角迴 (angular gyrus) 會被激發,顯示大腦在人類如此年幼的階段,就已準備好去理解和學習語言。到了兩歲左右,幼兒的語言開始迅速發展,因語言皮質的最主要的兩區布羅卡區和威尼基區活躍發展。

一般而言,負責字意理解的威尼基區比負責說話的布羅卡區更早成熟,故嬰幼兒在語言發展時,他們對於語言理解比能說出來的要多,這也是兩歲大左右的孩子,在開始學說話時,會經歷一個階段是能理解別人說的話,想表達自己的想法可卻有口難言,還無法清楚表達自己的意思 (Carter, 2011)。到了六歲,孩童對母語的語音系統、語法以及語意的理解已經非常齊全,且語言的精熟度已很高。六歲後再經由學校教育學習和學會書寫文字, 大腦的發展又再進入另一里程碑 (Blackemore & Frith, 2007)。

語音學習與腦造影研究

學習一新語言,首要之務是能區辨語音, 根據 Patricia Kuhl (2003) 的研究,嬰兒於一歲前,能敏銳分辨出任何語言的語音(如:英文的 R 與 L)。過了一歲後,嬰兒就會變得和成人一樣,能有意識地分辨出母語裡的語音,但無法區辨其他語言的語音差異。根據 Patricia Kuhl 研究發現 8-12 個月是嬰兒學習語音的關鍵期,在這階段,嬰兒的大腦會統計所聽到的語言, 並吸收其語言語音的統計分佈,進而改變他們的大腦,有趣的是,這種新語音的學習只發生在嬰兒與真人面對面互動上,如果是透過電視或錄音帶播放真人的語音,對於 6-12 個月大的嬰兒,並不會產生學習效果。 但也有其他研究者認為即使過了語音學習的關鍵期,只要透過努力,學習還是有可能發生的,但每個人成功的機率會有所不同 (Blackemore & Frith, 2007)。

文法學習與腦造影研究

無論是什麼語言,母語的處理腦區主要在左腦,但處理第二外語的腦區除在左腦外,還會多了其他腦區 。雙語研究顯示幼兒在早期學第二外語,能更容易掌握其文法和聲調,但語意和詞彙則是任何年紀都可以學會的,學習詞彙的能力會一直持續,成人和孩子一樣都能快速學會新詞彙,且所用的大腦系統是相同的 (Blackemore & Frith, 2007)。

Blackemore and Frith (2007) 也提出,孩子一接觸語言,與生俱來的文法組織系統隨之啟動,故即使沒受到明確的教導文法規則,孩童只需透過聆聽父母的正確口語內容,如:規則和不規則複數名詞變化,孩童就能推出文法規則變化。

雖皆是處理語言訊息,但人類處理文法和詞彙的大腦腦區並不相同,更仔細來說,人在閱讀具有語意訊息的字,如:car, house;和具文法訊息的字,如:up, from 時,會激發不同的腦區 。Helen Neville 的研究指出,大腦在處理文法訊息時,只有左半腦迴路被激發,但處理語意時,則左右半腦都會被激發  (Blackemore & Frith, 2007)。

此外,語意(詞彙)的學習沒有學習敏感期 (sensitive period),幼兒或成人在學習語意(詞彙)時,都會激發一樣腦區:左半腦和右半腦後方的區域。但文法的學習似乎有敏感期, 隨著人學習或接觸到文法的年齡不同,大腦處理文法訊息的區域也隨之不同。若英文是母語,或在一到三歲間學第二語言,會是由左半腦處理文法訊息。但若是在之後開始學第二外語(如:英文),則會皆使用左右半腦去處理文法訊息。此研究結果顯示了早期或較晚期學習文法者,其大腦會使用不同的策略處理文法訊息,雖較晚期學習文法者的文法表現不如早期學的人好,但不表示,他們的文法就無法進步,因為較晚學文法,大腦會需要雙側都激發去處理訊息,這可能會是種較費力的學習方式。

將此研究結果套入英語教學的意義是,在十三歲後學文法,一樣有能力學會文法,但學習效果可能比年幼者差一些,因較晚開始學的話,學習者較難自動化熟練語言的文法,故會需同時使用大腦雙側去處理文法訊息,文法若能較早開始學習,學習的速度可能可以更快 (Blackemore & Frith, 2007)。

結語

大腦不同腦區各司其職,多數人的語言中心由左腦主導。人類於嬰幼兒階段,就已準備好去理解和學習語言。多與真人見面的面對面社交互動,可以幫助一歲前的孩子學會區辨新語言的語音,學習詞彙沒有學習敏感期,但學習語音和文法越早開始,學習與掌握的效率可能會更高。

註1: 音素 (phonemes) 為組成語音的最小單位。

 

參考書目:

Dehaene-Lambertz, G., Dehaene S., & Hertz-Pannier, L. (2002). Functional Neuroimaging of Speech Perception in Infants. Science, 298(5600), 2013-2015.

Kuhl, P., Tsao, F. M., & Liu H. M. (2003). Foreign-Language Experience in Infancy: Effects of Short-Term Exposure and Social Interaction on Phonetic Learning. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 100 (15), 9096-9101.

洪蘭(譯)(民 100)。大腦的秘密檔案(原作者:R. Carter)。臺北市:遠流。

游婷雅(譯)(民 96)。樂在學習的腦(原作者:S. J. Blackemore & U. Frith)。臺北市:遠流。

(本篇文章由 Ping Tuan 授權 Caves Connect 刊登,轉載時,務必請標示出處。)

 

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作者簡介 │ Ping Tuan

  • 美國哥倫比亞大學英語教育碩士
  • 國立陽明大學腦科學碩士
  • 國立陽明大學醫學系公共衛生暨醫學人文學科兼任講師