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浙江省旅台灣同鄉聯誼總會
語 言 與 腦

謝千行

  王陽明於1472年十月出生於紹興餘姚 的一個書香世家。出生前夕,祖母夢見有 人從雲中送子,祖父王倫便為他取名王雲 ,但他一直不說話,直到五歲改名守仁, 才逐漸開口。十歲時,父親王華高中狀元 ,王陽明隨祖父赴京,路過金山寺,在一 個文會中,大家讓他做一首有關山月的詩 ,他很快作出:「山近月遠覺月小,便道 此山大於月,若人有眼大如天,當見山高 月更闊。」王陽明到五歲還不說話,十歲 時即作出這樣精采的詩,從他出生至十歲 ,他腦中發生了怎樣的變化?這篇文章便 談談語言在腦中的形成和運作。一般來說 ,語言可用聲音、文字、表情、手勢等為 媒介,本文著重聲音媒介,也就是說話和 腦的關係。

  如本季刊31期「花在心外?談談視覺 與腦」一文中所說,動物在醒著的每一時 刻都面臨「下一步要做什麼」的問題,為 此,動物發展出中樞神經系統(含腦),使 可依所感知的情境採取有利的行動。動物 一生可能面臨許多困難,有時須在極短時 間內採取行動以脫離危險,故據以選擇行 動的知識必需建立在輸入至輸出的神經連 結中。我們已知神經系統由神經元構成, 怎樣的神經連結可以產生上述的行動決定 機制?有一種猜測是這樣的:眼耳鼻舌身 意的資訊輸入,對應的神經元激發,此情 境下最佳的行動即產生,經一神經模組審 核,若可,則執行此行動;若否,則抑制 此行動的神經模組 (增強和抑制是腦中常 見的神經連結功能 ),存於神經系統中次 佳的行動即被激發,如此反覆進行,若所 有可能的行動均無法通過審核,則得到不 知如何行動的結論,要從新學習。

  就說話來說,聽到話語,傳到腦,了 解意思,決定回應,控制發音器官表達意 思,判斷對方是否聽懂,所有這些都要即 時完成,持續運作。「即時」是多快?一般來說,話一出口,二、三秒內沒回應, 我們就會覺得奇怪,所以二、三秒內就要 回應。一般說話的速率約為每分鐘120到 160個字,可能有口音,內容不見得預知, 環境有時又非常惡劣,會造成干擾,所以 ,說話顯然不是件容易的事。要有效溝通 ,需有怎樣的條件呢?首先,溝通雙方要 能有效地聽、講、了解;其次,雙方對所 有可能談到的事物都要使用相同的名稱, 也就是語言。以下讓我們進一步檢視。

   先看看說話的機制。由神經系統的結 構來看,我們人類和地球上其他生物系出 同源,那人與其他動物有什麼不同呢?有 人認為最大的不同便是語言。大多數人在 四歲時學會口語,在六、七歲時開始使用 文字,有能力表達複雜的意思。尼加拉瓜 曾有五百多個小孩,在沒有大人教的、與 世隔絕的環境裏竟自行發展出語言,足以 表達他們生活中所有的事。何以致此?首 先,當然是因為需要;其次,人腦在出生 時可能就已準備好學習語言了。有人認為 ,就是因為我們的遠祖發展出語言,能有 效溝通,才讓我們人類在物種的激烈競爭 中勝出。語言是如此重要,以致我們的身 體已因應語言的需要而演化。除了剛提到 的人腦在出生時已準備好學語言,在聲音 的輸出方面,與人最近的地球生物,像黑 猩猩或其他人猿,呼吸系統中通到肺的鼻 、氣管和消化系統中通到胃的嘴、食道是 完全分開的。人的結構則不同,空氣和食 物都會通過喉嚨後方,需靠一個能張能收 的軟骨,稱為「會厭」,來控制。呼吸和 說話時,會厭開啟;吞咽或嘔吐時,會厭 關閉以防異物進入氣管。為什麼要冒著食 物進入氣管嗆死的危險?一個主要的原因 便是說話乃由聲帶振動加上喉部、口腔的 共鳴形成,這樣的結構使人可發出較多的 聲音。可發出多少聲音呢?音素是一束可 分辨的聲音,是語言發聲的基本單位,由唇、舌尖和舌以有聲、無聲二種方式發音 形成。人可區分的音素約有三十個,一種 語言約其中十至十五個。

   在聲音的輸入方面,人的內耳耳蝸中 約有五萬個毛細胞,可將空氣的振動轉換 成電訊號,傳到腦中。至於聽到的聲音有 什麼意義,則是大腦皮質的功能。關於大 腦皮質對聲音的解析,一直是個有趣的研 究題目。十九世紀時有二個語言能力受損 的例子對這問題頗有幫助:醫生 Broca發 現左額葉初級動作區靠左耳稍上的皮質( 後來此區域即稱為Broca區)受損時,病人 說話會有組織上的問題,即使可說出關鍵 字,但無法說出完整的句子。另外,醫生 Wernicke在1874年報告,病人的左顳葉耳 後往上的皮質(Wernicke區)受損時,病人 無法了解對方的話,但可以流暢地說,當 然總是說不對頭。歸納目前頭腦處理語言 的神經路徑:左右耳偵測到的各頻率的空 氣振動由聽覺神經送到中腦,再轉送到大 腦顳葉的聽覺區,再到Wernicke區,到顳 葉腹側,到前顳葉、額葉,決定回應,組成句子,再激發動作區的神經元,指揮控制聲帶的肌肉說出來。

   接著,我們來看看語言的要素為何? 首先,溝通雙方對所有可能談到的每個事 物都要訂個名稱,也就是用相同的一串聲音來表示,不然你聽不懂我的話,我也聽不懂你的話,自然無法溝通。這機制要如何建立?我們可看看嬰兒是如何學語言的。我們已知視覺訊號的處理會找出影像中的物體,解析物體的特徵,如形狀、顏色等,由腦中不同的神經元 (或多個神經元構成的模組,為方便,後文都以「神經元」表示)代表。一個嬰兒出生後,親人常會指著東西告訴嬰兒這東西的名稱,嬰兒看著這東西,聽著親人說,這東西的視覺 特徵,如大小、顏色等,就和代表這東西的聲音建立連結,介紹得越多,相關連結越穩固,終於每當嬰兒聽到這東西,就看到它的特徵;看到這東西,就想到它的名稱,嬰兒就學會了這東西。進一步以「蘋果」和蘋果的視覺特徵為例,嬰兒看著蘋果,聽親人說這是蘋果,就會將代表這串聲音的神經元和代表蘋果各特徵的神經元 連起來,練習夠了後,看到蘋果,就會激發代表這串聲音的神經元;聽到蘋果這聲音,代表蘋果視覺特徵的神經元也被激發。嬰兒繼續學習,蘋果可吃、蘋果可用手摘取等等不斷和蘋果的聲音、蘋果的視覺特徵建立連結,嬰兒對「蘋果」的知識便不斷加強,嬰兒學會了這名詞。

  在語言中,萬事萬物盡皆有名,也就是以字或詞(後文中稱字詞)來代表,這是 溝通的符號,是語言中最小、獨立、且有 意義的單位。每一字詞有都有形狀、聲音 、和用法,形狀供書寫識別,聲音用於口 語,用法是字詞在句子中的角色。有人估 計一般生活中所需的字詞的數目,大約有 8000個,但學會了最常用的約2000個,大致即可溝通。

   光有名詞不足以表達一個意思,一個意思除了動作的主體,還要包含動作和相關的描述。語言中除了名詞還需有其他字 詞:動詞表示我們對環境或環境中事物的 認知、行動或意圖,除了實際的動作,還有類似、屬於、比較等;形容詞描述名詞;疑問詞表明現在說的是問題;代名詞可取代名詞,分為人稱代名詞、疑問代名詞、關係代名詞等;助動詞幫動詞形成適當語氣或時態;副詞用以描述動詞和形容詞;連接詞可使說話時語氣連貫;數詞和量詞可表示數量。有些語言還有冠詞、介詞(主要用以指示位置或方向)等。不管是那種字詞,為了溝通,都須指定一串聲音。至於這串聲音要如何指定?語言約定成俗,只要使用者同意即可。目前地球上還在使用的語言,或稱活的語言,約有7000種,還不斷在變動中。

  每件事物,或每個字詞,在腦中都有神經元代表,但事物這麼多,在腦中要如何安排?即使是2000個字詞,也是相當多 的數量,不可能每個字詞都彼此建立連結,顯然須將事物分類。對每一事物,就它的特徵、可能的行為、可施加的處理等組織起來,比較相關的才建立連結。組織和 階層普遍地存在神經系統中,比如說,我們只能發出三十幾個音素,如何表示那麼多想要表達的東西?組合音素來表達字詞,組合字詞來表達意思,是自然的選擇。又比如說,我們輸出器官中肌肉的控制, 顯然也是階層化的,一個行動的肌肉控制,在神經網路中像電腦執行層層的副程式一樣,有條不紊地層層啟動,才能使複雜的行動快速準確地實現。

   除了字詞,語言還需有語法,即字詞組成句子的規則。不合語法的字詞組合,即使其中每個字詞都認識,也沒有意義。說到「意義」,我們若將不同字詞任意組合,會發現有意義的,或合乎語法的,其實不多,有意義的地方總存在完善秩序。語法顯然也存於腦中,所以當我們新學會一個字詞,可依組句規則,將這字詞與其他己學會的字詞組合運用,而無需學習每一包含這字詞的句子,這樣顯然不經濟,也與經驗不符。語法在腦中如何實現?以下是一個猜想:腦中應有神經模組,作用如同電腦的暫存區,腦中依階層組織的字詞中,可能放入此一暫存區的都與此暫存區連接。聽到一話語,最適合回應的字詞組合即被激發,送至暫存區,接受審核,可則說出,否則抑制這字詞組合,次一適合的字詞組合即被置入暫存區,如此繼續運作,至適當的輸出產生或得到不知如何回應的結論。近來科學家發現,這暫存區,和許多代表動詞的神經元,似存在大腦的額葉。

  溝通雙方均為依輸入決定輸出的行動者,有效溝通表甲說話,乙了解、回應,甲了解乙的回應,再發言,如此循環不。在這中間,「了解」是什麼意思?話語的了解乃在溝通者的腦中,對方無從知道,那甲對乙說:「蘋果是紅的嗎?」,乙怎樣才是聽懂了?我們可以想像,在正常的情形,乙聽到這話後,他腦中對應「蘋果」、「是」、「紅的」、「嗎」的神經元順序激發,且激發的順序讓乙覺得有意義,也就是可產生合理的行動,比如說,乙回答「是的」,甲就了解乙懂了,溝通可繼續;在不正常的情形,可能乙聽不懂甲的話,乙的神經系統無法產生合理的行動,則乙就須問甲剛才說了什麼;也可能甲聽不懂乙的回應,需進一步詢問。在大多數時候,要判斷對方是否了解,無需經由話語,由表情等身體的姿勢就可以了。

  王陽明十歲時作的七言絕句,較之一般語法又嚴格了許多,表示他已學會了許多字詞,他腦中許多神經元已用以表示成千上萬個字詞的聲音、形狀和用法;這些字詞的合理連結也已建立,他已通曉語法,對語言運用裕如,所以在大家要他做首以「山月」為題的詩時,他能很快寫出「山近月遠覺月小,便道此山大於月,若人有眼大如天,當見山高月更闊。」。至於生在十五世紀的王陽明是怎麼知道遠方的月不小於山呢?這可能和語言能力的關係不大,應是思維能力的表現。

   地球生命,一個生來就準備將知識以基因傳給後代以增加後代存活機率的生命,直到語言發明,才有了較有效率的知識傳遞機制。因為語言的重要,我們人類對神經系統投入大量的資源,大腦大幅擴張。為什麼要擴張?大家想想,自小至今聽過多少故事?看過多少電視電影?每聽到一個故事,我們腦中代表故事中字詞和所事物的神經元就被激發,經由這程序,我們雖沒活過故事中的情境,卻可得到寶貴 的經驗,學會不同情境下行動的方法。用進廢退,大腦的使用,在資訊時代的現在,尤勝已往。像這樣,由進步的語言導致知識的大幅進展應是地球上其他動物所沒 有的,知識即力量,這最終造成了人類在物種的競爭中勝出。目前人類已掌握了地球的資源,創造了璀璨的文化。我們繼承祖先留下的豐富成果,要怎樣確保?要怎樣進一步發揚光大?

 

 

 

(謝千行/新北市)


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