范若琳 莫 雷 徐貴平 鐘偉芳 周 瑩 楊 力

(1華南師范大學(xué)心理應(yīng)用研究中心, 心理學(xué)院, 廣州 510631)

(2香港大學(xué)腦與認知科學(xué)國家重點實驗室, 香港)

1 問題與目的

在學(xué)習(xí)一門新語言的過程中, 人們常常發(fā)現(xiàn)最后且最難的一個挑戰(zhàn)發(fā)生在語音掌握上, 有些人即使很早就接觸外語甚至在外語環(huán)境中待了很長時間, 還是很難區(qū)分某些語音。這種二語語音辨別不足引起很多研究者的興趣, 他們試圖找到這不足的來源。前人研究對于二語(L2)語音辨別中存在的這種個人差異的解釋主要有兩種觀點：長期以來, 研究者們基本認為, 二語語音辨別的個體差異主要來源于個體對一般聲音感知能力的差異(Golestani,Molko, Dehaene, LeBihan, & Pallier, 2007; Golestani,Paus, & Zatorre, 2002; Golestani & Zatorre, 2004),而新近研究證據(jù)則提出, 這種差異不是源于個體對于一般聲音的感知差異, 而只是源于個體對語音的感知差異(Díaz, Baus, Escera, Costa, & Sebastián-Gallés, 2008)。

早期探索個體聲音加工能力對于語音習(xí)得影響的研究多集中于母語語音習(xí)得方面, 研究者發(fā)現(xiàn),個體對于語音的加工與對于其中所包含的聲音特征的加工有密切的聯(lián)系, 人們?yōu)榱撕芎玫睦斫庹Z音信息, 就必須提取和分析鑲嵌在語音中的聲音信息,如頻率、音長等這些聲音信息特征都會影響語音的識別和加工。并且發(fā)現(xiàn)對非語音聲音(包括時間特征和聲譜特征)的探測、辨別和整合能力對于加工語音中的聲音特征會起到重要影響。也就是說, 語音中包含著各種的聲音信息, 能不能很有效的分析這些聲音特征會直接影響該語音的識別。主要的支持證據(jù)來自于對嬰兒語言習(xí)得的研究(Jusczyk et al.,1992; Telkemeyer et al., 2009)和對閱讀障礙兒童的語音缺陷的研究(Tallal, Miller, & Fitch, 1993;Wright et al., 1997)。

首先, 從嬰兒的語言習(xí)得角度來看, 研究發(fā)現(xiàn)在嬰兒期所表現(xiàn)出來的一般聲音的辨別加工能力的高低也能影響, 甚至可以預(yù)測語言的獲得和發(fā)展(Espy, Molfese, Molfese, & Modglin, 2004; Maurer,Bucher, Brem, & Brandeis, 2003; Meng et al., 2005;Molfese, 2000)。在正常的母語習(xí)得過程中, 尤其是對快速變化聲音的加工能力對于早期語言的習(xí)得是至關(guān)重要的( Benasich & Leevers, 2002; Benasich et al., 2006; Choudhury & Benasich, 2011; Jusczyk et al., 1992; Kraus et al., 1996), 往往就是十幾毫秒內(nèi)對聲音特征的高密度分析, 對于分解語音流以及最后確定語音范疇起著關(guān)鍵的作用(Kuhl, 2004)。其次,基于閱讀障礙的研究也發(fā)現(xiàn)閱讀障礙的根源很有可能是一般聲音的加工障礙。許多研究都發(fā)現(xiàn)有閱讀障礙的兒童, 與正常兒童相比, 不能有效地區(qū)分不同的閉塞輔音, 如(/p/, /g/, /b/, /d/, /t/) (De Weirdt,1988; Serniclaes, Sprenger-Charolles, Carré, &Demonet, 2001; Werker & Tees, 1987)。這種現(xiàn)象不僅在拼音語言背景下存在, 中國的閱障兒童也會出現(xiàn)閉塞輔音辨別障礙(Cheung et al., 2009; Liu, Shu,& Yang, 2009)。由于閉塞輔音最顯著的聲音物理屬性就是在非常短的時間內(nèi), 聲音會發(fā)生變化, 所以有研究者就認為這種語音障礙的出現(xiàn)是由于個體對于快速變化聲音的捕捉和加工能力的缺陷, 這種解釋稱為“時間加工假設(shè)” (temporal processing hypothesis) (Tallal, 1980)。根據(jù)這種解釋, 我們可以認為這種語言發(fā)展的障礙與一般聲音的加工有關(guān), 尤其是在短時間(十幾毫秒)內(nèi)快速變化的聲音信息。

隨著對嬰兒和閱讀障礙兒童的語音研究的開展, 逐步揭示出非語言聲音的加工能力對個體母語習(xí)得的重要作用, 研究者開始感興趣于, 個體的聲音加工能力是否也會影響個體的二語語音能力。關(guān)于個體二語語音學(xué)習(xí)能力與聲音辨別能力之間關(guān)系的研究證據(jù)則首先來自Golestani等人(2002)一系列關(guān)于單語成人的二語訓(xùn)練的研究。該研究關(guān)注二語語音習(xí)得過程中個體在大腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能上的變化差異, 為支持二語語音個體差異的聲音來源這一假設(shè)提供了有力的直接證據(jù)。該系列研究訓(xùn)練單語被試區(qū)分印度語的輔音語音對, 對于不會印度語的被試來說, 這是難度很大的學(xué)習(xí)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 與語音學(xué)習(xí)慢者比, 語音學(xué)習(xí)快者的頂葉有更多的白質(zhì)激活, 尤其是在左半球; 而快速變化聲音的快慢學(xué)習(xí)者身上也表現(xiàn)出相同的腦結(jié)構(gòu)差異, 但穩(wěn)定持續(xù)聲音的快慢學(xué)習(xí)者身上則沒有表現(xiàn)出這種差異。因為輔音最大的物理特點就是聲音的快速變化, 不持續(xù), 可以推斷, 輔音習(xí)得快很可能是由于對其快速變化這一特點掌握得快。據(jù)此, 研究者認為被試間習(xí)得語音的差異來源于不同個體對該語音聲音特征加工能力的差異。后續(xù)的研究進一步發(fā)現(xiàn), 反映聽覺加工效率的左側(cè)聽皮質(zhì)的白質(zhì)結(jié)構(gòu)可以部分預(yù)測具備快速變化特征的語音學(xué)習(xí)的個體差異(Golestani et al., 2007; Golestani & Zatorre,2004)?？偟膩碚f, 上述一系列的研究都表明二語語音的個體習(xí)得快慢很可能與其聲音特征習(xí)得的快慢有關(guān), 即二語語音的個體差異是來源于一般聲音的加工系統(tǒng)。

最近, Díaz等人(2008)針對Golestani等人的一系列關(guān)于二語訓(xùn)練的研究提出了幾點質(zhì)疑, 第一,他們認為在訓(xùn)練研究中, 只是考察了學(xué)習(xí)快的被試與慢的被試之間的差異, 這只是習(xí)得過程中的接受程度, 并不是個體最終掌握二語語音的差異。第二,很難將在實驗室環(huán)境下得到的結(jié)果推論到實際生活背景中去。因為他們認為實驗室訓(xùn)練是一種嚴格的學(xué)習(xí)條件, 包括安靜的環(huán)境, 對于刺激的絕對集中, 精心挑選的語音材料, 科學(xué)的學(xué)習(xí)程序以及很短的學(xué)習(xí)時間。這一切與自然環(huán)境下習(xí)得一種語言是完全不同的。因此在這兩種環(huán)境下, 個體所調(diào)動的腦機制也是不同的。基于這幾點質(zhì)疑, Díaz等人設(shè)計了一個新的研究, 以128名母語為西班牙語的西班牙語(L1)-加泰羅尼亞語(L2)早期熟練雙語者為研究對象, 首先通過行為測試考察了其對二語加泰羅尼亞語種的語音對/ e /-/ε/的辨別能力, 從中分別挑選出了15名二語辨音能力強(Good Perceiver,GP)和15名二語辨音能力弱(Poor Perceiver, PP)的兩組被試。然后以失匹配負波(Mismatch Negativity,MMN)為電生理指標進一步考察了兩組被試對于不同語音和純音聲音刺激的辨別能力。語音辨別方面,以西班牙語母語語音對(/o/-/e/)和芬蘭語非母語語音對(/o/-/?/)為實驗材料; 聲音辨別方面, 以聲音特征最為簡單的純音為實驗材料, 分別包括不同音長、不同頻率和不同呈現(xiàn)順序等三種類型。ERP研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 二語辨音能力強的被試, 無論是對母語語音還是對完全沒接觸過的第三種語言(L3)語音都有明顯優(yōu)勢, 但是在純音的辨別能力上與二語辨音能力弱的被試差異不顯著。據(jù)此, 該研究認為,二語語音辨別的個體差異僅僅是源于語音加工能力的差異, 而非一般聲音的加工能力(Díaz et al.,2008)。得到了與Golestani等人二語訓(xùn)練的研究不一致的結(jié)論。

Díaz等人(2008)的研究是很有啟發(fā)性的, 但認真分析, 該研究還有兩個問題沒有得到確證：

第一個問題是, 二語語音辨別的個體差異是源于一般語音辨別能力的差異還是源于特殊語音辨別能力的差異？在Díaz的研究中盡管發(fā)現(xiàn)二語辨音能力強的被試, 無論是對母語語音還是對完全沒接觸過的第三種語言語音都有明顯優(yōu)勢, 但該研究采用的語音辨別材料是加泰羅尼亞語語音材料(L2)與芬蘭語語音材料(L3), 而從語系的角度來說同屬于印度—烏拉爾語系。因此, 其結(jié)果只能證明個體二語辨音能力差異源于同語系語音的辨別能力的差異, 而不能說明是源于一般語音辨別能力的差異,因此需要進一步探討二語語音辨別能力的差異是否在跨語系語言的語音中的普遍性。

第二個問題是, 根據(jù)Díaz等人的研究結(jié)果, 是否可以確定個體二語語音加工的差異真的與一般聲音的加工能力無關(guān)？ Díaz等人的研究為了探討個體語音辨別加工能力的差異根源, 首先對語音辨別能力不同的個體的純音辨別能力進行考察, 這是正確的, 因為, 純音是最基本的音, 要考察個體語音辨別差異根源, 首先應(yīng)該從最基本的層面即純音層面開始。研究結(jié)果表明, 語音辨別能力不同的個體, 在純音辨別方面沒有差異, 因此, 個體語音辨別的差異并不是源于純音層面辨別能力的差異, 這個研究結(jié)果是有意義的。然而, 本研究認為, 確定了個體語音辨別差異并不是來源于純音辨別的差異, 不等于就能確定語音辨別的差異與一般聲音的辨別能力無關(guān), 因為, 聲音有兩個層面, 一個是基本的純音層面, 第二個層面是復(fù)合音層面, 因此,在Diaz等人2008年研究的基礎(chǔ)上, 應(yīng)該進一步探討不同語音加工能力的個體是否在復(fù)合音辨別能力也存在差異, 才能確定地回答個體二語語音加工的差異是否與一般聲音的加工能力無關(guān), 才能對個體語音辨別差異的來源做出確定性的結(jié)論。

純音的辨別之所以與復(fù)合音的辨別不同, 主要原因有三點：

第一, 純音與復(fù)合音在物理屬性上是有明顯差異。純音是最簡單的聲音, 具有單一頻率的正弦波,它只有頻率、振幅與模式三個維度的特征; 而復(fù)合音則是由頻率不同、振幅不同和相位不同的正弦波疊加形成的聲音, 由基音和泛音構(gòu)成。泛音的多寡及泛音間的相對強度決定了聲音的特定音色, 音色由三個成分構(gòu)成：時間成分, 頻譜成分以及兩者的交互作用(Tervaniemi, Winkler, & N??t?nen, 1997;Toiviainen et al., 1998)。純音是沒有音色的, 音色是復(fù)合音才具有的聲音屬性。因此, 對復(fù)合音的辨別,不僅包括了對聲音的頻率、振幅與模式的辨別, 而且更為重要的是包括了對不同音色的辨別。因此,研究具有音色特征的復(fù)合音是很有必要的。第二,純音與復(fù)合音感知加工的腦機制也是不同的。有研究發(fā)現(xiàn)加工純音和復(fù)合音的相同頻率物理變化是在聽力皮質(zhì)的不同區(qū)域, 相比于純音, 復(fù)合音的加工發(fā)生在更中間, 更深的位置(Alho et al., 1996)。這可以證明純音加工和復(fù)合音加工是不同的腦機制。因此, 應(yīng)該要分別進行研究。第三, 語音是一種特殊的復(fù)合音, 同樣具有音色這一物理特征的, 有可能語音辨別能力的差異實際上就是一般復(fù)合音辨別能力差異在語音領(lǐng)域的表現(xiàn)?；谝陨先c, 必須在Díaz等人(2008)研究的基礎(chǔ)上進一步探討二語辨音能力不同的個體對一般復(fù)合音(除語音外)的辨別狀況, 才能確定地回答“二語語音辨別的個體差異是否與一般聲音的加工能力無關(guān)”這個問題。

綜上所述, 本研究準備通過ERP實驗來進一步探討雙語語音辨別個體差異來源問題。將參考Díaz等人(2008)的研究范式, 以粵語(L1)-普通話(L2)早期熟練雙語者為研究對象, 用行為任務(wù)從中挑選出L2辨音能力強(GP)和L2辨音能力弱(PP)的兩組被試, 然后進行ERP實驗, 以失匹配負波(MMN)為電生理指標來反映被試對聲音刺激的辨別能力, 考察二語辨別能力不同的被試對母語語音(粵語：漢藏語系)、不同語系的第三種語言的語音(芬蘭語：印度—烏拉爾語系)以及復(fù)合音的辨別能力。MMN由經(jīng)典的oddball模式所誘發(fā), 在oddball模式中, 刺激分為標準刺激和偏差刺激兩類, 標準刺激在刺激序列中經(jīng)常出現(xiàn), 而偏差刺激則偶爾出現(xiàn)。偏差刺激可以是一個也可以是多個, 如果被試探測到了這種差異就可以產(chǎn)生MMN。先前研究表明, MMN對于聲音(Lang et al., 1990; N??t?nen,2001)和語音變化都很敏感(N??t?nen et al., 1997;Nenonen, Shestakova, Huotilainen, & N??t?nen,2005; Tremblay, Kraus, & McGee, 1998; Winkler et al., 1999)。其峰潛伏期一般出現(xiàn)在100～250 ms, 波幅往往與感知到的差異相關(guān), 反映了個體感知到聽覺刺激差異的準確性。

2 方法

2.1 被試

本實驗采用Díaz (2008)的方法來選擇被試, 整個過程分為3步：

第一步, 分別選出粵語(L1)-普通話(L2)雙語被試130人(女生116名, 男生14名)、普通話母語被試28人(女生24名, 男生4名), 所有被試聽力正常,無語音障礙, 沒有經(jīng)過專業(yè)音樂訓(xùn)練。其中, 雙語被試均為早期熟練雙語被試, 平均年齡為24.4±1.8歲, 所處的日常生活環(huán)境為粵語-普通話的雙語環(huán)境, 且所有被試均在3、4歲之前(幼兒園教育)開始接觸普通話。而普通話母語被試的來自于河北、吉林、黑龍江、北京、遼寧等地的大學(xué)生, 平均年齡為25.2±1.6歲, 上述幾個地區(qū)均屬于普通話語系地區(qū)。

第二步, 鑒于以粵語為母語的被試, 即使是早期熟練粵語-普通話雙語者, 無論是聽還是說都很難區(qū)分/in/-/ing/這一普通話語音對, 因此, 研究以普通話難辨語音對/in/-/ing/為實驗材料, 對上一步中所選出的兩組被試進行普通話語音辨別測試, 以28名普通話母語被試在普通話辨音測試中的成績?yōu)闃藴? 對130名雙語被試進行篩選, 并篩選出二語語音辨別能力高低兩組被試各16人, 作為正式實驗的被試。

具體程序如下：采用詞匯決定任務(wù)評定被試對普通話語音對/in/-/ing/的辨別能力。測試采用144個普通話雙字詞, 其中一半詞匯包含韻母/in/, 另一半詞匯包含韻母/ing/; 一半為真詞, 一半為非詞。非詞是由真詞變化而來, 即把原本應(yīng)該發(fā)/in/的詞匯換成/ing/的讀音, 例如：通過真詞“音高”[yin1gao1]產(chǎn)生假詞[ying1gao1], 或把原本應(yīng)該發(fā)/ing/的詞匯換成/in/的讀音, 例如：通過真詞“火星”[huo3xing1]產(chǎn)生假詞[huo3xin1]。測試任務(wù)是要求被試判斷聽到的詞是真詞還是非詞。

首先, 統(tǒng)計了兩組被試詞匯判斷任務(wù)的正確率,并將正確率轉(zhuǎn)化成A’分數(shù)(McNicol, 1972), 該分數(shù)反映出被試對于詞和非詞的辨別力, 即被試根據(jù)普通話語音(/in/-/ing/)形成正確詞匯表征的能力。結(jié)果顯示, 粵語(L1)-普通話(L2)雙語被試辨認/in/-/ing/語音對的正確率很低, 平均A’分數(shù)為0.67 (

SD

=0.11), 而普通話母語被試的正確率較高, 平均A’分數(shù)為0.89 (

SD

= 0.06)。其次, 以普通話母語被試的平均A’分數(shù)減去2.5個標準差得到分數(shù)線0.735, 并以此作為挑選粵語(L1)-普通話(L2)雙語被試二語辨音能力的分數(shù)線。GP組被試為A’分數(shù)在該分數(shù)線以上的被試, 一共有16個人, 占雙語被試的12.3%, A’分數(shù)平均數(shù)為0.87 (

SD

= 0.04); PP組被試為A’分數(shù)在該分數(shù)線以下的最后12.3%的16名被試, A’分數(shù)平均數(shù)為0.61 (

SD

= 0.05)。GP組被試測驗任務(wù)的分數(shù)均在普通話母語組被試的分數(shù)范圍內(nèi), PP組均低于普通話母語組被試的分數(shù)范圍的下端, 兩組被試均差異顯著(

p

＜0.001)。

第三步, 按照ERP實驗的要求確定最終被試。16名GP組被試中剔除2名左利手被試, 而16名PP組被試中剔除腦電偽跡過多的一名被試和一名左利手被試, 兩組各剩下14名被試, 其中GP組(女生11名, 男生3名, 平均年齡為23.4±1.2歲)和PP組(女生13名, 男生1名, 平均年齡為22.9±1.1歲)。所有被試自愿參加實驗, 并填寫知情同意書。參加ERP實驗的被試在實驗后給予了一定報酬。

2.2 實驗材料

本實驗包括3種聽覺辨別材料：第一種是母語語音辨別材料, 第二種是跨語系語言的語音辨別材料, 第三種是聲音辨別材料(復(fù)合音)。每個被試要完成3種材料的辨別。

母語語音材料：選擇漢藏語系的粵語母語語音對(/?/-/e/), 以人工合成的元音為實驗材料(Díaz et al., 2008; N??t?nen et al., 1997), 用praat語音制作軟件合成兩個粵語母語元音/?/ (粵語“波”的韻母)和/e/ (粵語“啤”的韻母), 語音均為音長為200 ms,兩個元音僅在第二諧音F2上有所區(qū)別, 分別為675 Hz和2105 Hz, 而在其他四個諧音上都相同, 其中F0 (105 Hz)、F1 (450 Hz)、F3 (2540 Hz)和F4 (3500 Hz)。正式實驗前, 采用預(yù)實驗檢驗了粵語語音對的有效性。預(yù)實驗中, 要求28名粵語母語被試先聽語音材料/?/, 并判斷該聲音是否是粵語詞匯“波鞋”中“波”字的韻母, 然后聽語音材料/e/, 并判斷該聲音是否是粵語詞匯“啤酒”中“啤”字的韻母。預(yù)實驗結(jié)果表明, 僅一名被試在判斷/e/時回答“不確定”, 其余被試在兩個問題上均報告“是”, 結(jié)果證明了該粵語語音對材料的有效性。

跨語系語言的語音辨別材料：采用了Díaz(2008)等人研究中所使用的印度—— 烏拉爾語系的芬蘭語語音材料(/o/-/?/), 用praat語音制作軟件合成元音/o/和/?/, 語音音長為200ms, 兩個元音僅在第二諧音F2上有區(qū)別, 分別為851 Hz和1533 Hz,而在其他四個諧音上都相同, 其中F0 (105 Hz)、F1(450 Hz)、F3 (2540 Hz)和F4 (3500 Hz)。

聲音(復(fù)合音)辨別材料：采用類元音作為一般復(fù)合音材料, 類元音是一種人造復(fù)合音, 由某一特定元音的一個基音和4個泛音(F0, F1, F2, F3, F4)所對應(yīng)頻率的正弦波所組成(?eponien? et al., 2003;Jacobsen, Schr?ger, & Alter, 2004)。類元音在最大程度上保持了原元音的物理特性, 但本質(zhì)上又不是元音, 這種類語音的特點, 可以很好地考察人們對于語音所包含的一般聲音特征的加工。本實驗中的類元音材料參考母語語音對/?/和/e/的對應(yīng)參數(shù)來制作了兩個復(fù)合音, 即類/?/音-和類/e/音。復(fù)合音音長為200 ms, 類/?/音由5個頻率分別為105、450、675、2540和3500 Hz的正弦波組成, 類/e/音5個頻率分別為105、450、2105、2540和3500 Hz的正弦波組成。該復(fù)合音采用了相應(yīng)正弦波簡單疊加而成,而正弦波為等幅度且理論上的帶寬為0, 因此, 其包絡(luò)與正常語音相差很大, 因此在聽覺上會有明顯的不同。為了進一步驗證這種類語音材料與元音材料在聽覺感受上的差異, 在正式實驗前, 本研究進行了預(yù)實驗檢驗類語音材料的一般語音特性。要求28名被試聽該聲音材料類/?/音-和類/e/音, 然后判斷所聽到材料是否是語音。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 28名被試都判斷為“否”, 進一步確定了本研究中所采用的類元音并非語音而只是一般的聲音材料。

2.3 實驗程序

整個實驗由6個block組成, 母語語音、不同語系語音和聲音3種材料各2個block, 實驗分成材料類型相同的2個部分進行, 中間休息5分鐘。block的順序在被試間平衡, 前3個block (3種材料各1個block)的順序按拉丁方平衡, 后3個block的順序采用與前3個反向的順序進行。母語語音辨別實驗以元音/?/為標準刺激, /e/為偏差刺激; 跨語系二語語音辨別實驗以元音/o/為標準刺激, /?/為偏差刺激; 聲音辨別實驗以類/?/音為標準刺激, 類/e/音為偏差刺激。每個block中包含500個刺激, 其中標準刺激出現(xiàn)概率為80%, 偏差刺激出現(xiàn)概率為20%, 刺激出現(xiàn)順序偽隨機, 每個block開始的前5個聲音均為標準刺激, 且兩個偏差刺激不連續(xù)出現(xiàn)。刺激的SOA為488 ms。

實驗過程要求被試在獨立安靜的ERP實驗室觀看無聲電影, 給被試佩戴耳機, 耳機里會播放實驗刺激, 但要求被試忽略耳邊的聲音認真看電影。一共有5部電影可供被試選擇。

2.4 腦電記錄與ERP數(shù)據(jù)分析

實驗儀器為Neuroscan, SynAmps2型放大器。采用32導(dǎo)電極帽以鼻尖為參考連續(xù)記錄腦電, 同時記錄左、右側(cè)乳突的腦電, 垂直眼電(VEOG)置于左眼上下眼眶。AC采樣, 在線濾波的頻帶寬度為0.1～100 Hz, 采樣頻率為1000 Hz/導(dǎo), 眼電和頭皮電阻均小于5 k?。離線處理時采用Neuroscan 4.3腦電數(shù)據(jù)處理軟件。取刺激前100 ms到刺激后500 ms的600 ms為分析時程(epoch)。自動矯正眨眼等偽跡, 波幅大于±70 μV的腦電事件視為偽跡自動剔除。離線濾波的頻帶寬度為0.8～20 Hz。最后對各個實驗條件下誘發(fā)的腦電信號分別進行疊加。選擇以下7個電極位置記錄的ERP波形用于統(tǒng)計分析：F3、Fz、F4、C3、C4 、LM (左側(cè)乳突)和RM(右側(cè)乳突)。

本實驗按照Díaz等人(2008)的研究的做法, 分兩步對二語辨音能力不同的被試在三種聽覺辨別材料條件下引發(fā)的MMN效應(yīng)進行分析：第一步,對GP和PP兩組被試的偏差刺激在Fz電極點誘發(fā)的MMN波幅與零水平進行單樣本t檢驗, 以檢測偏差刺激是否誘發(fā)了可靠的MMN, 至少有一組被試引發(fā)了可靠的MMN才進行第二步檢驗(Díaz et al., 2008)。第二步, 采用3(位置：額葉/頂葉/顳葉) ×2(偏側(cè)性：左/右) × 2(被試類型：GP/PP)的三因素混合方差分析對F3、F4、C3、C4 、LM和RM等6個電極的MMN波幅進行統(tǒng)計分析, 其中位置和偏側(cè)性為被試內(nèi)因素, 被試類型為被試間因素。MMN波幅為偏差刺激誘發(fā)的ERP減去標準刺激誘發(fā)的ERP的差異波在MMN峰值前后20ms時間窗內(nèi)的平均波幅, 將顳葉產(chǎn)生的正值MMN逆轉(zhuǎn)成絕度值一樣的負值MMN。方差分析的p值采用Greenhouse-Geisser 法校正。

3 結(jié)果與分析

3.1 母語語音的辨別

圖1和圖2是兩組被試在母語語音辨別的條件下, 在各個位置的電極所引發(fā)的ERP波形的情況。

從圖1和圖2的ERP波形圖中可以看出, 在母語語音辨別條件下, 偏差刺激相對標準刺激在100～200 ms左右的時間窗內(nèi)都誘發(fā)了MMN, 在刺激后135 ms達到峰值, 取刺激后115～155 ms的平均波幅為MMN波幅, 對GP和PP兩組被試分別進行以偏差刺激在Fz電極點誘發(fā)的MMN波幅與零水平單樣本t檢驗。結(jié)果表明：GP和PP兩組被試的偏差刺激都產(chǎn)生了可靠的MMN (?1.87 vs. ?0.69 μV), 統(tǒng)計值分別為, GP組：

t

(13) = 4.59,

p

= 0.001;PP組：

t

(13) = 2.26,

p

= 0.033。

圖1 GP與PP組被試加工母語語音時在Fz, F3.F4和LM電極點上由標準刺激與偏差刺激所誘發(fā)的ERP(彩圖見電子版)

圖2 GP與PP組被試加工母語語音時在Fz和LM電極點上誘發(fā)的MMN

進一步對兩組被試在母語語音辨別條件下誘發(fā)的MMN波幅進行3(位置：額葉/頂葉/顳葉) ×2(偏側(cè)性：左/右) × 2(被試類型：GP/PP)的三因素混合方差分析, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：被試類型主效應(yīng)顯著,GP組被試誘發(fā)的MMN波幅顯著大于PP組, 統(tǒng)計值為：

F

(1,26) = 6.97,

p

= 0.01, 平均波幅分別為：?1.38 μV和?0.54 μV; 電極位置主效應(yīng)顯著, 統(tǒng)計值為：

F

(2,52) = 4.18,

p

= 0.021, 多重比較結(jié)果表明偏差刺激在額頂葉誘發(fā)的MMN波幅顯著大于在顳葉誘發(fā)的(

p

＜0.05), 三個位置的平均波幅分別為：?1.15 μV, ?1.07 μV 和0.66 μV; 偏側(cè)性主效應(yīng)顯著,統(tǒng)計值為：

F

(1,26) = 13.49,

p

＜0.01, 明顯的左側(cè)化優(yōu)勢, 左右側(cè)誘發(fā)的平均波幅分別為：?1.09 μV和?0.83 μV; 交互作用均不顯著(

p

＞0.05)。

上述結(jié)果可見, 在母語語音辨別方面, GP和PP兩組被試誘發(fā)的MMN存在顯著差異, 這個結(jié)果與Díaz等(2008)等人的研究一致, 此表明, GP組對母語語音辨別力明顯強于PP組被試。

3.2 跨語系語言的語音辨別

圖3和圖4是兩組被試在跨語系語言的語音辨別條件下, 各個位置的電極所引發(fā)的ERP波形的情況。

從圖3和圖4的ERP波形圖中可以看出, 在跨語系語言的語音辨別條件下, 偏差刺激相對標準刺激在100～200 ms左右的時間窗內(nèi)都誘發(fā)了MMN,在刺激后134 ms達到峰值, 取刺激后114～154 ms的平均波幅為MMN波幅, 對GP和PP兩組被試分別進行以偏差刺激在Fz電極點誘發(fā)的MMN波幅與零水平單樣本t檢驗, 結(jié)果表明：僅GP組被試產(chǎn)生了可靠的MMN, 平均波幅為?1.50 μV, 統(tǒng)計值為：

t

(13) = 5.72

, p

＜0.001; 而PP組被試沒有誘發(fā)可靠的MMN, 其平均波幅為?0.50 μV, 統(tǒng)計值為：

t

(13) = 1.54,

p

= 0.13。

圖3 GP與PP組被試加工不同語系語音時在Fz, F3.F4和LM電極點上由標準刺激與偏差刺激所誘發(fā)的ERP(彩圖見電子版)

圖4 GP與PP組被試加工不同語系語音時在Fz和LM電極點上誘發(fā)的MMN

進一步對兩組被試在跨語系語言語音辨別條件下誘發(fā)的MMN波幅進行3(位置：額葉/頂葉/顳葉) × 2(偏側(cè)性：左/右) × 2(被試類型：GP/PP)的三因素混合方差分析, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：被試類型主效應(yīng)顯著, 統(tǒng)計值為：

F

(1,26) = 8.24,

p

＜0.01, GP組被試誘發(fā)的MMN波幅顯著大于PP組, 平均波幅分別為?1.15 μV和?0.42 μV; 偏側(cè)性主效應(yīng)顯著, 統(tǒng)計值為：

F

(1,26) = 11.30,

p

＜0.01, 明顯的左側(cè)化優(yōu)勢, 左右側(cè)誘發(fā)的平均波幅分別為：?0.879 μV和?0.688 μV;位置主效應(yīng)不顯著,

F

(2,52) = 2.704,

p

＞0.05; 交互作用均不顯著(

p

＞0.05)。

上述結(jié)果可見, 在跨語系語言的語音辨別方面,GP和PP兩組被試誘發(fā)的MMN存在顯著差異, 由此表明, GP組對從來沒有接觸的、與中文語系不同的語言(芬蘭語)語音的辨別力也明顯強于PP組被試, 由此可見, 對于語音辨別力并非只限于與母語同語系的語言, 而是具有跨語系的一般性。

3.3 一般聲音(復(fù)合音)的辨別

圖5和圖6是兩組被試在一般聲音(復(fù)合音)的辨別的條件下, 各個位置的電極所引發(fā)的ERP波形的情況。

圖5 GP與PP組被試加工復(fù)合音時在Fz, F3.F4和LM電極點上由標準刺激與偏差刺激所誘發(fā)的ERP(彩圖見電子版)

圖6 GP與PP組被試加工復(fù)合音時在Fz和LM電極點上誘發(fā)的MMN

從圖5和圖6的ERP波形圖中可以看出, 在一般的復(fù)合音辨別條件下, 偏差刺激相對標準刺激在80～160 ms左右的時間窗內(nèi)誘發(fā)了MMN, 在刺激后136 ms達到峰值, 并且在160～280 ms左右較晚的時間窗內(nèi)誘發(fā)了LDN, 在刺激后212 ms達到峰值。LDN是由oddball范式誘發(fā)的繼MMN之后的一個負波, 反映對刺激的進一步加工和注意過程,也有研究稱之為晚MMN (Schulte-K?rne, Deimel,Bartling, & Remschmidt, 2001)。

取刺激后116～156 ms的平均波幅為MMN波幅, 對GP和PP兩組被試分別進行以偏差刺激在Fz電極點誘發(fā)的MMN波幅與零水平單樣本t檢驗,結(jié)果表明：僅GP組被試對偏差刺激產(chǎn)生了可靠的MMN, 平均波幅為?0.84 μV, 統(tǒng)計值為：

t

(13) = 3.56,

p

＜0.01; PP組被試沒有誘發(fā)可靠的MMN, 平均波幅為?0.20 μV, 統(tǒng)計值為：

t

(13) = 0.86

, p

＞0.05。同樣, 再取刺激后192～232 ms的平均波幅為LDN波幅, 對GP和PP兩組被試分別進行以偏差刺激在Fz電極點誘發(fā)的LDN波幅與零水平單樣本t檢驗,結(jié)果表明：GP組被試對偏差刺激產(chǎn)生了可靠的LDN, 平均波幅為?1.90 μV, 統(tǒng)計值為：

t

(13) = 6.72,

p

＜0.001; PP組被試誘發(fā)邊緣顯著的LDN, 平均波幅為?0.67 μV, 統(tǒng)計值為：

t

(13) = 1.84,

p

= 0.07。進一步對兩組被試在復(fù)合音條件下誘發(fā)的MMN波幅進行3(位置：額葉/頂葉/顳葉) × 2(偏側(cè)性：左/右) × 2(被試類型：GP/PP)的三因素混合方差分析, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：被試類型主效應(yīng)顯著, 統(tǒng)計值為：

F

(1,26) = 4.42,

p =

0.045, GP組被試誘發(fā)的MMN波幅顯著大于PP組, 平均波幅分別為?0.53 μV和?0.15 μV; 其它主效應(yīng)和交互作用均不顯著(

p

＞0.05)。同時, 對兩組被試在復(fù)合音條件下誘發(fā)的LDN波幅進行3(位置：額葉/頂葉/顳葉) × 2(偏側(cè)性：左/右) × 2(被試類型：GP/PP)的三因素混合方差分析, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：被試類型主效應(yīng)顯著, 統(tǒng)計值為：

F

(1,26) = 6.02,

p

= 0.021, GP組被試誘發(fā)的MMN波幅顯著大于PP組, 平均波幅分別為?1.15 μV和?0.51 μV; 其它主效應(yīng)和交互作用均不顯著(

p

＞0.05)。

上述結(jié)果可見, 在一般復(fù)合音的語音辨別方面,GP和PP兩組被試誘發(fā)的MMN和LDN波幅上均有顯著差異, 由于Díaz等人2008年的研究并沒有探討兩組被試在復(fù)合聲音辨別方面的差異, 這個結(jié)果進一步揭示了二語辨音力的差異可以追溯到一般的復(fù)合聲音層面辨別力的差異, 這對于探討二語辨音能力差異的起源有重要的啟發(fā)意義。

4 討論

本研究根據(jù)對前人關(guān)于二語語音辨別的個體差異的來源的相關(guān)研究存在問題的分析, 主要探討兩個問題, 第一個問題是, 二語語音辨別的個體差異是源于一般語音辨別能力還是源于特殊語音辨別能力？第二個問題是, 二語語音辨別的個體差異是否與一般聲音(復(fù)合音)的加工能力無關(guān)？

首先是二語語音辨別的個體差異是源于一般語音辨別能力還是源于特殊語音辨別能力的問題。一般語音辨別能力即一種普遍的整體語音加工能力, 不會受到具體語言的影響。特殊語音能力則指與具體語言相關(guān)的語音辨別能力。盡管Díaz等人(2008)的研究發(fā)現(xiàn), 二語辨音能力強的被試, 無論是對母語語音還是對完全沒接觸過的第三種語言(L3)語音辨別都顯著優(yōu)于二語辨音能力弱的被試,但是, 該研究所采用的二語語音材料為加泰羅尼亞語語音對(/e/-/ε/), 第三種語言語音為芬蘭語語音對(/o/-/?/), 而從語系的角度來說, 這兩種語言與被試的母語西班牙語同屬于印度—烏拉爾語系。因此,Díaz等人(2008)的語音研究只能證明個體二語辨音能力源于同語系語音的辨別能力, 而不能說明是源于一般語音辨別能力。在本研究中, 采用的二語語音材料是粵語語音對(/?/和/e/), 第三種語言語音對為芬蘭語語音對(/o/-/?/), 這兩種語言屬于不同的語系, 一個是漢藏語系, 另一個是印度—烏拉爾語系。本研究結(jié)果顯示, 二語(粵語)語音辨別力強的被試(GP組)對第三語言(芬蘭語)的語音辨別顯著優(yōu)于二語(粵語)語音辨別力弱的被試(PP組), 也就是說, 二語辨音能力強的個體就對于不同語系語言的語音辨別力都高, 那么就可以證明二語辨音差異實際上是來源于一般語音辨別能力。綜合本研究對于被試語音敏感性的考察, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 無論是在母語語音還是在不同語系語言的語音實驗中, 兩組被試之間的辨音能力都有顯著差異, 即與PP組相比,GP無論是在母語語音還是不同語系語音的辨別上都存在顯著的加工能力優(yōu)勢。由此, 我們可以得出結(jié)論, 特異性語言(L2)的語音優(yōu)勢可能是整個語音系統(tǒng)普遍優(yōu)勢的體現(xiàn)。

進一步, 本研究探討了二語語音辨別的個體差異是否與一般復(fù)合音聲音的辨音能力有關(guān), 也就是說, 二語辨音能力差異是否可以追溯到一般復(fù)合音辨音能力的差異？在Díaz等人(2008)的研究中, 將純音作為一般聲音, 探討了二語辨音能力強的被試與能力弱的被試對純音的辨別情況, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩類被試對純音辨別差異不顯著。據(jù)此, 研究者得出了二語語音辨別的個體差異并非源于一般聲音的辨別能力, 而只是源于對語音的辨別能力。實際上,聲音(除了語音在外)在復(fù)雜程度上又分成兩種聲音,分別是純音和復(fù)合聲音。語音是一種特殊的復(fù)合音,除了語音之外的復(fù)合音, 我們稱為一般復(fù)合音。根據(jù)Díaz等人(2008)的研究結(jié)果, 只能證明二語辨音能力的差異不是來源于純音辨別能力的差異, 而不能排除二語辨音能力的差異可能是來源于一般復(fù)合音辨別能力的差異。本研究選擇一般復(fù)合音為材料, 進一步探討二語辨音能力差異是否源于一般復(fù)合音的辨別能力。實驗結(jié)果表明, 二語辨音能力強弱不同的兩組被試在一般復(fù)合音辨音能力上同樣存在顯著差異, GP組被試辨別聲音(一般復(fù)合音)的能力要比PP組被試強。據(jù)此, 可以認為, 二語語音辨別力實際上是一般性的復(fù)合聲音辨別能力的反映或體現(xiàn), 二語辨音差異源于一般復(fù)合音辨別差異。

Díaz等人(2008)的研究得出二語辨音能力不同的兩組被試(GP和PP)在純音辨別水平上沒有差異的結(jié)果, 本實驗得到了二語辨音能力不同的兩組被試在復(fù)合音辨別水平上有顯著差異的證據(jù), 結(jié)合前面對純音與復(fù)合音以及語音的物理特征的分析, 可以認為, 個體對語音辨別的差異, 主要是對不同音色辨別能力的差異。因為, 正如前述, 純音是一種具有單一頻率的正弦波。其具有音長、頻率等基本聲音屬性, 但是沒有音色特征。而復(fù)合音則是由頻率不同、振幅不同和相位不同的正弦波疊加形成的聲音, 由基音和泛音構(gòu)成。泛音的多寡及泛音間的相對強度決定了聲音的特定音色, 因此具備音色屬性(Tervaniemi, Winkler, & N??t?nen, 1997;Toiviainen et al., 1998)。而語音是一種特殊的復(fù)合音, 其也具備音色特征。并且認為對于元音來說,這種語音識別過程是與該元音物理屬性F2∶F1比率有關(guān)的(N??t?nen, Tervaniemi, Sussman,Paavilainen & Winkler, 2001)。而元音F2∶F1比率的差異就會直接影響到音色的不同, 因此, 語音加工過程應(yīng)該是與加工語音的音質(zhì)有密切關(guān)聯(lián)的。根據(jù)本研究的結(jié)果, 結(jié)合Díaz等人(2008)的研究結(jié)果,可以推測, 二語辨音能力的個體差異與聲音頻率、音長以及模式等維度的加工能力可能無關(guān), 而很有可能與聲音音色的加工有關(guān)。具體來說, 語音音色的加工是二語辨音過程中很重要的一個部分, 而語音音色的辨別能力又與聲音音色的加工能力有關(guān),從而認為影響二語辨別的關(guān)鍵聲音維度很可能是音色。因此, 語音辨別有差異的人在辨別純音(無音色特征)的音長、頻率等特征時沒有差異, 而在辨別復(fù)合音(有音色特征)材料時, 則顯示出顯著的差異。

另外值得關(guān)注的是, 在復(fù)合音辨別的實驗中,GP組被試發(fā)現(xiàn)了顯著的LDN, PP組被試也發(fā)現(xiàn)了邊緣顯著的LDN, 并且兩組被試有顯著的波幅差異。LDN是由oddball范式誘發(fā)的繼MMN之后的一個負波, 所以稱之為晚期辨別負波(the late discriminatory negativity or LDN)或晚MMN成分。雖然對于它的認知功能的解釋暫時還沒有定論, 但有大量研究認為它與更高的認知過程有關(guān), 例如,注意相關(guān)的加工過程, 反映對刺激的進一步加工和注意過程(Schulte-K?rne, Deimel, Bartling, &Remschmidt, 2001; Shestakova, Huotilainen, Ceponiene,& Cheour, 2003), 字母--語音整合(Froyen, Bonte, van Atteveldt, & Blomert, 2009)以及長時記憶過程(Zachau et al., 2005)。所有根據(jù)本實驗中LDN的結(jié)果, 再結(jié)合MMN的結(jié)果, 可以合理推測整個聲音的加工過程：MMN出現(xiàn)的時程較早, 反映的是被試對于復(fù)合音材料最原始的聲音感受加工過程, 即聲音的自動加工。而隨著時程的延長, 個體投入了更多的認知資源并且受到了注意的控制, 被試開始進入前注意加工, LDN則反映出個體對該復(fù)合音材料更高水平的認知加工的過程, 即對其與語音的類似性(F0～F4)進行加工。這一過程可以反映出GP在聲音知覺上的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在自動加工階段而且還會持續(xù)到前注意加工階段。

總結(jié)本研究語音辨別與復(fù)合音辨別實驗的結(jié)果, 可以推論, 個體對一般聲音(復(fù)合音)加工能力會影響個體的一般語音加工能力, 最后特異化表現(xiàn)在任何一種特定語言的語音加工上。個體的聲音和語音系統(tǒng)是密切相聯(lián)系的。

6 結(jié)論

本研究結(jié)果表明, 二語語音辨別能力強的個體,相較于二語語音辨別能力弱的個體, 在母語語音、不同語系語音以及復(fù)合音辨別上均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢, 由此可證明二語語音辨別能力的個體差異不僅可以追溯到一般語音層面的辨音能力差異, 而且可以追溯到一般聲音層面復(fù)合音的辨音能力差異。

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