1、語言是人類進化的產(chǎn)物，是人類之間進行交流與溝通的重要工具。對于大腦是如何感知并且加工處理隨著時間快速變化且具有復雜成分的語言信號的機制，一直是科學界關于人腦研究的重要問題，但是迄今為止，還有很多問題沒有弄清楚。語言作為一種交流工具，它是一種聲音信息的集合，不同種族的人具用不同的語言。語言的基本單位是音素，由音素形成音節(jié)，再組合形成語言。但是作為聲調(diào)語言例如漢語普通話的聲調(diào)卻有著不同的特性，每個音節(jié)會伴隨著基頻(f0)的變化而產(chǎn)生聲調(diào)。在

2、功能上，聲調(diào)可以用來反映不同說話者的聲音、用于情緒的表達(這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在大多數(shù)西方語言的語句表達上，如疑問句)以及表意的功能(在聲調(diào)語言中語意的表達)。 聲調(diào)語言中的聲調(diào)成分是隨著音節(jié)變化時，伴隨著基頻的改變而出現(xiàn)的。并且對于相同的音節(jié)，不同的聲調(diào)可以表達出不同的語意。例如第一聲調(diào)mal表示“媽”；第二聲調(diào)ma2表示“麻”。聲調(diào)是如何在大腦中加工處理的，一直是神經(jīng)語言學研究中的一個重要問題，人們特別感興趣究竟哪個大腦半球在處

3、理聲調(diào)的優(yōu)勢半球。目前，有關聲調(diào)加工的優(yōu)勢腦半球存在著兩種假說。一種是功能假說(functional hypothesis)：認為聲調(diào)按照完全它們本身所擁有的語言功能主要在左側大腦半球處理。另一種是聲學假說(acoustic hypothesis)：認為所有的調(diào)，不論其擁有什么樣的功能，都是主要在右側大腦半球處理，因為調(diào)的聲學屬性主要是一種頻率上的變化，而這樣的聲音主要是在右側大腦半球處理加工的。關于這兩種假說，目前報道的結果經(jīng)?；ハ嗝?/p>

4、盾，形成了一個長期爭論。盡管很多研究支持功能性假說，包括在腦部缺損病人，正常人的行為學實驗以及功能成像實驗，但不是所有的實驗結果都支持這種假說。而且也有一部分研究結果是支持聲學假說的。本論文工作主要研究當聲調(diào)在作為一種聲學信息被傳入到大腦中的時候，在聽覺認知的自動加工階段即注意前的早期階段，究竟哪個大腦半球處理占優(yōu)勢。 大腦中處理聲音的位置主要是在左右兩側顳葉的顳上回和顳中回部位，以及位于躡葉后部的聯(lián)合區(qū)域。早在19世紀，通過對

5、腦部受損病人的神經(jīng)心理學的測試，F(xiàn)echner和Wemicke就發(fā)現(xiàn)左右兩側半球在加工處理聲音信息上的角色差異。隨著近代科技的發(fā)展，功能成像技術也被應用到研究大腦結構以及功能的研究中。大量的研究證實左側大腦半球在處理語言時占據(jù)優(yōu)勢：而右側大腦半球在處理音樂時占據(jù)優(yōu)勢。但是由于腦受損病人受損區(qū)域的不固定性，以及功能成像技術本身的低時間分辨率的局限性，都無法精確地觀察言語信號是如何在大腦中作為聲音信號處理的。而腦誘發(fā)電位技術擁有相當高的時間

6、分辨率，可以實時地觀察到大腦對刺激的反應。所以有可能適合用于精確分析聽覺信息在大腦中加工的時間過程。 因此，對于作為聲調(diào)語言的超音段成份的聲調(diào)一直以來都存在疑問，就是它是否和構成基礎的音段成份，例如輔音，在不同的優(yōu)勢腦半球進行加工。為了回答這個問題，我們選用母語是漢語的受試者，通過高頻率的播放由輔音和元音構成的有漢語語意的音節(jié)，低頻率的播放改變輔音音節(jié)(輔音組)或者改變聲調(diào)(聲調(diào)組)從而達到改變漢語語意的音節(jié)。為了克服fMRI和

7、PET時間分辨率低的弱點，本工作采用高時間分辨率的腦電技術記錄腦聽覺事件相關電位和分析其中的失匹配負波成份(mismatch negativity，MMN)。所記錄到的MMN成分反映了聽覺系統(tǒng)在早期認知階段(注意前階段)對外界信號的自動加工過程。本研究發(fā)現(xiàn)在聽覺認知的注意前階段：(1)在輔音組中，改變輔音在左側大腦半球誘發(fā)的MMN幅度要高于右側大腦半球的幅度；(2)在聲調(diào)組中，右側大腦半球的MMN幅度要高于左側大腦半球的幅度。這個結果顯

8、示在早期的聽覺認知加工過程中，針對聲調(diào)和輔音腦半球優(yōu)勢是相反的。由于聲調(diào)和輔音在定義語義時有著相同的功能，這個相反的半球優(yōu)勢模式說明在意識前階段，決定腦半球優(yōu)勢的因素是聽覺輸入的聲學特性，而不是其功能。該結果已經(jīng)在2006年12月發(fā)表在《美國科學院院刊》(PNAS)上。這篇論文認為，先前報道的相關研究工作未能夠通過分階段觀測大腦聽覺認知處理過程來研究這個問題，但實際上聲學假說在早期的意識前加工階段是成立的，而功能假說則在后期的意識加工階