研究发现失语症患者可使用不同的认知工具来弥补语言缺陷

摘要:

一个由认知科学家和医生组成的团队发现,失语症患者使用不同的认知工具来弥补语言缺陷。好莱坞著名演员布鲁斯·威利斯(Bruce Willis)最近宣布息影,使公众广泛关注失语症这一神经系统疾病。虽然几乎每个人都会偶尔为找不到正确的词或被句子而挣扎,但失语症患者可能完全失去理解语言的能力。

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虽然威利斯还没有证实,但一些医生怀疑他可能患有一种特别残酷和退化的形式,称为原发性进行性失语症(PPA)。

科学家们早就知道PPA有几种亚型。有些类型伴随着词汇障碍,影响一个人获取词汇的能力,而其他类型则导致句法障碍,使其难以构建句子。

来自麻省理工学院和麻省总医院(MGH)的认知科学家和医生,作为一个合作团队,现在已经开发出一种量化的方法来识别这些不同的缺陷。在这个过程中,他们阐明了大脑在说话时在语法和词汇之间进行的基本权衡。他们的研究结果显示,有语法缺陷的PPA患者使用更丰富、更复杂的词汇来弥补他们的语法障碍,反之亦然。

这些结果最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

该研究的资深作者、麻省理工学院大脑和认知科学教授Edward Gibson表示,这是了解大脑的语言中心如何独立处理语法和词汇的关键第一步。

该研究还揭示了对健康大脑功能的新认识。该研究的主要作者、MGH的神经精神病学家Neguine Rezaii说:“从病人的缺陷中,我们能够找到健康语言生产中的一个基本属性。”她补充说,改进识别失语症患者缺陷的方法可以帮助增加疾病诊断的机会,并让我们了解其他神经系统疾病如何影响语言生成。

测量复杂性

根据之前对中风引起的失语症患者的研究,科学家们假设PPA患者的语言模式会反映出复杂的单词和句子之间的这种权衡。例如,如果一个人想不起帆船这个词,他们可能会构建一个更迂回的短语--例如,“在水中随风移动的东西”--来表达他们的意思。

为了衡量词汇的复杂性,科学家们依靠一个公认的概念,即词频。高频词--“the”是一个典型的例子--是那些更常用的和容易获得的词。相比之下,低频词是那些不太熟悉的、通常比较丰富的词,而且对于失语症患者来说,是第一个要消失的词。Gibson举了一个zebu(瘤牛)与zebra(斑马)的例子。两者都是在非洲发现的有蹄动物,但其中一个词需要查看字典。

为了量化不同单词的频率,研究人员分析了一个名为Switchboard的数据库,该数据库由500多个美国英语使用者的随机电话交谈组成。他们编辑掉了正常讲话中典型的口吃、错误和错误的开始,然后分析了不同单词出现的频率。

不过,以前没有对句法复杂性的同等测量。Rezaii说:“对于单词,我们一直有单词频率,但语法频率是这个项目的新东西。”

在分析Switchboard时,研究人员还根据每个单词的语音类型对其进行分类,以创建一个可能的语法规则的庞大列表。主语+动词("她离开了")是一种常见的结构。主语+动词+宾语("她离开了他们")则是另一种。有了他们的可能规则清单,该团队可以量化不同句子结构和句法的频率,以获得一个与词频相当的衡量标准。

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量化取舍

有了他们的衡量标准,研究小组要求参与研究的人描述医生有时用来诊断失语症的场景:一幅繁忙的家庭野餐图。然后,研究人员为每个参与者计算出每个句子的平均词频和句法频率。

正如假设的那样,在79名PPA患者中--用健康的说话者来控制其他可能影响语言的因素,如年龄--单词和句法频率之间存在明显的负相关,这取决于他们患有哪种PPA亚型。有词汇障碍的患者使用低频、复杂的句子结构,而有语法障碍的患者则使用更多低频、描述性的词语。

接下来,研究人员在一个健康英语使用者的样本上测试了同样的方法。令人惊讶的是,结果保持不变。

Rezaii说:“在一个句子中同时使用复杂的句法和复杂的单词,这对大脑的认知能力要求很高,”她解释说,即使那些没有失语症的人似乎也在词汇和句法之间做出这种权衡。她说,不同的是,健康的说话人可以在不同的句子之间做出不同的权衡。然而,失语症患者没有选择,必须根据他们的缺陷不断进行补偿。

Gibson说,对这种权衡有几种可能的解释。也许我们的大脑正试图创造出毫不含糊和清晰的语言,但也是有效的。或者,也许只是没有足够的能力来构建复杂的句子,也包括不寻常的词语。他说,进一步的研究是必要的,以分解参与语言生产的不同方面的各种过程。

不过,对于PPA患者来说,这是一个重大的进步。Gibson表示:“临床医生对人们进行分类的方式,是非常不正式的。这有可能提供正式的、定量的、计算性的方法,你可以分析一个人的语言,以弄清他们可能有哪一类缺陷。”

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