不同二语水平学习者对英汉隐喻认知加工的神经机制及表征：来自ERP的证据∗

王 倩

（西北工业大学，西安 710129；香港理工大学，香港 999077）

提 要：隐喻认知加工的脑机制研究一直是神经语言学研究的焦点。本文使用事件相关电位方法，以不同二语水平学习者为被试，考察其加工英汉隐喻时脑机制的语义表征情况，结果表明：（1）隐喻加工涉及“全脑”：左脑主导语义加工识别，右脑辅助参与隐喻理解。左脑对一语语料敏感，右脑对二语语料相对活跃。（2）与高水平二语学习者相比，低水平二语学习者对二语语料进行语义提取和整合时，倾向于借助更多的汉语神经通路。（3）从对两类语料加工的神经机制差异看，高水平二语学习者较低水平二语学习者小。二语水平越高，一语和二语隐喻语义共同表征的程度也就越高。

1 引言

隐喻作为人类一种重要、常见的语言现象，是将初始的、具体的概念结构（源域）映射到抽象的、更为复杂的概念（目标域）结构的心理过程。隐喻既是修辞的又是认知的，既是语言的又是思维的。“言为心声”，隐喻并非仅仅是概念之间的比较与替换，其实质是语言与思维的外化，反映的是大脑对概念进行认知加工的过程。对隐喻的理解就是大脑构建本体、喻体语义加工相似点之间的联系，完成从熟悉到不熟悉、从已知到未知、从具体到抽象概念的映射过程。外在信息在大脑中加工编码的机制及隐喻加工时左、右脑半球的分工、参与等问题一直是认知语言学、认知心理学研究的焦点与难点。随着科学技术的不断进步，眼动（Eye-tracking）、大脑事件相关电位（Event-related Potentials，简称 ERP）、功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，简称 fMRI） 等电生理技术手段的应用为探索语言内部神经机制提供新的研究进路，帮助人类对大脑的研究从“黑箱”逐步上升到“灰箱”。

在众多电生理方法中，相对于其他脑代谢信号，ERP 技术由于无创性、超高时间分辨率（可到毫秒级），对大脑活动反应的直观性和经济性，被誉为“观察脑高级功能的窗口”和“21世纪的反应时”（Luck 2005：58）。ERP 是一种特殊的脑部诱发电位，是刺激事件引起脑电真实的实时波形，反映与特定刺激呈现时间同步的突触后电位总和。事件相关电位技术将以句子加工为核心的语言认知理论与脑神经生理活动相联系，已经广泛应用于医学、生理学、心理学、神经科学、人工智能、商业研究等多个领域。ERP 研究中，N400 成分是隐喻研究关注的最经典、最稳定和最常用的ERP 成分，首先由 Kutas 和 Hillyard 于 1980年报道。N400 通常指刺激呈现后300 ～500ms 头皮中记录到的负波，它反映出语言理解中将词汇语义整合到上下文语义表征中的过程，被视为“提取与词意相关信息难易程度的重要指标”（疏德明刘电芝 2009：161）。N400 波幅的大小取决于语义层次上词的期待度和该词与目前语境整合的程度。背离句意程度越大，N400 波幅越大，语义加工和整合过程难度越大，N400 振幅也就越大。

目前，国内外研究者在左、右脑半球思维功能及进行视觉信息处理时的各自优势效应等方面达成一致，但是对于隐喻认知加工脑区的定位仍然存在极大分歧，主要有“右脑优势说”“左脑优势说”和“全脑加工说”3 种。支持“右脑说”较有影响的研究（Bottini，Corcoran 1994：1241；Winner，Gardner 1977：717；Anaki，Faust 1998：353；Sotillo et al.2005：5；Mashal et al.2005：2084） 通过对脑损伤失语症患者进行口头隐喻和匹配任务测试，对正常被试理解隐喻句与字面意义句时进行PET扫描，通过半视野呈现技术、双刺激复合模式ERP 实验或者fMRI 等研究手段，支持隐喻加工主要在大脑右半球进行的假说。一些支持“左脑说”的研究（Rapp et al.2004：142，Ramachiandran 2005：256） 则通过评估左脑角回受损伤的病人在理解隐喻时的表现，或fMRI 实验得到的脑信号（左侧额下回、左脑颞回和颞中下回后部激活）来证明左半球是实现隐喻加工的主要半球。近些年的部分研究（Faust，Weisper 2000：186；Gagnon，Goulet 2003：217；Coulson，Van Petten 2007：958；Ahrens et al.2007：163；王小潞 冯骏 2014：135；陈宏俊等2010：146）利用半侧视野启动范式、ERP 或fMRI 等实验考察隐喻理解中的左、右脑偏侧化现象，发现隐喻的认知加工区域受到隐喻类型影响，完整的隐喻语义加工须涉及大脑左、右半球共同参与和协调，某一脑区在不同的时间点可能占优势，但在语言加工的启始、语义通达、后期语义整合阶段需要全脑的协同加工。

关于双语者语义表征问题，研究者采用心理实验、ERP 等方法进行许多尝试，发现：学习者二语习得的时间越晚，语义理解越慢（Weber-Fox，Neville 1996：233）；早期双语者和晚期双语者在一语和二语词汇层面语义表征相似；英汉双语者一语和二语语义上部分是共同表征，部分是独立表征（李荣宝等2003：310）；双语者二语熟练度会影响两种语言语义表征激活度（Dijkstra，Van Heuvean 2002：275），英汉语言语义表征之间的关系主要取决于二语的熟练程度（王沛蔡李平2010：285）。

综上所述，我们发现国外对隐喻语义概念表征的研究多以英语母语或以使用字母语言的双语者为被试探讨双语者隐喻认知加工特点，国内学术界则更多聚焦在学习者英、汉隐喻加工脑机制的对比研究或者双语者对隐喻句语义理解效应上，控制二语水平变量之后的双语隐喻加工脑机制、语义表征及差异问题则鲜有问津。此外，众多由于不同实验目的、实验范式得出的各不相同的实验结果也表明二语学习者加工母语隐喻和二语隐喻时的大脑概念表征机制须寻找更多的生理学证据。鉴于此，本研究利用ERP 技术，以中国不同英语水平学习者为实验对象，对其英、汉语隐喻加工时大脑的概念表征机制进行研究，旨在回答以下问题：（1）不同二语水平双语者加工母语和二语隐喻时脑半球分工及参与情况如何；是否借助汉语的神经通路；（2） 不同二语水平双语者对母语和二语的隐喻语义加工表征是否享有同一体系。

2 实验方法

2.1 被试

通过自愿报名方式，选取陕西省某高校大学生共60 名（年龄在18 至22 岁间）参与实验。30名学生（男 11 人，女 19 人） 来自英语专业 3年级，均通过英语专业四级考试（TEM-4），被归到高水平英语组H 组。其余30 名学生（男22 人，女8人）为非英语专业1年级学生，未通过大学英语四级考试（CET-4），被归到低水平英语组 L 组。60 名被试均为右利手，母语为汉语，英语为第一外语，无阅读障碍，裸眼或矫正视力正常，无脑外伤或任何心理或精神疾病史。实验结束后被试获得一个小礼物作为报酬。

2.2 实验材料与程序

2.21 实验材料

鉴于目前ERP 技术条件所限，实验语料无法完全使用自然语料。为了满足语料选择标准，如靶词词性、字数、句法结构应一致，刺激叠加数量要合理，类别形式和数量需匹配等，决定采用NPV（be）-NP（A 是 B）句型结构（见表1） 作为实验语料。语料搜索主要来自于网络、北大语料库、国家语委语料库及美国当代语料库等。初步筛选的语料（共210 句汉语和英语语料）事先由90 名不参加本实验的学生进行熟悉度等级5 点量表评分（1 表示非常不熟悉，5 表示非常熟悉）后，最终选取共160 个汉语和英语语料（分为4 组，即：汉语本义句、汉语隐喻句、英语本义句、英语隐喻句。每组40 个，长度在5-7 字之间） 进行实验。

表1 实验材料举例

2.22 实验过程与脑电记录

所选的每句语料用Photoshop 软件切成3 幅大小相同的图片（“主语”“谓语”和“宾语”各一幅）。汉语语料字体为宋体，英语语料字体为TIMES NEW ROMAN，均为黑色字体，72 磅，白色背景，图片大小为5cm×5cm.每位被试单独在计算机上完成实验任务，刺激由 E-Prime2.0 程序呈现于14.7寸电脑显示器（分辨率为1440 ×90060HZ） 的屏幕中央。辨别开始时，屏幕中央首先会呈现一个注视线索“ +”，视距40-60 厘米，持续1500 毫秒，紧接着呈现语料刺激。每句语料用Excel 进行以句子为基本单位的伪随机排列。每个刺激（即“主语”“谓语”和“宾语”） 的呈现时间为 500 毫秒。实验采用语义判断任务：当被试读完屏幕上每句最后一个词时，如判断屏幕上出现的句子是本义句，按Q 键；如判断为隐喻句时，按 P 键。间隔2500 毫秒进入下一次辨别。在正式测试之前，设有一个练习环节，以帮助被试熟悉整个实验流程。练习阶段的刺激材料不会出现在正式实验当中。受试须先进行“考前练习”，熟悉答题操作过程，然后进入正式实验环节。本实验共分4 个时段，分别包含 4 种语料，共120 ～150 个刺激，持续3 ～4 分钟。每个时段间让受试者休息2 分钟，休息界面自动弹出。高水平英语组（H 组）和低水平英语组（L 组）分别进行汉语和英语语语料的辨别实验。由E-Prime 软件自动记录被试的反应时与正确率。

脑电信号由德国Brain Product 记录与分析系统、10-20 系统扩展的64 导 Neuroscan 电极帽来记录，参考电极定于FCz 和Fz 的中央处。双眼外侧安置电极记录水平眼电（HEOG），右眼上下安置电极记录垂直眼电（VEOG）。每个电极处的头皮电阻保持在5kΩ以下。滤波带通为0.05-100Hz，采样频率为500Hz.被试进入实验室后，向被试解释实验的科学性、无损伤性和“实验指导语”（提醒被试尽量放松、保持头部不动及避免频繁眨眼等注意事项）。实验结果提取出其中1000ms 的EEG数据（其中包括刺激呈现前的200ms 与之后的800ms），从脑电结果典型成分N400 进行分析。本实验使用Vision Analyzer 软件对得到的脑电数据进行滤波、去眼电、去伪迹、电极信号的补充、分段等预处理之后，对采集的所有脑电数据进行离线分析（由于去除伪迹过多，2 名低水平组被试的脑电数据被剔除）。

3 实验结果和分析

3.1 行为学数据结果

高、低水平两组对4 种语料的反应时和正确率如表2所示。可以看出，两个水平组被试对汉语语料的反应时均短于对英语语料的反应时，对汉语语料加工的正确率也高于英语语料。经过配对T 检验，两个水平组对汉语本义句及汉语隐喻句的反应时（T=0.235，P=0.816 ＞0.05）和正确率（T=0.334，P=0.741 ＞0.05） 均没有显著差异，说明两个水平组对母语本义句及隐喻句的加工表现相当。两个水平组对英语本义句及英语隐喻句的反应时（T=1.928，P=0.060 ＜0.1）和正确率（T=5.306，P=0.000 ＜0.05） 有显著差异，说明两个水平组对英语本义句和隐喻句的加工表现出较大的差别。与低水平二语学习者相比，高水平二语学习者加工英语语料时的反应时较短、准确率更高。

表2 行为数据

3.2 ERP数据结果

3.21 高、低水平组加工汉语隐喻句脑电数据

在汉语隐喻句刺激条件下，对N400 进行重复测量方差分析的结果表明，对于高、低两个水平组来说，振幅和潜伏期的组间效应均不显著，分别为 F（1，14）=14.24，p=.0047；F（1，14）=469.781，p=0.725。通过比较两个水平组对汉语隐喻句进行加工时产生的数据，我们可以得到两个组在一些电极点上，如前额叶（AF8）、顶叶（P8，PO8）、颞叶（T8，TP8，TP10）等部位的 N400 振幅，具体结果见表3。

表3 高、低水平组加工汉语隐喻句N400 平均振幅

图1 高、低水平组加工汉语隐喻句几个电极点N400 平均振幅（0 ～1000ms 时段）

从激活的电极点看，两个水平组学习者对汉语隐喻句加工时（如表3所示），脑左中部位（C3）、右中部位（C4），前额叶（AF8，AF7）、顶叶（P8，PO7，PO8）、颞叶（T8，TP8，TP10）区域电极点都有所激活。从左右脑半球看，右半球的电极点（如 AF8，PO8，T8，TP8）诱发的 N400 振幅大于左半球的电极点（如AF7）。通过对汉语本义句与汉语隐喻句进行配对T 检验后发现，对汉语本义句与隐喻句的加工除了在C4、CPz 两个电极P 值小于0.05 之外，其它所有电极的 P 值都大于0.05，无显著性差异。图1脑电结果显示整个头部的N400 差异比较小。

3.22 高、低水平组加工英语隐喻句脑电数据

当刺激材料为英语语料时，对于高、低水平组，振幅和潜伏期的组间效应均显著，分别为F（1，14）=5.621，p=.003；F（1，14）=7.879，p=.017。从高、低两个水平组加工英语隐喻语料时激活的电极点来看（如表4所示），分布于布洛卡区（Broca's Area） 左前额叶附近的 F7，F3，F5，FC5电极点，位于韦尼克区（Wernicke Area） 左颞叶附近的T7，TP9，TP7 电极点都有激活，且诱发N400波幅。位于顶叶皮层的 P7，P5，PO7，CP2，P4，PO4 和PO8 电极点也诱发较大的N400 成分。从左（F7，Ft7，Fc3，T3，C3 等）、右脑电极点（F8，C4，T4，Cp4，Tp8，P4 等） 激活的数量和活跃度来看，右脑要多于左脑，特别是右脑的侧额部、颞部、后颞部等部位。选取两个水平组左脑前额叶区域的电极点F7，左脑颞叶区域的T7，左脑顶叶区域的P5，右脑顶叶部位的PO4 和右脑颞叶部位的TP10几个电极点，对高、低两个水平组加工英语隐喻句的情况进行独立样本T 检验。结果如下：T（F7）=3.054，P=0.006；T（T7）=3.092，P=0.005；T（P5）=2.755，P=0.001；T （PO4）=1.512，P=0.049；T（TP10）=2.145，P=0.042。在这些电极点上的激活程度，高水平组小于低水平组。

表4 高、低水平组加工英语隐喻句N400 平均振幅

3.23 高、低水平组加工汉、英隐喻句的脑电数据比较

从N400 峰值特征来分析，对高水平组学习者而言，英语语料所诱发的N400 成分与中文语料所诱发的N400 成分之间的组间效应并不显著，F（1，14）=17.35，p=.051。对于低水平组学习者来说，英语语料诱发的N400 成分与中文语料诱发的N400 成分之间的组间效应显著，F（1，14）=8.005，p=.001。分别对高、低水平组对汉语隐喻语料和英语隐喻语料在 F5，T7，P5，PO4，TP8 不同电极点进行独立样本T 检验，所得出的具体结果见表5和表6。

表5 高水平组加工汉语及英语隐喻句N400 独立样本 T 检验

表6 低水平组加工汉语及英语隐喻句N400 独立样本T 检验

4 讨论

4.1 不同水平二语学习者加工汉语隐喻时大脑的“协同合作”

从两个水平组左侧、右侧脑半球诱发的N400数据来看，与本义句相比，对汉语隐喻语料的加工符合隐喻加工的一般规律，是“全脑总动员”的结果，特别是额叶和顶叶部位的参与和激活，只不过分工不同：左脑一直处于激活状态，主导语义加工识别，右脑辅助参与隐喻意义的理解，这与已有的一些研究结果一致（王小潞 冯骏2014：145，周海波 2011：165，陈宏俊等 2010：148）。另外，本实验除发现左半球一直处于激活状态外，右额前区负责提取知觉物体空间关系和情景记忆加工的电极点也被激活。虽然左半球是公认的“语言优势半球”（对于绝大多数右利手而言），右半球是各种非言语机能活动（图像的感知和记忆、空间知觉和操作、音乐的感知和记忆及情绪活动等）的优势半球，但右半球电极点诱发的较大N400 振幅表明汉语隐喻加工依赖顶叶的独特性。汉字作为一种象形文字，重在表义，字形和字义紧密相连，通过笔划和部件在空间位置上的变化形成。我们判断，汉字笔划蕴含的认知元素从认知主体感觉通道输入后，负责处理空间概念整合的右顶叶就担负起对汉字笔划空间位置和笔划组合进行加工的任务。认知主体对隐喻句语义加工需要完成从源域到目标域的映射，因此，对于汉语隐喻意义的识别比对于本义的识别更困难，需要更多的关注。此时，大脑顶叶皮层能帮助我们集中注意力的这一重要性亦会突显。汉语作为母语，很多隐喻表达，如“跳出圈子”“儿童是祖国的花朵”“身体是革命的本钱”等已经成为规约化很高的隐喻，其意义几乎可以实现直接通达，与直义加工并不存在巨大差别，这可以解释为什么两个水平组学习者加工汉语语料时脑区反应几乎相同这一现象。

4.2 不同水平二语学习者加工英语隐喻时大脑的“智慧选择”

两个水平组学习者对英语隐喻进行认知加工时，与左脑相比，右脑激活的电极点数量更多、幅度更大。我们判断，可能右脑比左脑更加活跃地参与到英语隐喻语料的加工过程中。左脑对一语语料敏感，右脑对二语语料相对活跃。布洛卡区与韦尼克区共同形成的语言系统是主管语言讯息处理、话语产生的关键区域。学习者进行英语隐喻句加工时，韦尼克区会首先完成对语言材料的词汇提取、语义整合等操作，随后会把信息传递到布洛卡区，等待信息的通达和使用。脑电结果也显示，在250 ～650 毫秒时间窗，加工英语隐喻语料比加工英语本义语料引发的N400 波幅要更加负向，这表明英语隐喻加工须要耗费更多的大脑资源，付出额外的认知努力。特别是低水平组，由于二语熟练度低，语义信息整合和理解会变得缓慢，加工英语隐喻句会变得更加困难，因此在各个电极点上诱发的N400 波幅会更大，更负向，耗费更多的血氧（见图2）。Giora 的“分级显性假说”（Graded Salience Hypothesis）认为，显性意义，即存贮在大脑中或心理词典中编码的意义，在任何语境中总是首先得到激活、提取或者通达。意义越典型，使用频率和熟悉程度越高，提取速度越快。（Giora 2002：147） 对以母语为汉语的中国学习者来说，无论二语水平如何，选取的4 种语料的语义显性度都是呈梯度排列。汉语本义句显性度最高，英语隐喻句显性度最低。本研究中，与高显性度语料相比，低显性度语料诱发的N400 更大。语料显性度引发本义与隐喻语料加工的差异，本实验中的隐喻语料诱发的N400 显著大于本义语料，这一结果支持“两步加工”理论，即：大脑实现对隐喻的理解至少须经过两个阶段，即本义理解阶段、语境违背而舍弃本义诉诸隐喻义阶段。我们发现，随着语料显性度由高到低的变化，脑加工区出现从左半球向右半球转移的过程。虽然全脑都参与语义加工，但是左脑更多地主导显性度最高的汉语本义句的加工，右脑则更多地参与显性度最低的英语隐喻句的加工。这也再次证明与右脑相比，左脑对显性意义具有敏感性这一特征。

图2 高、低水平组加工英语隐喻句差异波脑地形图（0 ～1000ms 时段）

特别值得注意的是，两组学习者在加工英语隐喻语料时，加工母语语料时用到的右顶叶附近的电极点如CP2，P4，PO4，PO8 和右颞叶附近的电极点TP8 都有不同程度的激活，且高水平二语组在F7，T7，P5，PO4，TP10 等电极上激活程度小于低水平组。可以判断，为了实现二语语义通达，不同水平学习者对英语语义的加工都借助对汉语母语语义加工的神经通路。不过，低水平二语组对英语隐喻语料加工时，除加工汉语语料时用到的脑关键区T8 和TP10 电极点被激活外，右脑，特别是右顶叶和右颞叶有更多的参与。这表明低水平二语组由于二语熟练度低，倾向于借助更多的汉语神经通路实现对英语语料语义信息的提取和整合。

4.3 不同水平二语者加工汉语隐喻和英语隐喻的大脑机制表征差异

从峰值特征看，两个水平组加工汉语隐喻语料N400 峰值出现在约300-450ms，加工英语隐喻语料N400 峰值出现在约350-550ms。由此可见，汉语语料刺激所诱发的N400 潜伏期早于英语语料，这说明两个水平组学习者母语语义加工在时间维度上的优势（李荣宝等2003：314）。表5和表6可以看出，两个水平组分别加工汉语、英语隐喻句时差异显著，且低水平二语组对两类语料加工的差异更大（几个电极点上P 值高水平组均高于低水平组）。结合两个组的脑电数据，仔细观察250 ～650 毫秒时间窗，可以看到低水平组对英语隐喻句加工时诱发的N400 波幅比对汉语隐喻句加工时更大，也更负向。这个发现与“概念整合理论”一致，即：语义网络中，概念之间不同语义联结强度反映概念表征的距离；对语言的直接理解和修辞理解都涉及多重认知模式的构建和相关成分之间映射的建立，认知主体在语义距离较远但有语义联系的两个域之间建立映射时会诱发较大的 N400 波幅（Fauconnier，Turner 1998：146，Coulson，Van Petten 2002：961）。因此，对于低水平二语学习者来说，由于英语属于弱势语言，与母语相比，二语语义概念联结强度弱，二语的语义通达须要更多地借助于母语语义加工来实现。随着二语熟练程度的提高，在语义通达中对母语依赖性会逐渐下降。所以，高水平的二语学习者在受到二语语料刺激，进行二语语义加工时，能够较少借助母语的词形或词义实现通达，这也是为什么高水平二语者在加工母语和英语隐喻时，布洛卡区和韦尼克区，特别是左颞叶和前额叶部位电极点激活的差异较小。此外，实验结果显示高水平组在两类语料中诱发的N400 组间效应差异并不显著，这表明二语水平熟练度较高的学习者对两类语料的语义表征很有可能享有同一体系。低水平组学习者英语语料诱发的N400 成分与中文语料诱发的N400 成分之间的组间效应差异显著，所以，低水平组学习者对两类语料的语义表征可能是独立的。母语和二语隐喻的表征差异越小，共同表征程度越大，大脑就对二语隐喻语料刺激识别速度更快、语义整合更加高效。因此，我们判断，低水平二语学习者对两类语料认知加工的神经机制差异较大，两类语言语义倾向于独立表征，而高水平二语学习者对两类语料认知加工的神经机制差异较小，两类语言语义倾向于共同表征。二语水平越高，一语和二语语义共同表征的程度也就越高。

5 结束语

本研究得到的行为学数据表明，高水平二语学习者加工二语语料时反应时较短、准确率更高。ERP 数据表明隐喻的加工须要两半球协同参与，涉及“全脑”：左脑主导语义加工识别，右脑辅助隐喻语义理解。左脑对一语语料敏感，右脑对二语语料相对活跃。从二语水平介入因素看，与高水平二语学习者相比，低水平二语学习者对二语语料语义信息提取和整合时，倾向于借助更多的汉语神经通路。低水平二语学习者对母语和二语语料加工的神经机制差异较大，两类语料隐喻语义倾向独立表征，而高水平二语学习者对两类语料加工的神经机制差异较小，两类语料隐喻语义倾向共同表征。总之，二语水平越高，一语和二语隐喻语义共同表征的程度也就越高。