《Journal of Neurolinguistics》:Sequencing thought into speech: Hippocampal functions in linguistic linearization
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•海马序列编码作为句法线性化的神经基础。•结构生成(句法)与时序排列(海马)的分离。•整合神经影像、患者及发展性证据以探讨序列处理。•将海马索引机制与基于阶段的计算相联系的心智神经认知模型。•将遗忘症与精神分裂症的语篇障碍解读为序列处理失败。引言语言是一种层级系统,最终必须在
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海马序列编码作为句法线性化的神经基础。
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结构生成(句法)与时序排列(海马)的分离。
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整合神经影像、患者及发展性证据以探讨序列处理。
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将海马索引机制与基于阶段的计算相联系的心智神经认知模型。
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将遗忘症与精神分裂症的语篇障碍解读为序列处理失败。
引言
语言是一种层级系统,最终必须在时间维度上展开。句法通过递归组合生成树状结构,而这些层级组织的、非线性表示必须被映射到线性顺序上,以便进行产出和理解。这一线性化过程——即将层级配置转换为时间上排列的字符串——一直是生成语法的核心理论问题(Kayne, 1994; Chomsky, 2001)。线性对应公理(LCA)和基于阶段的模型已在抽象句法层面形式化了线性化过程,但这一过程的神经认知实现机制仍然知之甚少。究竟是哪套神经系统使人类能够将结构配置转换为有序的言语序列?
海马提供了一个颇具前景的候选系统。长期以来,海马被认为在情景记忆中处于核心地位(Tulving, 2002),海马回路也被认为参与时间、空间和关系序列编码(Eichenbaum, 2017; Behrels et al., 2018)。位置细胞和时间细胞分别编码空间和时间的关系,而海马索引机制则为与事件相关的分布式表示提供指针(Eichenbaum, 2014; Pfeiffer & Foster, 2013; Umbach et al., 2020)。这些功能在计算上与"将结构化表示映射到时间受限输出"的问题密切相关。海马—前额叶网络也被激活于语篇层面的加工过程,如叙事构建、时间参照和指代消解(Duff & Brown-Schmidt, 2012)。一些海马损伤患者在产出有序、连贯的语篇方面表现出障碍,尽管其词汇和本地句法能力相对保留(Duff et al., 2007; Race et al., 2011),这一模式与海马参与语言材料时间组织的观点一致——但不足以确立海马的作用。
本文提出假设:海马可能通过序列相关和语境敏感的操作,与句法计算相衔接,从而对语言的线性化做出贡献。重要的是,本提案的涵盖范围比单纯的时间细胞解释更宽。我们探讨语言线性化是否能够调用多种海马机制——包括时间编码、关系索引、重放动态以及预测性序列生成。时间细胞可视为这一更广泛的序列架构中的一项候选实现,但不应将其理解为语言线性化背后的唯一或已确立的机制。
我们首先回顾海马的已知功能,重点讨论情景记忆、序列学习和关系整合。随后介绍语言理论中线性化的问题,并说明为何其神经认知实现无法仅通过语法描述来解决。接下来,我们整合神经影像、患者和发展性证据,评估海马机制是否可能对句法结构化材料的时间组织做出贡献,包括与句法阶段的潜在对应。最后,我们提出一个海马—句法互作的心智神经认知模型,并讨论其对神经语言学、临床研究和比较认知的启示。
各节摘选
情景记忆与关系绑定
海马早已被确立为情景记忆的核心(Tulving, 2002)。它能够实现被置于空间和时间背景中的事件的编码与提取,使人类不仅能记住"发生了什么",还能记住"在哪里"和"何时发生"。情景记忆的一个定义性特征是关系绑定:海马参与将经验的离散元素——如人物、物体、地点和动作——在事件表示中联系起来(Eichenbaum, 2017)。更
层级句法与线性瓶颈
人类句法通过 Merge 递归组合成分来构建层级结构(Berwick & Chomsky, 2016; Chomsky, 1995)。这类结构是平行的,因为多种依存关系(如嵌入、一致、填补缺口)可在同一推导中同时被表示。然而,外化系统——语音和书写——是序列性的:发音器官和感知通道一次只能容纳一个元素。这一根本性的格式不匹配造成了线性……
神经影像证据
功能性神经影像研究表明,海马能够参与需要序列性、语境性或语篇层面组织的语言任务。早期 fMRI 研究发现,在叙事构建期间海马被激活,特别是当参与者跨时间整合事件或跨句子维持连贯性时(Addis et al., 2007; Race et al., 2011)。较新的 fMRI、MEG 和颅内研究报道了海马—前额叶或海马—皮层的……
海马作为序列索引器
我们提出,海马可能通过将经典的索引功能与独立得到支持的时间敏感和序列敏感动态相结合,从而对语言线性化做出贡献。在 Teyler 和 DiScenna(1986)的论述中,海马被特别提议为形成并保留体验事件期间被激活的新皮层区域索引;海马索引的重激活反过来可以重新唤起相关的分布式皮层活动模式。这一论述涉及……
结论与未来方向
本文提出了一个假设:海马长期以来作为记忆系统被研究,但可能同时对语言线性化做出贡献。我们提出了一个神经认知模型,在其中海马索引机制可能与句法阶段相对应,并帮助将结构生成单元与时序发展的事件和语篇语境联系起来。在这一视角下,线性化或许不能仅仅被解释为句法内部的纯粹语法操作,而可能部分依赖于……
利益冲突声明
我声明,我没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系,这些利益或关系可能会对本论文所报道的工作产生影响。
Edward Ruoyang Shi