《Cortex》：Brain mechanisms for processing systematic sound-to-meaning mappings for concrete and abstract concepts
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迄今为止，词汇语义处理的神经生物学解释大多明确或隐含地假设，词语的声音与其意义之间没有关系，尽管有相反的经验证据。最近，多重表征理论开始纳入非任意性关系，其中词语的形式与其意义相似（象似性）。然而，非任意性的形式-意义关系在语言中更广泛地表现为亚词汇语音/音系
迄今为止，词汇语义处理的神经生物学解释大多明确或隐含地假设，词语的声音与其意义之间没有关系，尽管有相反的经验证据。最近，多重表征理论开始纳入非任意性关系，其中词语的形式与其意义相似（象似性）。然而，非任意性的形式-意义关系在语言中更广泛地表现为亚词汇语音/音系特征与词语意义方面之间的统计规律性（系统性或典型性）。本研究调查了词汇处理期间的大脑活动是否反映了亚词汇特征与具体和抽象概念（即具体性形式典型性）之间的统计规律性。二十一名健康参与者完成了一项事件相关功能磁共振成像（fMRI）研究，同时对高度形式典型的具体和抽象词语进行听觉词汇判断。研究人员在一个先前与具体和抽象词语处理相关的、主要位于左半球的围外侧裂区域网络中观察到了显著的活动。关键的是，这些区域中的大多数也对由与具体性相关的亚词汇语音/音系特征构建的非词产生了反应，包括那些被认为代表非模态概念处理的枢纽区域。这些发现表明，关于非任意性形式-意义映射的统计知识构成了大脑中具体性如何被表征和访问的核心组成部分。研究人员认为，这些结果支持了一种解释，即具体和抽象概念通过统计学习，根植于语言的语音-声学特征之中。
### 论文解读：大脑如何处理具体与抽象概念的声音-意义映射
#### 研究背景与问题
大脑如何获取词语意义，是认知科学和语言神经生物学需要解决的一个基本问题。一个关键的理论区分涉及具体概念和抽象概念的表征，尽管精确的定义仍然难以捉摸。具体概念通常根据其指称物所引发的、基于身体（包括内感受）感官体验的意义来分类，而抽象概念则主要被视为缺乏直接感官指称物的语言建构。这种广泛的区分得到了具体词和抽象词在词汇和语义处理任务中处理方式差异的支持，具体词常常表现出优势（具体性效应）。然而，各种试图解释具体和抽象概念如何表征的理论，也必须面对抽象性赋予处理优势的矛盾证据。此外，迄今为止，大多数概念处理的认知和神经生物学解释都明确或隐含地假设词语声音与其意义之间的联系是任意的，这遵循了语言学的长期传统。相比之下，最近的多重表征理论提出，语言经验中的统计规律性作为概念基础的重要来源。然而，这些理论大多关注象似性或声音象征关系在传达口语和手语中与感觉运动体验意义的非任意性关系中的作用。与象似性不同，系统性的形式-意义关系在词汇中表现得更为广泛，反映了语言习得和表征中使用的统计知识。具体性在英语中表现出迄今为止最大的形式典型性效应，亚词汇语音/音系特征能够显著预测具体性评分的方差。这引出了一个关键问题：在处理抽象和具体词语时，区域性大脑活动在多大程度上反映了这些系统的亚词汇形式-意义映射？本研究旨在通过fMRI实验，使用听觉词汇判断任务，探究大脑对具体和抽象概念的系统性声音-意义映射（即具体性形式典型性）的反应，并确定是否存在其他仅对具体和抽象词语的词汇层面处理有反应的大脑区域。
#### 研究方法概述
本研究采用事件相关功能磁共振成像（fMRI）技术，结合听觉词汇判断任务。研究样本为21名健康的、以英语为母语的参与者。实验材料包括100个名词（50个高度具体，50个高度抽象）和100个非词，这些非词根据Kearney等人（2025年）的模型，在关键语音/音系特征上与其对应的具体或抽象词语类别相匹配。所有词语均为单语素词，并匹配了多种已知影响处理的心理语言学变量（如词长、词频、普遍性、语音邻域密度、情感效价等）。实验通过伪随机化呈现刺激，并使用混合线性模型分析行为数据（准确率和反应时）。fMRI数据使用SPM12进行预处理和分析，采用两级固定和随机效应一般线性模型。关键分析包括：具体词与抽象词的对比、词语与非词的对比，以及使用合取分析来识别对具体性形式典型性（即跨词语和非词的共同效应）有反应的脑区。统计阈值设定为体素水平p < 0.001，并采用家族性错误校正的团簇水平p < 0.05。
#### 研究结果
**行为结果**：
在准确率上，抽象项目的反应比具体项目更准确（优势比=1.53）。在反应时上，词语的反应比非词更快（平均差异=79毫秒）。具体性和词汇性在反应时上没有显著的交互作用。
**神经影像结果**：
1. **词语与非词的对比**：
* 抽象词语与其匹配的非词相比，未产生任何显著的激活增加。然而，抽象非词比抽象词语在左侧颞上回、右侧额中回、缘上回和楔前叶引发了显著更强的活动。
* 具体词语与其匹配的非词相比，仅在左侧梭状回（集群延伸至海马旁回）引发了更强的活动。然而，具体非词在左侧颞上回、右侧扣带中回、颞上回和顶上小叶产生了显著更强的活动。
2. **抽象与具体的对比**：
* 与具体词相比，抽象词在左侧枕回、左侧颞上回/颞上沟以及一个包含前扣带皮层、前辅助运动区和辅助运动区的双侧背内侧额叶皮层大集群中产生了显著更强的活动。
* 与抽象词相比，具体词在一个主要位于左半球的广泛网络中产生了显著更强的活动，包括左侧前部和后部颞中回、梭状回、后扣带回以及双侧角回和额上回。
* 非词的对比同样激活了许多相同的区域，且峰值位置几乎相同。抽象非词比具体非词在右侧前扣带皮层/前辅助运动区/辅助运动区引发了更强的活动，而具体非词则在包括前部和后部颞中回、角回、额上回和后扣带回在内的左半球网络中引发了更强的活动。
3. **合取分析**：
* 抽象 > 具体（词语与非词）的合取分析在右侧背内侧额叶皮层揭示了显著的共同激活。
* 具体 > 抽象（词语与非词）的合取分析在左侧前部和后部颞中回、角回、额上回和后扣带回观察到一个广泛的左半球共同激活网络。
#### 讨论与结论
**讨论**：
本研究发现，参与具体和抽象词语处理的大脑网络中的大部分区域，对由具有相同概率性语音线索的形式典型性非词也产生了类似的反应。这表明，声音与意义之间的非任意性亚词汇关系是我们表征和处理具体性的核心组成部分。具体而言，合取分析中观察到的非词的共同活动不能归因于语境可用性、感觉运动意象/模拟或情感和社会知识，因为非词本身缺乏这些信息。值得注意的是，后部颞中回和背内侧额叶皮层被认为在语义控制中起作用，而前部颞中回和角回则被认为是表征概念知识的非模态语义“枢纽”或汇聚区。本研究发现在这些区域中，对具有非任意性、概率性语音线索的词语和非词处理存在共同活动，表明它们也处理关于亚词汇声音-意义关系的统计知识，这与语言习得的统计学习观点一致。
此外，研究还发现了一些区域的选择性活动：左侧梭状回对具体 > 抽象词语有选择性反应，而左侧颞上回/颞上沟和枕叶皮层对抽象 > 具体词语有选择性反应。这些区域可能专门参与词汇-语义层面的处理，例如作为语音输入词典或正字法词典的组成部分。
本研究结果对语言神经生物学和意义表征理论具有重要启示。它挑战了当前研究中忽视形式与意义之间系统性关系（无论是词汇还是亚词汇层面）的做法，并表明通过统计学习，具体和抽象概念可以根植于语言的语音-声学特征中。研究也指出了语言多样性对声音-意义映射性质的可能影响。
**结论**：
迄今为止，概念处理的神经生物学理论在很大程度上忽视了非任意性声音-意义映射的作用，尽管有经验证据证明它们的存在。本研究发现，形式典型的具体和抽象词语及其非词对应物在很大程度上激活了重叠的大脑网络，这表明亚词汇声音-意义映射中的这些统计规律性构成了大脑中具体性如何被表征的核心组成部分。这些结果支持了一种解释，即具体和抽象概念通过统计学习，根植于语言的语音-声学特征之中。
