学习法语的婴儿对法语语音规则的初步适应：一项发育性事件相关电位研究

《Brain and Language》：Emerging attunement to native phonotactics in French-learning infants: A developmental event-related potential study

　　•法语学习婴儿中音位规则修复的神经学证据。•ERP反应揭示了音位规则修复的早期出现。•音位规则修复取决于个体ERP反应特征。•随着年龄增长，修复效应更为显著。•研究结果凸显了年龄与神经成熟在感知过程中的相互作用。

引言
在本研究中，我们探讨了婴幼儿在音位层面早期对成人式语音感知的适应问题。更具体而言，我们研究的是复杂音节起始部分的感知如何向成人式的感知发展。对成人语音感知的适应在婴儿语言发展中至关重要，因为它使婴儿能够将语音顺利解码为相关特征，进而实现类似成人的语言特异性、词汇及句法/语义处理能力。关于这种适应现象，在语言习得领域已有大量研究记载。发展心理语言学数十年的研究表明，婴儿最初的一般语言能力会逐渐转变为与其所学习的语言相对应的特定语言能力。在音系领域，婴儿在出生前就开始学习母语的韵律特征（词汇重音：H?hle等人，2009；Jusczyk等人，1993a；声调：Mattock和Burnham，2006）以及语音特征（辅音：Werker和Tees，1984；元音：Kuhl等人，1992），还包括其音位规则特征，即语言特有的音段组合规律（Friederici和Wessels，1993；Jusczyk等人，1993b；Jusczyk等人，1994；Nazzi等人，2009；Sebastian-Galles和Bosch，2002）。本研究旨在探究三个不同月龄婴儿对语言特异性音位规则特征的习得情况，尤其是成年人所具有的音位规则修复机制的 emergence——在这种机制下，法语中非法的*/tl/序列会被感知为/kl/（Hallé等人，1998）。我们首次运用事件相关电位技术来探索早期音位规则修复的神经机制及其时间进程。

在音位规则敏感性习得方面，Jusczyk及其同事的开创性研究表明，9个月的美国婴儿已经能够感知英语的音位规则：他们更倾向于接受合法的词首音簇，而非非法的；同时也会更偏好语言中常见的音位模式（Jusczyk等人，1993b；Jusczyk等人，1994）。这一发现也在学习多种不同语言的单语婴儿中得到验证，包括荷兰语（Friederici和Wessels，1993）、法语（Gonzalez-Gomez和Nazzi，2012；Nazzi等人，2009；Piot等人，2024）、希伯来语（Segal等人，2015）、匈牙利语（Gonzalez-Gomez等人，2019）、日语（Gonzalez-Gomez等人，2014；Kajikawa等人，2006；Mugitani等人，2007）以及土耳其语（Atlan等人，2016；Hohenberger等人，2016；Van Kampen等人，2008），还包括西班牙语-加泰罗尼亚语双语婴儿（Sebastian-Galles和Bosch，2002）。一项最新的元分析（Sundara等人，2022）表明，从群体层面来看，婴儿在8到10个月大时就已经开始因接触周围语言而表现出“音位规则偏好”，最初是对相邻音段规律的偏好（例如某种辅音组合的出现频率更高），以及对基于辅音的非相邻音段规律的偏好（例如被其他音素隔开的某种辅音组合出现频率更高）。相比之下，基于元音的非相邻音位规则则要在大约13个月大时才会出现（Gonzalez-Gomez和Nazzi，2016）；不过，关于元音和谐这一特定类型的元音非相邻规则，其习得时间则存在不同结论，可参考Van Kampen等人，2008与Gonzalez-Gomez等人，2019的研究。需要指出的是，辅音相关音位规则的习得时间早于元音相关规则（Gonzalez-Gomez和Nazzi，2012），这一现象与许多语言中普遍存在的辅音优先于元音的词汇处理倾向有关（Nazzi，2005；Nazzi和Cutler，2019，综述），这表明辅音和元音的音位规则可能在习得和加工过程中存在差异。

上述行为学研究结果表明，婴儿早期就表现出对周围语言音位规则的适应性。然而，成年人不仅了解自己母语的音位规则，还能在感知上修复违反音位规则的序列。在成年人中已研究了两种此类修复现象：一种是在日本语成年人中，他们能通过添加元音的方式，将非法的*/abna/序列修复为合法的/abuna/序列（Dehaene-Lambertz等人，2000；Dupoux等人，1999）；另一种是在法语成年人中，他们能通过替换辅音的方式，将非法的*/tl/序列修复为合法的/kl/序列（Hallé等人，1998）；在美国人中也观察到了类似现象（Hallé和Best，2007）。在这两种情况下，修复的表现均为无法区分原始序列与修复后的序列（即*abna-abuna、*tla-kla）。但据我们所知，仅有少数研究探讨过发展过程中的音位规则修复现象（Mazuka等人，2011），该研究表明，8个月大的学习法语和日语的婴儿都能区分/abna/与/abuna/。然而到了14个月大时，虽然学习法语的婴儿仍能区分这两种序列，但学习日语的婴儿则无法区分，这与日本成年人通过添加元音进行音位规则修复的模式一致（即/abna/被感知为/abuna/）。这些研究结果表明，语言特定的音位规则感知修复机制是在8到14个月之间习得的，这一时间点与前述行为学研究中所确定的婴儿对母语音位规则产生特定适应的时间相符。

我们的研究旨在在前人研究的基础上进一步探索，研究7个月、11个月和14个月大的法语学习婴儿是否具备与*/tl/?/kl/对比相关的音位规则修复机制。推动我们开展这项研究的原因是，无论在成人还是婴儿中，辅音和元音在词汇层级的处理方式都存在差异（Nazzi和Cutler，2019），这就引发了这样一个问题：是否存在类似日语学习婴儿中通过添加元音来实现修复的机制，其习得时间是否也与辅音修复机制相同。此外，本研究还采用了一种新的方法，即利用ERP技术检测音位规则修复现象，从而提供了早期音位规则修复及其时间动态的第一个电生理学证据。而且，ERP技术还能通过分析婴儿在感知辨别任务中的信号极性，帮助我们了解他们在早期习得过程中的个体差异。

在ERP研究中，感知辨别通常通过“异常范式”来进行评估，其中“不匹配反应”反映了婴儿对刺激序列中罕见、意外事件的感知辨别反应，这类事件与预期中反复出现的事件形成对比（相关综述可见N??t?nen等人，2011）。通常情况下，成年受试者会对异常声音产生更负面的反应，即异常声音引发的响应比正常声音更负。但在针对婴儿的早期异常范式研究中，却发现了异常声音既可能引发负面反应（如Alho等人，1990；Cheour等人，1998），也可能引发正面反应（如Lepp?nen等人，1997；Winkler等人，2003）。这种极性差异（正面与负面不匹配反应）被认为源于神经成熟的发育变化。较年幼的婴儿更可能出现正面不匹配反应，而年龄较大的婴儿和成人则通常表现为负面不匹配反应，这反映出听觉处理路径的逐步发展和专业化。另一种观点认为，正面与负面不匹配反应分别对应着婴儿在语音辨别过程中不同的处理过程，即声学层面的处理与音系层面的处理（如Novak等人，1989；Rivera-Gaxiola等人，2005a；Rivera-Gaxiola等人，2005b）。不过，更多证据表明，婴儿在P2-N2波段的反应出现和分布存在个体差异。更确切地说，尽管群体分析显示11个月大的婴儿对非母语对比没有敏感度（Rivera-Gaxiola等人，2005b），但当将这些婴儿分为两组后，所有婴儿都表现出了具有不同极性的辨别反应（Rivera-Gaxiola等人，2005a；Rivera-Gaxiola等人，2005b）。其中一组婴儿在P150–250时间窗内对非母语对比表现出显著反应，而另一组则在N250–550时间窗内产生反应。有趣的是，11个月大时对非母语对比的P150–250反应更强，与18、22、25、27和30个月大时的词汇生成能力得分更高相关（Rivera-Gaxiola等人，2005a）。在另一项使用词汇熟悉化范式的发育ERP研究中，熟悉过的词汇在测试阶段会引发比新词汇更负面的反应（Junge和Cutler，2014；Kooijman等人，2013；M?nnel和Friederici，2013；Von Holzen等人，2018）。不过，M?nnel和Friederici（2013）发现，词汇熟悉效应的极性（对熟悉词汇与陌生词汇的ERP反应）会随年龄变化，6个月大的婴儿表现为正面反应，而9个月和12个月大的婴儿则表现为负面反应。此外，当根据婴儿对词汇熟悉度的ERP反应的负极性与正极性模式将其分为两组后，那些对熟悉词汇反应更负的婴儿似乎在语言习得方面比反应更正的婴儿更为先进（Junge和Cutler，2014；Kooijman等人，2013；M?nnel和Friederici，2013；Von Holzen等人，2018）。总而言之，先前的发育ERP研究表明，ERP信号的极性会受到年龄、个体大脑成熟度以及实验范式的影响。

在本研究中，我们采用了“先导-目标”（习惯化-去习惯化）范式，来评估7个月、11个月和14个月大婴儿的早期音位规则发展情况。这一范式此前已被用于研究婴儿和成人的音系处理能力（如Dehaene-Lambertz等人，2000；Dehaene-Lambertz和Baillet，1998）。在Dehaene-Lambertz和Baillet（1998）的婴儿研究中，参与者首先看到三个标准项目，随后是一个音系不匹配项目。在3个月大的婴儿中，这些不匹配项目在额叶记录点上引发的响应在400–480毫秒时间点上比控制项目更为阳性。同样，在本研究中，婴儿也需要完成三种类型的试验：每种试验中，三个分别为/pla/、/kla/或/tla/的符号作为先导，其后跟随/tla/作为目标，我们对这些目标对应的ERP反应进行了测量。/pla/?/tla/试验对应“不同”条件，/tla/?/tla/试验对应“相同”条件，而/kla/?/tla/试验则对应关键的“修复”条件。如果婴儿已经掌握了语言特定的修复机制，那么我们应该在修复条件与相同条件之间观察不到差异，而在修复条件与不同条件之间则会观察到显著差异（相同≈修复≠不同）。如果婴儿尚未掌握这种修复机制，仍然具有通用的语言感知能力，那么他们应该能够区分不同条件与修复条件，同时也能够区分相同条件与修复条件（相同≠修复≈不同）。基于先前的行为学证据，我们预计最迟在14个月大时就能检测到语言特定的修复效应，甚至可能更早，因为有一些研究表明，ERP反应对实验操作或参与者干预的敏感度要高于行为测量指标（如De Haan和Nelson，1997；Rivera-Gaxiola等人，2000；Sokka等人，2016）。此外，根据先前的研究结果（如Rivera-Gaxiola等人，2005b；Von Holzen等人，2018），我们预计在当前实验范式中，婴儿在对不同条件与相同条件的反应中也会表现出个体脑电反应极性的差异，因此我们将参与者分为负面反应组和正面反应组来分析数据。

参与者
最终样本包括64名单语法语学习婴儿：7个月大的20名（10名女孩，10名男孩），11个月大的22名（12名女孩，10名男孩），14个月大的22名（12名女孩，10名男孩）。所有婴儿都来自巴黎地区的家庭，是从那些之前自愿参与儿童发展研究的家长数据库中招募的。所有婴儿均为足月出生（妊娠期超过37周），出生体重也处于相应妊娠期的正常范围内。没有婴儿存在……

结果
图1B–D分别展示了三个年龄组在额叶、中央叶和枕叶区域三种试验类型对应的平均波形。此处仅报告与试验类型因素相关的统计效应。

讨论
本研究利用ERP技术，探讨了法语学习婴儿中基于辅音的音位规则修复机制（*/tl/ → /kl/修复）的发展情况。由于先前的行为学研究已表明，14个月大的婴儿能够进行基于元音的音位规则修复（*/abna/?/abuna/），而8个月大的学习日语的婴儿则尚不具备此能力（Mazuka等人，2011），因此我们在三个不同月龄的婴儿组中进行了ERP测量。为此，我们让婴儿完成了三种类型的试验……

结论
我们的研究结果表明，有一部分7到14个月大的婴儿（“正面反应组”）确实存在语言特定的修复效应。这种效应随年龄增长而愈发明显，似乎在14个月大的“负面反应组”婴儿中开始出现。我们的研究结果表明，在一部分婴儿中，负责语音规则修正的神经机制成熟的时间比之前认为的更早，这进一步表明年龄只是发展水平的一个指标，同时也需要更多关注这一领域。

CRediT作者贡献声明：
Andrea Helo：写作——审稿与编辑、可视化、研究、正式分析、数据整理。
Thierry Nazzi：写作——审稿与编辑、验证、监督、资源协调、资金获取、正式分析、概念设计。
Pierre Hallé：写作——审稿与编辑、验证、概念设计。
Pia R?m?：写作——审稿与编辑、验证、监督、资源协调、资金获取、正式分析、概念设计。

利益冲突声明：
作者们声明存在以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Andrea Helo表示获得了法国国家研究与发展局（ANID）的财政支持。其他作者则声明没有已知的可能影响本文所述研究的财务利益或个人关系。

致谢：
本研究得到了巴黎城市大学IdEx项目（法国ANR-18-IDEX-0001号资助）、语言学实证基础实验室Labex EFL的支持，以及法国MOBIBRAIN计划下的Cerveau et Pensées DIM项目（2013年）和智利FONDECYT常规项目（编号1241884，ANID资助）的援助。同时，也感谢ANID CIAE CIA250005项目的资助。我们还要感谢Leo-Lyuki Nishibayashi在刺激材料录制及实验程序设置方面的帮助，以及Maxine dos Santos、Irene Lorenzini和Louise的贡献。
Andrea Helo|Thierry Nazzi|Pierre Hallé|Pia R?m?