互动科普

语言的手势

许多人误认为手语就是将哑剧样的手势随便地汇集在一起的大杂烩，利用它只能进行简单的交流。但事实上，手语是高度结构化的语言系统，其语法的复杂性与口语不相上下。正如英语和意大利语有构词造句的详尽规则，手语也有各种手势和动作示意的句子的规则。目前尚没有全世界统一的的手语，不同国家的聋人所用手语存在很大的差异。事实上，一个耳聋手语者如果在成年后学会了第二种手语，那么他的手势将带有外国手语的痕迹。此外，手语不是周围社会中所使用的口语简单的手势翻版，倒如美国手语（ASL）和英国手语是不可相互理解的。

手语和口语部具有语言的抽象特性，但它们的外部形式有着根本的不同。口语由颞叶听觉皮层的变化编码——声音随着时间而发生的变化。然而，手语则依赖视觉—空间变化来表达语言的对比（见下页图）。这种形式上的差异到底是如何影响语言的神经组织的呢？一种可能的假设为手语是由右侧大脑半球某些系统支持的，因为手势是视觉—空间信号。由此可以认为，在聋人手语者中，相当于Wernicke区的手语区应该邻近与视觉过程相关的脑区，而相当于Broca的手语区则应该与控制手和臂运动的运动皮层相毗邻。

80年代我们开始验证该假设。两个基本的问题需要解决：伴有脑损害的聋人手语者存在手语的缺陷吗？如果存在，这些缺陷是否类似于Wernicke失语（理解困难且语言易出错）或Broca失语（理解正确但语言不流畅）？这两个问题的答案是非常肯定的“是”。我们最初研究的病人之一有流利的手势表达，能够运用所有适当的ASL语法标志，但他通过手势传达的信息常常是不连贯的。他的一般手势语用英文来表达大意是： 

而且有一（条路通到那边）（不可理解），这个人走过去看这（不连贯），（泥土）房间的延伸，这个人（能生活）在那里，屋顶及有罩的灯（不断掉下）。

这个病人紊乱的手势表达和对其他人手势的难以理解，非常相似于Wernicke失语病人的听觉症状，在我们研究的早期另外一位耳聋病人很难产生手势，她在表达每个手势时部不得不费尽九牛二虎之力来比划她的手以作出正确的动作。她的大多数手语都局限于不连贯的单独的手势，这不仅仅是一个运动控制问题：当要求她临摹例如一头大象或一朵花之类的线条图时，她画得非常精确，因此，尽管她存在严重的手语产生问题，她对手语的理解却是非常好的。这种语言能力与Broca失语的症状相似。

但是哪个部位的脑损害能引起这些手语失语呢？答案令人惊讶。两个病人的损害发生在他们的左侧大脑半球，损害部位恰好就是具有类似问题的听觉障碍病人的脑损害部位。伴有理解困难的耳聋手语者损害包括Wernicke区，而产生手语有麻烦者其损害涉及Broca区。

这些观察表明左侧大脑半球在支持手语中起着关键的作用。但右侧大脑半球又有何作用呢？人们可能认为，既然右侧大脑半球对许多视觉—空间功能起着关键作用，因此该半球的损害对手语的能力也具有破坏性的影响。然而，这种假设似乎是错误的，右侧大脑半球受损的手语者其手语的产生是流利和精确的，并能容易地运用正常的语法和理解手语。即便是因脑损害而非语言性视觉一空间能力严重受损的病人，情况也是如此。例如，一位右侧大脑半球受损的手语者不能创作或复制可识别的画，也不能注意其左侧视野的物体（这种状况被称作偏侧忽视）但却能够非常有效地运用手语交流。

对更多的耳聋手语者进行的后继研究证实了早期病例研究结果。1996年公布的我们的一项研究对13例左侧大脑半球受损（LHD）手语者与10例右侧大脑半球受损（RHD）手语者的手语能力进行了比较。总体来看，左侧大脑半球受损手语者用多项手语能力指标来衡量其表现都很差：他们难于理解单个的手势和手势表达的句子，在流利程度上也有问题。他们在图片命名测试中也遇到困难，并常常出现手语错乱（手误），即无意中用一个手势代替另一个手势或一种手势的一部分（如手的形状）代替另一部分。反之，RHD手语者能很好地完成这些任务。该项研究亦显示手语流利的困难并非由控制手和臂的随意运动这些更为普通的问题所引起：手语障碍的病人常常能够产生无意义的手或臂的姿势。

我们的另外一项研究也获得了相似的结果。该研究重点考察了19位伴有脑损害的终身手语者对手语的理解能力上。其中11位脑损害发生在左侧大脑半球，8位损害位于右侧大脑半球。在评估他们对单一手势、简单句子、复杂句子的理解的三种测试中，LHD组较RHD组明显地完成得差。表现最差的是脑的左侧颞叶受损的手语者（Wernicke就左侧颞叶上）。

综上所述，这些发现表明，和口语一样，脑的左半球在手语中占优势。语言的脑组织看来并不受感觉和产生语言的方式所影响。

故事变得复杂

我们在本文开始时指出，把脑一分为二成左—右两部分——言语能力集中在左侧半球，而视觉—空间能力则位于右侧——是一种过分简单化的假设。过去几十年的研究显示，大多数认知能力可被分为多个处理步骤。在某些层次上，脑活动可以是单侧化（主要集中于一侧半球），而另外的活动可以是双侧的（发生在两侧）。

例如，语言能力有许多组成成分。一个有听力的人必须能够感觉和产生单个的发音以及这些发音组成的字词：否则就可能无法辨别“cup”与“pup”。此外，一个人必须能识别单词的形态变化（“walking”与“walked”），句法结构（“狗追逐猫”与“狗被猫追逐”）及音调的抑扬顿挫（the White House”与“the white house”），最后，要进行持续的谈话，就必须使一连串的许多句子中的人物和事件建立并维持紧密的联系。

在所有这几方面的语言能力中，语言的产生是最严格地受限于左侧大脑半球。左半球的损害常常干扰说话时选择和汇编适当的声音和字词的能力，右侧大脑半球的损害则很少如此。左侧大脑半球总的说来在语言的产生中占了主导地位，但保持谈话的连贯性则是一个例外。 右侧大脑半球损害的患者能够相当好地构造字和句子， 但他们常常从一个话题转到风马牛不相及的下一个话题。

语言的感觉和理解显然比语言的产生较少限制于左侧大脑半球，两侧大脑半球均能够分辨单个的语音，而右侧半球似乎在连续谈话的理解中起某种作用。但是，理解单词和句子的 意思则上要是左侧大脑半球的功能，这就能够解释为什么语言最初被认为属左侧半球专有： 最常见的检查失语症的方法讦估的是患者理解和生成单词与句子——而不是较长的谈话——的能力。 

非语言性的空间能力也可以分为具有不同单侧化类型的若干成分。虽然最严重的空间能力损害更常见于右侧大脑半球受损后（在耳聋及听力正常人群中均如此），但研究者发现一些视觉—空间缺损发生在有听力的LHD人群。典型的症状包括难于感知并复现某些视觉刺激的局部特征——例如绘画的细节——即使LHD病人能正确识别或复现这图画的总的结构。有听力的RHD病人通常表现出相反的症状。由此表明左侧大脑半球对于局部水平的空间感知和控制是非常重要的，而右侧大脑半球则对于总体水平的空间感知和控制是非常重要的。

这种对脑的更复杂的描述提出一个有趣的问题：视觉—空间能分布在两侧半球——局部水平在左侧，总体水平在右侧——与手语能力的分布相关吗？单一的手势和手势表达的句子可以被看作是语言的片断，而一段连续的谈话则可以代表这些片断组合而成的总体。大概左侧大脑半球在产生和理解手势及手势表达的句子方面占优势，因为这些过程取决于局部水平的空间能力。

我们测试了这一假说。我们的研究证实，许多RHD手语者难于进行持续谈话：他们的叙述常常离题甚至虚构——这正是听力正常的RHD 病人常常遇到的问题，但一些RHD手语者却面临着另一类的问题。手语的谈话有一种独特的空间组织：在讲述一个有许多人物的故事时，手语者用不同的部位表示每个人物，因此手语者身前的空间就成了个虚拟舞台，每一个人物在这舞台上占据着自己的位置。我们的研究发现某些RHD于语者在他们的谈话中能够保持一个主题，但对于他们所叙述的人物不能保持前后一致的空间安排。

RHD耳聋手语者的这谈话问题是否与他们的非语言性空间能力缺损有因果关系呢？看来并非如此。我们研究一位RHD手语者，他的空间能力严重受损，但是用手语表达一个连贯的故事并无障碍。另一位RHD病人仅有轻度的视觉—空间问题，但他不能为他的谈话所涉及的人物保持正确的空间安排。显然，支撑非语言性空间能力的右侧大脑半球的认知系统有别于其维持持续谈话的认知系统。

左侧大脑半球受损的耳聋手语者又如何呢？他们的手语失语是因为局部水平的空间损害而引起的吗？为了回答这个问题，我们要求一组耳聋手语者复制线条图及分层图形，它们具有可识别的局部与总体特征（一个例子是由许多小的“y”组成的字母“D”）。正如左侧大脑半球受损而听力正常的病人一样，LHD耳聋者通常正确复制图画总的构架，但常常漏掉一些细节。（RHD耳聋者则相反，他们可以描绘出许多细节，但整体则杂乱无章。）我们发现LHD者局部水平空间缺损的严重度与他们手语失语的严重度并不相关。与所有人的预料相反，终身耳聋手语者的手语能力看来并不依赖于他们的非语言性空间技能。 

我们可能遗漏了听力正常病人和手语者语言的脑组织的某些细微的区别。对脑损害病人的研究受研究的准确性的限制：为了正确地确定手语所涉及的脑部位，研究人员需要检查几位恰好在相应部位上受损害的耳聋手语者，而找出所有这些部位将需要几十年时间。但是，无创性脑成像技术——功能性磁共振成像（fMRI）和正电子发射断层扫描（PET）——的出现为科学家探索语言的神经来源提供了新的工具。 

研究人员应用这些技术来考察Broca区在口语和手语产生中的作用。成像结果显示，在听力正常的病人讲话的时候以及耳聋病人打手势的时候，Broca区的确在活动。脑成像也证实，在手语理解中起作用的那些部位基本上也就是在口语的理解中起作用的部位。1998年，研究人员运用fMRI方法观察正在观看ASL句子录像带的终身耳聋手语者的脑活动。研究者发现了左侧颞叶区的几个部分（包括Wernicke区）以及左侧额叶的几部分（包括Broca区）存在着部分活动。

研究也发现了右侧颞叶及右侧额叶的活动区。这个结果促使一些研究人员提出，手语理解较口语理解更双侧器官化，但当听力正常者倾听讲话时，研究人员也检测到了双侧活动。需要更多的研究去阐明右侧大脑半球在手语处理中的作用。总之，脑损害的研究揭示，如果口语和手语存在差异，那它们可能是极细微的。

手语的启示

手语涉及语言及视觉—空间处理，在听力正常的个体中这两种能力由明显不同的神经系统所产生。但出人意料，手语的神经组织和口语的神经组织的共性，比它和视觉—空间处理的脑组织的共性更大。为什么会如此呢？

我们的研究和其他的研究得出的答案是，脑是一个高度模块化的器官，每一个模块围绕一项特殊的计算任务组织起来。因此视觉—空间信息的处理并不局限于脑的单一区域。不同的神经模块处理不同途径的视觉输入。例如，传送语言信息的视觉输入被翻译为一种适合于语言处理的格式，从而使脑能够了解手势的意义，提取语法关系，等等。但是，传送不同信息——如绘画的特征和轮廓——的视觉刺激将被翻译成一种适合于执行运动指令——比如复制绘画的运动指令——的格式。这两种类型的处理任务对计算的需要是非常不同的，因此涉及不同的神经系统。

由此看来，手语的理解和产生显然不依赖于视觉—空间能力（如复制一幅画）就不是出人意料的事情了。虽然它们都涉及视觉输入和手工输出，但这些任务是根本不同的。因此，我们可以预料，在处理的周边层次上——例如在接收来自视神经的信号的上要视觉皮质上——它们将在一定程度上共用脑系统，到了更接近中枢的、高层次的脑系统时，它们就分道扬镳了。 

口语和手语的情形则相反。这两个系统根本的不同在于它们的输入和输出，但它们所涉及的语言计算非常相似。因此我们可以预料，在接近中枢的、高层次的脑系统中，口语和手语将共用大量的神经区域，而在较周边的处理层次上它们将分开。例如，在感觉的末端，口语的外周处理发生在双侧半球的听觉皮层。然而，手语的最初处理发生在视觉皮层。但在初级处理后，信号被送到中枢语言系统，而口语和手语者的中枢语言系统具有共同的神经组织。

这些发现有助于神经病学家治疗发生过卒中的耳聋手语者。手语者语言能力康复的预后很可能更相似于有同样的脑损伤症状的听力正常的病人语言能力康复的预后。此外，神经外科医生在为耳聋手语者切除脑肿瘤时必须小心避免损害语言中枢，就象他们在为听力正常病人做手术一样。

未来研究的一项重大挑战在于确定周围处理阶段与中枢处理阶段在何处分界（两者间是否有如此一个明确的界限存在）。为了了解在语言处理的各个层次上所进行的计算的性质，也需要进行更多的研究，口语和手语的相似之处与不同之处完全适合于回答这些问题。

【秦新月/译 郭凯声/校】