FOXP2基因与语言的相关性研究

李冬梅

(吉林大学珠海学院,珠海,519007)

FOXP2基因与语言的相关性研究

李冬梅

(吉林大学珠海学院,珠海,519007)

FOXP2基因是人类发现的第一个与语言相关的基因。自其被发现二十多年来,它已经成为国外有关语言神经生物学和生物语言学研究的前言热点。本文根据FOXP2与语言相关性研究的历程和现状以及Kate Distin的模因观或文化DNA假说,初步分析了语言的起源、习得和进化过程。在此基础上,文章对Chomsky的“普遍语法”提出了一些质疑。

FOXP2,语言基因,语言模因,语言天赋论,元表征,表征系统

1. 引言

语言的起源、习得和进化一直都是人类的未解之谜,语言的使用是人类区别于其他动物的一种神经认知活动。自20世纪末以来,分子生物学家、心理学家和语言学家一直都在探讨人类语言行为与其基因结构之间的关系。在20世纪90年代,英国科学家终于首次发现了与语言相关的基因,2001年科学家将其更名为FOXP2。近几年的研究表明FOXP2不只存在于人类基因组中,在其他动物如黑猩猩、恒河猴、鸟类以及老鼠等的基因组中也同样存在。近年来Dediu等又发现了脑生长发育基因ASPM和Microcephalin与音调语言的学习有关(吕利霞、邢万金2009:141),还发现了四个主要的易感基因FOXP2、CNTNAP2、CMIP和ATP2C2(俞建梁2013:99)。FOXP2就是目前发现的第一个与语言障碍及其进化相关的人类基因。它的发现使人们能够从分子细胞的层面来研究语言神经回路的功能及其发展,从而揭开了语言学与生物学联姻研究的新篇章(俞建梁2011:310)。

语言相关基因的发现使人们对Chomsky的语言天赋论再次提出质疑。语言是人类独有的吗？语言是如何产生、习得和进化的呢？是否存在普遍语法和语言习得机制？语言基因和语言模因的关系如何？本文将对上述问题进行初步的探讨。

2. 国内外FOXP2基因与语言的相关性研究

人类身上有3万多个基因,其中有10～1000个与人类的语言能力相关(董粤章、张韧2009b:356)。目前,虽然我们无法找到所有这些基因以确定语言是由基因决定的,但是FOXP2基因的发现(Pinker 2001:413)为上述假说提供了有力的证据,也使我们可以从结构基因组学的角度重新审视人类的语言能力(董粤章、张韧2009a:2-3)。

俞建梁(2011)曾对国外FOXP2基因及其语言相关性研究进行过述评,主要内容包括三个维度六个方面:FOXP2与语言习得的相关性研究(含早期FOXP2与语言习得障碍的相关性的研究,近期FOXP2基因级联及其与孤独症和特殊言语损伤的相关性研究);FOXP2与语言处理神经认知基础的研究(含AKEFM语言处理的神经表达研究,FOXP2突变的神经表达及其回路,以及基于小鼠模型的FOXP2对神经回路影响的实证研究);FOXP2与语言进化的相关性研究。研究表明,FOXP2的确在某种程度上对语言能力的发展有极其重要的作用,但其确切作用尚需进一步研究。在过去二十年间,虽然人们在FOXP2基因与语言相关性的研究方面取得了许多进展,但仍有许多关键的未解之谜(同上:310-316)。俞建梁还特别指出,FOXP2与语言具有相关性。基因表达、神经成像和动物模型的研究表明,该基因对中枢神经系统尤其重要,以至于它的失调会影响运动皮层、纹状体和小脑等功能,但它对语言发展的确切作用仍需进一步研究。我们相信,随着对FOXP2基因特性及其下游靶位研究的深入,人们定会揭开该基因在促进语言习得的神经回路中扮演的重要角色。

后来,俞建梁(2013)又依据最新的研究文献分别从基因的发现、功能、特征及其与非词汇复诵的关联度等方面,分别介绍了与语言障碍相关的四个主要易感基因FOXP2、CNTNAP2、CMIP和ATP2C2;同时讨论了目前在研究语言障碍与这些基因相关性的过程中所面临的挑战和难题;最后对语言障碍和基因相关性的研究提出了展望。他还特别指出,具有遗传异质性的语言障碍是多系统、多层面网络作用的结果。一种语言障碍并非由一个或几个基因使然,其背后隐藏着作用不完全相同而又相互协同和相互作用之基因的网络系统。对于大多数语言障碍而言,即使能够阐明语言障碍相关基因之间互作的机制,也只解决了问题的一部分,因为语言障碍还可能是生物学因素与环境等因素相互作用的结果。基因表达及调控受到环境因素的影响,基因网络和众多环境因素共同影响了大脑的发育和功能,从而导致人类语言正常及异常行为的发生。许多基因的微效改变,在特定的外部因素的积累下,就有可能导致语言障碍典型症状的出现(同上)。

另有研究表明,FOXP2的另一处杂合性无义突变也与言语和语言障碍有关,这种无义突变严重地截短了蛋白,剪除了必需的功能模序,包括蛋白质相互作用区、DNA结合区和可能的核定位信号。目前,虽然FOXP2在言语失用症中的真正作用有待明晰,但可以确定的是,该基因对负责精细动作控制的大脑区域(运动皮层、纹状体、小脑)的发育非常重要,它的断裂对言语发育会产生极其严重的后果(李慧2013:11)。从言语和语言障碍相关基因探索语言起源和进化是分子遗传学研究语言机制的视角之一。目前,普遍认为常见的言语和语言障碍是一种复杂的多基因遗传疾病,由许多微效基因相互作用,并由环境致病因子诱发,共同导致言语和语言障碍的发生(同上:13)。

3. 语言的起源、习得和进化的新思路

3.1 关于语言起源的代表性理论框架

人类语言的起源和进化是生物语言学研究的基本问题之一。目前,进化心理学家和语言学家已经对语言是一种自然发生体系达成了共识,然而对语言起源和进化的理论框架却存在着分歧。Aaron(2006)等列举了目前具有代表性的4种理论框架:(1)突变论(macro-mutation):认为促使语言产生的神经结构突然改变,从而造成了人类语言与动物交流之间无法逾越的鸿沟。语言是进化的偶然事件,它的发生可能是因为突变导致了大的神经隆起,此事件堪比为宇宙起源的“大爆炸”理论。突变可能为一次性的大突变或长期沉寂的小突变的累积爆发;(2)渐变论(micro-evolutionary):认为几千万年来在自然选择的压力下产生了无数微小的基因变异,从而造成了表型的逐渐改变,这一过程包含随机突变、适应、选择、遗传传递;(3)新表型发生学说(neophenogenesis):认为语言是基因和基因组以外的体系(包括社会文化环境)相互作用的产物,社会需求和文化因素可能在内在语言能力的表达以及推进语言进化到一个空前复杂的体系水平方面起了决定性作用;(4)功能变异理论(exaptation):认为基因组内有无数潜在的遗传基因,只有具有环境适应优势的基因才被选择性表达。行使初始功能的基因可能被征用行使其他功能,如控制动作手势的神经基因也可以控制语言产生(转引自李慧2013:9)。总结起来,关于人类语言起源争论的焦点在于:语言能力是否为人类独具;人类语言能力是突变还是渐变的;人类语言能力是自然选择的结果还是其他能力进化的副产品。

关于语言起源的实证理据有三个方面的来源:考古学、中间形式语言的语言重构(历史语言学范畴)、以及语言进化限制因素的计算机模拟。这些研究取得了许多重要的成果,然而,取证困难等因素导致了关于语言起源的研究长期没有突破性进展。但近年来FOXP2与语言相关性研究的历程和现状为进一步研究人类语言起源和进化提供了一定的启示。

3.2 从Distin的文化DNA假说看语言的起源、习得和进化

Distin(2005)①指出,在生物界所有的物种都使用着相同的表征系统:DNA;但在文化领域中各种文化却使用着不同的表征系统:文化DNA。这里面包含两个层面的内涵——广义上,它指的是文化中的DNA,即具有明确内容的、可复制的模因;狭义上,它指的是模因中的DNA,即各种文化信息的表征系统。两者相辅相成,相互作用。

3.2.1 文化中的DNA——模因的表征内容

在任何形式的进化中,进化的内容基本上都是信息。在生物进化中,基因是保存生物信息的方式,文化进化类似于生物进化,模因是保存文化信息的方式;基因以DNA为其载体,模因则以表征内容为基础。换句话说,模因就是信息的表征内容,就是文化中的DNA,而文化中的DNA或模因的表征内容所涉及的正是模因的选择、复制和变异的内容。

但是,并非所有的表征内容都能充当模因,只有内容明确、可以复制的表征内容才能充当模因。模因通过各种复制的方式来保存它们的基本形式或核心内容。这些基本形式和核心内容就是模因的元表征,它们是我们思维整体(mental “furniture”)中的一些信息组成部分,当这些模因元表征未被触发时,它们处于潜势,在人的大脑思维中占着一定的位置。但作为元表征,模因及其效应也存在于大脑思维之外。不过倘若只有外部的模因库,没有人的心理推动,模因也就无法被传播出去;同样,倘若大脑思维内没有可以将信息表征作为潜势模因而保存的系统,那么模因复制就会失去稳定性。为了让模因可以被选择,它的复制品必须存在;如果说大脑思维是靠现存文化之间相互影响而发育起来的,那么信息的表征始终都是来自大脑思维的内在结构。大脑思维和外部模因库的结合为信息复制的稳定性以及信息传播提供了巨大的容量。

3.2.2 模因中的DNA——模因的表征系统

除了信息的表征内容、信息的元表征外,《自私的模因》(Distin 2005)一书还提到模因中的信息表征系统,认为那是模因中DNA的对等物:信息表征通常并非是单一的,它往往呈现为复杂多样,因而形成了多个信息的表征系统。与生物进化及其DNA不同,文化进化并没有与生俱来的固定的信息表征系统,但它却是一个具有学习和发展多种不同文化信息表征能力的系统。

Distin在谈到模因的信息表征系统时,用了一定篇幅分析了语言就是一个表征系统,在众多表征系统中具有领先性。在谈到早期文化的进化时曾指出:给定适当的刺激,从原始的心理活动“原始汤”里,就出现了第一个文化复制因子——模因的祖先。人类不仅具有独特的表征内容,而且具有元表征能力,即用不同的形式重新表征。不同种类的文化是通过不同的表征系统得以发展和进化的,语言作为一种表征系统,具有领先性。语言使人类具有元表征能力,语言也是人类元表征能力的产物,正是语言促进了其他表征系统的发展。因此,在一定程度上,语词就是模因,语词就是元表征。由于模因中的DNA就是模因的信息表征系统,语词就是模因,语词模因的DNA自然是一个语言信息的表征系统了。除了语言表征系统之外,还有许多非语言的表征系统,它们无论规则或结构都是多样的、复杂的。

由此可见,语言的起源不仅与语言基因相关,而且还与人的元表征能力、语言模因的起源和进化紧密相关。语言基因和语言模因相互作用,共同促进了语言的产生、习得和进化。

3.3 从FOXP2与语言的相关性研究看语言的起源、习得和进化

前文所提及的FOXP2与语言相关性研究的历程和现状,使我们认识到语言的产生、习得和进化与人类先天的语言相关基因有着直接的因果关系。但正如行为遗传学家Hamer(2002:92)所言:把人类复杂的语言简化到受制于一个分子直线顺序上的点有些太过天真。事实上,任何生命现象,包括基因对语言的作用,如果抛开进化的因素而仅从共时的角度审度都是难以令人信服的。因此,只有追溯FOXP2基因的进化之旅,才能使我们真正认清语言的生物机制和语言在人类进化中的重大意义。

董粤章和张韧(2009a)指出,FOXP2基因在现代人身上表现出稳定的性状。不同族群人类该基因的氨基酸序列没有明显差异。但在它长期的进化过程中却发生了三处变化(Enardetal. 2002:418)。在距今7千万年前人类和老鼠还是共同的祖先时该基因便已存在。但此后其序列发生的三次变化中有两处只发生在人类身上。由此,我们看到了语言基因的突变与进化对人类演进的重大意义(董粤章、张韧2009a:4)。但事实也告诉我们,后天环境的建构在一定程度上仍能改变基因的影响。因此,重新诠释先天和后天因素并解释二者之间的具体作用机制就显得十分关键。他们结合结构基因组学的最新进展,运用进化论观点来审度语言的本质,提出整合模型(Integrated Model)来阐释语言的产生与习得(图1)。

图1 整合模型

由此可见,导致语言产生与习得的不是基因与环境的叠加,而是二者相互作用产物的综合影响。虽然人类的基因是与生俱来的,环境是客观存在的,但是基因和环境相互作用产生的交集却具有必然性驱动下的偶然性,这也体现了辩证唯物主义中必然性通过偶然性体现,而偶然性又是必然性表现形式和补充的思想,修正了整体互动主义强调必然性的形而上学的机械主义观点。这一整合模型使人们能够结合FOXP2基因的最新研究现状,在基因的环境性与环境的进化性共同作用的前提下,进一步认识到语言的本质。语言是人类在漫长的进化过程中为制衡自然选择压力而逐步进化出的一种能力,在人类的生存与发展中起到了不可或缺的作用(董粤章、张韧2009a:3)。

目前,已经清楚的是“人类语言的出现一定经历了漫长的灵长类动物祖先形态上的量变和质变,如脑容量的改变、神经关联强度的改变、新的神经通路的产生、声音感觉机制的形态学改变;而形成这些改变的分子机制有基因型改变、基因表达时空改变和基因表达量的改变”(Fisher 2006:270,转引自李慧2013:14)。基因和语言的关系是间接而复杂的,而关于语言起源的问题,由于古人类学、考古学、分子生物学等不同专业学者所依赖的证据不同,至今没有定论,呈现出百家争鸣的局面。语言演变如同生物学上的物种进化过程一样,是受各种因素影响而发生的变异遗传过程。

4. 普遍语法的核心内容及其质疑

2013年7月15日《光明网科技》②刊登了一篇关于“普遍语法”的争议性文章。大致内容如下:在密歇根大学举行的美国语言学会年会上放映了一部名为《幸福的语法》(TheGrammarofHappiness)的纪录片,影片纪录了“普遍语法”的挑战者、语言学家和人类学家丹尼尔·埃弗雷特在巴西亚马逊地区迈茨河沿岸对皮拉罕语的调研情况。埃弗雷特本人亲自到场观看影片,同时回答了一些观众提出的问题;另外,他还做了一个关于语言实地调查的学术报告。“普遍语法”的创立者、语言学家和哲学家诺姆·乔姆斯基也参加了这次年会,并做了位关于语言本质的论坛讲座。这两位学者的学术观点大相径庭。2002年乔姆斯基等人在《科学》杂志发表论文指出,递归性是人类语言唯一至关重要的特性。2005年埃弗雷特又对乔姆斯基等人的观点提出了质疑,认为是文化而不是遗传决定了语言。他只是否定乔姆斯基的普遍语法中的“唯递归性假设”。根据语言学家斯蒂芬·莱文森等人在《自然》杂志发表的一篇关于语言演化的论文,语言的演化跟人脑中的语言处理部分没有关系,而主要跟这种语言发展的历史背景有关。莱文森在接受媒体采访时说,“我们认为,是文化的演化而不是人类所共有的特征,对语言发展起到了重要作用。语言结构与人类的生物学结构并无很大关系,语言是通过传承而发展的”。③在这里,我们不妨对这场争议的焦点略作梳理。

4.1 普遍语法的核心内容

乔姆斯基的语言学说又叫做“转换生成语法”或“形式语言学”,创立于上个世纪50年代,当时被认为是一场革命,带来了崭新的语言哲学观和研究方法。乔氏学说自创立至今经历过了几次重大的变更,如:“管约理论”(government & binding theory),“原则-参数语法”(principle-parameter)和“最简方案”(minimalist program)等,都是源于这一假说。但是不管其理论的具体主张如何变化,他的“普遍语法”假说的核心内容却始终不变。它的核心内容为,人类有一个与生俱来的、自足的形式系统,这是生物进化的结果,他给人类语法设定了原则。乔氏学派的研究方法和取向无不与这一语言哲学观相联系。

石毓智(2005)指出,跟传统语言学相比,乔姆斯基学说的巨大转变表现在从传统注重语言行为(或者语言运用)转到对语言内在机制的探讨。他们也把其理论追求看作认知科学的一部分,主张从语言的角度研究人类的心智。集中体现乔氏思想的是其普遍语法。根据Chomsky(2002)、Pesetsky(1999)、Cook和Newson(1996)等著述,石毓智(2005)将普遍语法的核心内容概括如下:

(1) 人类的认知系统存在着一个独立语言官能(faculty of language),它是大脑的一个子系统。全人类的语言官能是一致的,是人类的一种天赋能力。语言官能具有独立的生物实体,它是一个离散的无限系统,可以生成无限的句子。

(2) 普遍语法代表语言官能的初始状态。它是人们能够学会一种具体语言的内在原因。普遍语法是人类语言的初始状态,主要解释深层语法现象。一般的语法主要是描写现象,普遍语法则是探讨如何生成这些现象。

(3) 普遍语法是所有语言共有的。它类似于一个抽象的形式化的软件,先天地规定着人类语言的组织原则,限制着人类语言可能是什么样、不可能是什么样。

(4) 普遍语法关注的是语言能力,而不是语言应用。该学派认为语言的首要功能是为了思维和认识世界,而不是为了交际。

后来乔姆斯基的各种理论形态都是从不同的角度探索或者印证普遍语法的存在。比如,其“管约理论”主要是探讨动词论元结构的普遍规律。尔后的“原则-参数理论”的主要思想为,人们具有先天的习得语言的普遍原则,代入后天语言经验中的“参数”就习得了一种具体的语言。最近十几年又提出了“最简方案”,主要探讨语言生成过程的经济性。可以说,普遍语法假说是贯穿于形式主义语言学各种理论之间的一个共同精神(石毓智2005:2)。

4.2 质疑

4.2.1 关于语言先天论的质疑

乔姆斯基提出普遍语法的目的是解释人类何以能够习得语言,所持立场属于生物取向中的先天论。然而,根据前文FOXP2与语言相关性的讨论可知,语言的起源和习得是基因突变和漫长进化过程的结果。决定人类说话能力的要素共有三个:语言基因系统、口舌发音器官和左脑中负责语言功能的言语中枢。而乔姆斯基却毫无根据地假设人类语言产生于基因的突变而非渐变,自然选择没有对语言的产生有过任何影响(Chomsky 2000:4)。研究表明,导致语言产生与习得的不是基因与环境的叠加,而是二者相互作用产物的综合影响。在基因的环境性与环境的进化性共同作用的前提下,进一步认识到语言的本质。语言是人类在漫长的进化过程中为制衡自然选择压力而逐步进化出的一种能力,在人类的生存与发展中起到了不可或缺的作用。

此外,语言相关基因使人类具有正常的语言能力。皮亚杰认为,语言能力依赖一个一般的认知前提——符号表征能力,即用一物指代另一物的能力;符号表征能力不是与生俱来的,而是婴儿时期的一项发展成就,它的出现使得儿童使用词语成为了可能。由此可以推断,语言能力不是先天的,也不是一种初始的认知能力,语言能力是由更基本的认知能力组成的。皮亚杰的假说已经得到实验的证明,在认知学界被认为是相对无争议的(石毓智2005:4)。

根据Distin(2005)的模因观可知,在动物进化期人类对不断增强的大脑表征能力的自然选择,使人类具有了表征和元表征能力,这些能力又促进了模因的生成和进化,通过自然选择与模因选择两种进化机制创造了语言与语言能力,即语言是自然选择与模因选择的适应性产物。模因是一种“心理表征”,在语言进化过程中,心理进化的过程在模因的不断传播与复制中通过模因的变异选择实现了与生物进化相一致的进化历程。因此,我们可以把语言当成一种模因变异、选择过程中的心理表征,语言通过模因在人类的心理意识和心理活动中进行保存、复制、选择与变异。

4.2.2 关于语言习得机制(LAD)的质疑

乔氏开创的产生语言学认为,人类语言肯定具有生物学属性:语言机制就像身体其他器官一样由遗传决定,可以在适宜的环境中生长、发育和成熟。他声称有理由认为人的心智大脑中有一个“语言器官”。语言器官是人类大脑的一个相对独立的组成部分,其基本特征由遗传基因决定,这跟人类的视觉系统没有什么不同。因此,语言是人类独具的一种属性。人之所以会说话,是因为生下来的时候人脑就呈现为一种特定的物质状态。这种特定的物质状态和结构是人类遗传基因预先规定好的,它在后天经验(语言环境)的作用下,发育成长进入一种稳定的物质状态,从而具备了说话的能力,获得了某种具体语言的语言知识。从这个意义上说,基因“设计”了脑的组织与结构,也“设计”了语言的组织与结构。

当乔姆斯基最初提出,进化为人类提供了一个特殊的、功能强大的语言习得装置时,很多认知科学家都认为难以置信,而且至今这种状况仍没有改变(石毓智2005:3)。根据前文FOXP2与语言相关性的讨论可知,人脑内根本不存在所谓的“语言习得机制”和“语言器官”,而语言中枢的作用还有待于进一步深入研究。但目前已经清楚的是“人类语言的出现一定经历了漫长的灵长类动物祖先形态上的量变和质变,如脑容量的改变、神经关联强度的改变、新的神经通路的产生、声音感觉机制的形态学改变;而形成这些改变的分子机制有基因型改变、基因表达时空改变和基因表达量的改变”(同上)。

4.2.3 关于普遍语法的“原则-参数语法”的质疑

很多认知学者批评乔姆斯基的假说是粗糙的,缺乏详尽的证据来说明:儿童通过什么经验和什么过程,将他们先天具有的关于语言普遍特性的知识转化为关于他们习得的特定语言的具体知识(同上)。根据上文的整合模型可知,在基因的环境性和环境的进化性共同作用下,语言才使人类在漫长的进化过程中为制衡自然选择压力而逐步进化出的一种能力。根据Distin(2005)的模因观可知,模因作为一种表征内容,在文化环境中互相竞争,吸引人脑的注意力,以获得复制和传播。语言是一个庞大的表征系统,在众多表征系统中具有领先性,因此我们可以推断,不存在所谓的“原则”和“参数”,语言基因和语言模因的相互作用促进了语言的生成和发展。

5. 结语

语言相关基因的研究历程和现状为人们重新审视语言的起源、习得和进化提供了生物学基础,虽然尚有许多未解之谜,但目前的研究成果可以使我们再次反思乔姆斯基的普遍语法假说。语言或语言能力是语言相关基因(生物进化)与语言模因(文化进化)协同作用的产物。

附注

① Kate Distin的模因论专著TheSelfishMeme的中译本《自私的模因》已由李冬梅主持译出,2014年4月由世界图书出版公司北京公司出版发行。

② 参见:http:∥tech.gmw.cn/2013-07/15/content_8278841_2.htm。

③ 参见:http:∥tech.gmw.cn/2013-07/15/content_8278841_2.htm。

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(责任编辑 甄凤超)

李冬梅,吉林大学珠海学院副教授。主要研究方向为语用学、社会语言学和模因论等研究。电子邮箱:dongmeili_96@126.com

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