脑与第二语言学习

梅磊磊

第二语言是人们在习得母语后掌握和使用的另一门语言。随着经济全球化的深入，越来越多的人需要学习和掌握一门或多门外语。据调查，2006年欧盟各国的双语者比例已超过50%。在我国，自2001年教育部颁布《关于积极推进小学开设英语课程指导意见》后，英语学习便成为我国基础教育课程的重要内容。因此，学习第二语言的人群日益增长，庞大的第二语言学习人群已成为推动第二语言学习研究的强大现实需求。

大脑是学习最主要的器官。要理解第二语言的学习规律和发生发展机制，首先需要探明脑与第二语言学习之间的关系。近年来，随着功能性磁共振成像（fMRI）、脑磁图描（MEG）等现代脑成像技术在心理学和认知神经科学领域的广泛使用，脑与第二语言学习的研究取得了重要的进展，对第二语言学习的脑机制及影响因素、母语和第二语言学习的相互作用、第二语言学习的个体差异、第二语言学习对其他认知能力的影响、第二语言学习的有效促进方式等关键问题有了更加全面、科学的认识。对这些问题的探讨有助于人们深入理解脑与第二语言学习的关系，并在此基础上进行科学有效的第二语言学习与教学。

脑与第二语言学习

第二语言学习的脑机制及影响因素。第二语言学习伴随着额颞顶网络的功能可塑性变化。第二语言学习的脑功能变化主要遵循两个规律。第一个规律是第二语言学习会减弱前部脑区的参与度，而增强后部脑区的参与度。第二语言学习涉及非常广泛的神经网络，包括负责认知控制的前部脑区和负责表征语言信息的后部脑区。随着第二语言熟练程度的提高，第二语言加工从依赖负责控制性加工的前部脑区逐渐转换为依赖负责自动化加工的后部脑区。第二个规律是第二语言学习伴随着从双侧脑活动向左脑为主的活动模式的转变。在学习初期，大脑的左右半球都会参与第二语言的学习。随着第二语言熟练程度的提高，第二语言的加工会逐渐转变为以左脑为主的活动模式。

第二语言学习的认知神经机制会受到第二语言习得的年龄、熟练程度等多种因素的影响。最近大数据的研究结果发现，第二语言学习能力会随着学习者年龄的增长而快速下降。例如，当个体在国外进行浸入式第二语言学习时，12岁是分界点，在12岁之后个体的第二语言学习能力快速下降;而对于非浸入式学习而言，年龄分界点会提早到9岁左右，9岁之后第二语言学习能力会大幅下降。在脑机制方面，第二语言习得年龄会影响个体语言加工时的大脑活动模式。早期学习者加工第二语言时使用的大脑网络与母语网络更相似，而晚期学习者第二语言的脑机制和母语的脑机制表现出差异。

第二语言学习中的迁移与反迁移。第二语言通常是在掌握母语后开始学习。有证据表明，个体会借用母语的神经网络进行第二语言学习，即表现出从母语到第二语言的迁移。具体来说，不同母语背景的人在学习相同第二语言时会表现出不同的认知加工策略。例如，由于汉字是一种图形文字，所以汉语母语者在学习英语时会更多地关注字形信息;而由于韩语是一种典型的拼音文字，所以韩语母语者在学习英语时更多地依赖语音信息。第二语言学习的脑机制也有类似的发现。在学习第二语言时，汉语母语者会更多征用语义加工的脑区，而拼音文字母语者会更多征用语音加工的脑区。

为了解释语言间的迁移现象，研究者提出了同化顺应假设。同化假设认为人脑倾向于把母语的加工策略应用到第二语言学习中;顺应假设认为当母语和第二语言差异较大时，个体需要征用新脑区来满足第二语言的特殊加工需求。顺应加工的存在为第二语言到母语的反迁移提供了可能性。例如，美国人经过长时间的汉语学习之后，会将汉字需要额外使用右侧视觉皮层的加工特点反迁移到英语加工中，表现出与汉字加工类似的脑活动模式。

在第二语言学习过程中，母语和第二语言间的迁移量与个体的第二语言学习存在密切关系。迁移程度越高的个体在第二语言学习时会表现出更快的学习速度和更好的学习成绩。值得注意的是，语言间迁移并不一定会带来好的学习效果。由于汉语母语者在母语学习和加工时对语音加工的依赖性较低，所以他们在英语学习也很少用到形音转换的脑区，因而在英语学习时的表现会弱于拼音文字母语者。因此，第二语言是在母语和第二语言不断相互作用过程中习得的，在第二语言学习和教学过程中需要充分考虑母语的特点和学习加工策略。

从脑科学角度测量第二语言学习能力。第二语言学习能力存在很大的个体差异。早期对个体学习能力的测量主要依赖于量表。脑科学的发展为第二语言学习能力的测量提供了新思路。大量的科学证据表明，第二语言学习关键脑区的活动强度、功能连接以及结构形态能够预测个体第二语言学习能力。如果将行为学测量和脑测量指标相结合，共同对第二语言学习能力进行预测，那么将大幅提高第二语言学习能力的测量精度，解释率可以达到80%以上。更令人振奋的是，当以多脑区或多神经网络而非单个脑区的活动模式作为学习能力的预测变量时，测量的精确率可以提高到90%以上。换言之，基于大样本数据构建脑与第二语言学习能力的关系模型后，每個人独特的脑活动模式可以成为测量其语言学习能力的有效指标。

第二语言学习促进认知能力发展。第二语言学习除能多掌握一门用于交流的语言之外，还能促进其他认知能力的发展。研究发现，与单语环境相比，双语环境下成长的婴幼儿表现出更强的认知灵活性。对于成人而言，双语者通常比单语者表现出更强的抑制能力和任务转换能力。例如，对“绿”和“红”等颜色和语义存在冲突的刺激进行颜色命名时，个体需要对词汇语义信息进行抑制，从而能顺利命名词汇的颜色。在这类需要抑制控制参与的操作中，双语者通常比单语者有更优的表现。这主要是因为双语者在日常的语言使用中会进行两种或多种语言的转换，并需要对非目标语言进行抑制以确保目标语言的顺利产生。换言之，双语者的语言使用会训练任务转换能力和抑制能力。正因如此，第二语言学习经验会改变前额叶、顶叶、尾状核等与认知控制密切相关的脑区的功能和结构。

科学有效的第二语言学习

基于脑科学的研究成果，如何进行科学有效的第二语言学习呢？

首先，我们可以利用脑的学习规律制定合适的学习方案。重复学习是知识学习的最主要方式。人脑在重复学习过程中会表现“重复抑制效应”，即脑在首次学习时的活动最强，之后活动强度随重复次数逐渐降低。并且，重复抑制效应会随着学习材料重复间隔增大而减弱。基于上述学习规律，人们可以通过延长学习材料重复间隔增加学习过程中脑资源的投入，即使用间隔重复学习（分散学习），从而提升学习的效果。类似地，人们也可以通过使用深加工策略，增强学习过程中记忆编码相关脑区的活动强度，促进学习。

其次，利用其他神经系统对学习系统的调节作用促进第二语言学习。例如，在学习过程中，情绪系统（如杏仁核）能够调节学习系统（如海马）的活动。正因如此，情绪材料通常比中性材料更容易记忆。最新的脑科学证据表明，即使对于没有情绪色彩的中性材料，在学习过程中刺激情绪中枢，也会提升其学习效果。因此，为第二语言学习材料或教学内容赋予情绪色彩，利用情绪系统调节学习系统，是促进第二语言学习的一种有效方式。

最后，利用脑科学技术观察、调节学习中枢的活动促进第二语言学习。随着神经调控技术的发展，使用以经颅直流电刺激（tDCS）为代表的非侵入性神经调控技术，直接干预学习过程中核心脑区的活动模式以促进学习，已成为可能。例如，研究者发现，使用tDCS增强第二语言学习过程中负责形音转换脑区的神经活动，可以明显改善汉语母语者拼音文字学习的劣势。