CC BY
48
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ ГЛАГОЛЬНОГО СЛОВОИЗМЕНЕНИЯ: ИССЛЕДОВАНИЯ ПО КАРТИРОВАНИЮ МОЗГОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Регулярные и нерегулярные глаголы, одно-, двусистемный подход, лобная, преф-ронталъная, теменная и височная кора.
Исследования процессов обработки глагольной морфологии обсуждаются уже много лет в рамках лингвистической теории усвоения языка и нейрофизиологии языка. В настоящем обзоре мы рассмотрим ряд исследований глагольного словоизменения на примере разных языков в рамках двух основных подходов. Сторонники двусистемного подхода предполагают, что регулярные формы глаголов обрабатываются при помощи системы правил, а нерегулярные формы обрабатываются в ассоциативной памяти. Представители односистемного подхода утверждают, что и регулярные и нерегулярные формы глаголов обрабатываются при помощи только механизмов ассоциативной памяти.
K.S. Memetova
Neurophysiology of verb accidence: researches on brain mapping
Regular and irregular inflection, dual-, single-system theories, frontal, prefrontal, parietal and temporal cortex.
For many years, acquisition of verbal morphology has been an issue of much debate within linguistic theory, research on first and second language acquisition and neurophysiology of language. In the present review we will consider a set of researches of inflectional morphology in different languages within two main approaches. The proponents of the Dual Mechanism account claim that regularly inflected forms are computed by a rule-processing system, while morphologically irregular forms are processed in associative memory. The opposite Single Mechanism account claims that both regular and irregular forms are processed in associative memory.
Как формируется и организуется ментальный лексикон? Обрабатывает ли наш мозг по-разному регулярные и нерегулярные глаголы, или это один механизм широко распространенной нейронной сети? Эти вопросы уже многие годы являются предметом споров в рамках когнитивных наук, и ответа на них нет до сих пор.
В настоящем обзоре мы рассмотрим ряд исследований глагольного словоизменения на примере разных языков в рамках двух основных подходов: одно- и двусистемного. Эти исследования показывают, что вне зависимости от подхода при генерации глаголов мозг имеет дело с тремя основными способами обработки: применение дефолтных правил при словоизменении, извлечение из памяти уже готовой формы глагола и образование формы по аналогии. Однако одни и те же результаты исследований могут быть интерпретированы в контексте как одно-, так и двусистемного подходов, что указывает на сложность поставленных вопросов и необходимости их дальнейшего исследования.
Вопрос, касающийся глагольного словоизменения, находится в центре внимания в рамках дискуссии «nature vs. Nurture» — дискуссии о том, что именно в мозге заложено генетически и в какой мере, а главное — как именно внешняя среда и опыт влияют на работу мозга, и эти дебаты продолжаются [McClelland, 2002, р. 167; Marslen-Wilson, 2005; Pinker, 2001; Pinker, 2002, p. 456; Ullman, 2001, p. 37]. В основе обсуждения стоит вопрос о том, ведется ли обработка регулярных (rip -ripped, rib - ribbed, rid - ridded - в анлгийском; mirar - miraba, temer - temia, men-jar - menjo - в испанском; parlare - parlo, credere - credo, sentire - sentó, - в итальянском; знать - знаю, читать - читаю, играть - играю - в русском) и нерегулярных (run - ran, bend - bent, bring - brought, go - went - в английском; salir - salgo, venir - vengo, ir - voy, dar - daba - в испанском; avere - ebbi, dare - diedi, fare - feci- в итальянском; пить - пью, жечь - жгу, вести - веду - в русском) морфологических форм глаголов двумя различными механизмами (двусистемный подход) или же только одним (односистемный подход). Сторонники двусистемного подхода утверждают, что регулярные формы обрабатываются при помощи символических правил, тогда как нерегулярные морфологические формы извлекаются из ассоциативной памяти [Clahsen, 2006b; Clahsen, 2006а; p. 107; Pinker, 2001; Pinker, 2002, p. 456; Ullman, 2001, p. 37]. Организация ментального лексикона, таким образом, описывается как два вида процессов: (1) функционирование символических универсальных правил, действующих в режиме реального времени и базирующихся на процедурах и врожденных механизмах, запускаемых в оперативной памяти, и (2) извлечение лексических и других гештально представленных единиц из долговременной ассоциативной памяти. Они настаивают на том, что усвоение языка — это разворачивание его во времени, а не процесс обучения и что применение символических правил не зависит от лингвистических вероятностей [Черниговская, 2010, с. 117]. Сторонники противоположной точки зрения (односистемный подход) утверждают, что как регулярные, так и нерегулярные формы обрабатываются только при помощи процессов ассоциативной памяти [Bybee, 1995, р. 425; Bybee, 2001; Eddington, 2002, р. 291; Langacker, 2000; MacWhinney, 1991, p. 121; Plunkett, 1996, p. 299; Rumelhart, 1986, p. 216]. Мозг имеет дело со сложной перестройкой всей нейронной сети, также происходящей по правилам, но иным и гораздо более сложным и трудно формализуемым [Черниговская и др., 2008; Gor, 2001, р. 528]. По мнению этой группы исследователей, язык — результат обучения; лингвистические процедуры не включают символические правила; все языковые процедуры опираются на ассоциативные связи в нейронных цепях и имеют вероятностный характер, а ассоциативные связи между словами в ментальном лексиконе основаны на фонологическом и семантическом сходстве.
Нейровизуализационные исследования мозгового обеспечения глагольного словоизменения не дают однозначного ответа на вопрос, разные ли мозговые системы вовлекаются в процесс обработки регулярных и нерегулярных глаголов, нет четкого соответствия между определенными аспектами речи (фонологической, лексической, семантической обработкой) и конкретным набором мозговых структур, объединяемых в функциональные системы [Démonet, 2005, р. 49; Sidtis, 2006, р. 276].
Работы, регистрирующие нейронную активность в процессе глагольной обработки, указывают на вовлеченность в нее чуть ли не всего мозга. Если мы исследуем процессы чтения — непременно будет меняться функциональная активность зрительной коры, если исследуем звукопроизводство — моторной коры, в исследованиях семантической обработки — лобной, префронтальной и височной коры левого
полушария и т. д. Кроме того, при обработке языковых стимулов отмечается активация большого числа подкорковых структур.
Проведено много различных исследований по картированию процессов грамматической, фонологической и семантической обработки на примере английского языка, но они также не дают однозначной картины. Авторы отмечают участие левых лобных отделов при обработке регулярных форм, височных и теменных отделов при обработке нерегулярных форм [Sahin, et al., 2006, p. 540]. При этом подобные находки еще раз подчеркивают, по мнению авторов, разные нейрофизиологические механизмы глагольного словоизменения. Также отмечается активация нижних передних отделов префронтальной коры при фонологической и семантической обработке нерегулярных глаголов. Активация этих областей при генерации нерегулярных глаголов может быть результатом селекции слов из памяти на основе фонологических и семантических входных данных. При семантической обработке подчеркивается особая роль левых нижних лобных отделов в обработке регулярных глаголов, которая, вероятно, заключается в отборе дефолтных правил, применяемых к регулярным формам глаголов [Tyler, 2004, р. 512].
Исследования проводились на разных группах испытуемых: носителях языка, билингвах, детях разных возрастных групп, на пациентах с афатическими нарушениями и болезнью Альцгеймера. Представители двусистемного подхода [Bowden et al., 2010, p. 44] на примере испанского языка (родного /L1/ и изучаемого как второй язык /L2/) показали, что эффект частотности глагольного класса обнаруживается и имеет большое значение во всех заданных ими условиях (в качестве стимулов глаголы 1, 2 и 3 классов, регулярные и нерегулярные глаголы), кроме условия с регулярными глаголами 1 класса. По мнению авторов, это подтверждает представления о том, что 1 класс регулярных испанских глаголов является дефолтным, тогда как все остальные формы являются недефолтными и сохраняются в памяти. В исследованиях, где принимали участие пациенты с разными видами афазий, исследователи [Ullman et al., 2005, p. 185] обнаружили нейрофизиологическое двойное разделение (double disassociation) в образовании форм прошедшего времени от регулярных и нерегулярных глаголов. Люди с сенсорной афазией лучше справлялись с образованием форм от регулярных глаголов, а с моторной афазией - с формообразованием от нерегулярных. Это явление также трактуется авторами как обеспечиваемое двумя различными механизмами. Сторонники односистемного подхода объясняют подобные находки другими причинами. Например, [Plunkett, 2006, р. 194] предприняли попытку объяснить явление двойного разделения в рамках коннекционистского подхода. Авторам удалось повторить это явление в рамках компьютерной модели нейронной сети. Обнаружилось, что нарушения в сети (нарушение восприятия стимула, которое связано с его предъявлением, синтаксические ошибки предъявляемого стимула) приводят к потере регулярного словоизменения. Также это явление было объяснено как результат нарушения двух различных типов информации внутри одного механизма [Plaut, 1997, р. 767]. Нарушения при образовании форм от нерегулярных глаголов могли быть связаны с семантическим компонентом, а нарушения при порождении форм от квазиглаголов — с фонологическим компонентом.
В исследованиях по картированию глагольного словоизменения привлекались данные, полученные на материале английского, итальянского и немецкого языков, изучали особенности мозговой обработки испанского, норвежского языков, но не русского, который, как неоднократно отмечалось, отличается сложной морфологической структурой, большим количеством глагольных классов, зависящих от сте-
пени сложности парадигмы, т. е. от количества и типов применяемых в ней правил [Черниговская, 2010; Pinker, 2002, р. 456; Plaut, 1997, р. 767]. Поэтому сложился запрос на исследования мозгового картирования процессов глагольного словоизменения на примере русского языка, и в ближайшем будущем мы будем ждать открытий в этой области.
Библиографический список
1. Черниговская Т.В. Мозг и язык: врожденные модули или обучающаяся сеть? // Мозг. Фундаментальные и прикладные проблемы: по материалам сессии Общего собрания Российской академии наук, 15-16 декабря 2009 г. / под ред. акад. А.И. Григорьева. М.: Наука, 2010. С. 117-127.
2. Черниговская Т.В., Гор К., Свистунова Т.И. Формирование глагольной парадигмы в русском языке: правила, вероятности, аналогии как основа организации ментального лексикона (экспериментальное исследование) // Когнитивные исследования: сб. науч. тр. / отв. ред. Т.В. Черниговская, В.Д. Соловьев. М.: ИП РАН, 2008.
3. Bowden H.W., Gelfand М.P., Sanz С., Ullman М.Т. Verbal Inflectional Morphology in LI and L2 Spanish: A Frequency Effects Study Examining Storage Versus Composition // Language Learning. 2010a. 60:1. P. 44-87.
4. Bybee J., Hopper P. Frequency and the emergence of linguistic structure. Amsterdam: John Benjamins, 2001.
5. Bybee J.L. Regular morphology and the lexicon // Language and Cognitive Processes. 1995. № 10. P. 425-455.
6. Clahsen H., Felser C. Continuity and shallow structures in language processing // Applied psycholinguistics. 2006a. Vol. 27 (1). P. 107-126.
7. Clahsen H. Dual-mechanismmorphology // Encyclopediaoflanguageandlinguistics / ed. by K. Brown. Oxford: Elsevier, 2006b. Vol. 4.
8. Démonet J.F., Thierry G., Cardebat D. Renewal of the neurophysiology of language: functional neuroimaging // Physiol Rev. 2005. № 85. P. 49-95.
9. Eddington D. Dissociation in Italian conjugations: A single-route account // Brain and Language. 2002. Vol. 81 (1-3). P. 291-302.
10. Gor K., Chernigovskaya T. Rules in the Processing of Russian Verbal Morphology // Current Issues in Formal Slavic Linguistics ed. by Gerhild Zybatow, Uwe Junghanns, Grit Mehlhorn, and Luka Szucsich (Linguistik International). Frankfurt / Main [etc.]: Lang, XVI, 2001. P. 528-536.
11. Langacker R.W. A dynamic usage-based model // Usage-based models of lan- guage / ed. by M. Barlow, S. Kemmer. Stanford: CSLI Publications, 2000.
12. MacWhinney B., Leinbach J. Implementations are not conceptualizations: Revising the verb learning model // Cognition. 1991. Vol. 40 (1 - 2). P. 121-157.
13. McClelland J., Patterson K. Rules or connections in past-tense inflections: what does the evidence rule out? // Trends Cogn. 2002. Sci. 6. P. 465-472.
14. Marslen-Wilson W., Tyler L.K. The lexicon, grammar, and the past tense: Dissocia- tion revisited // Beyond nature-nurture: Essays in honor of Elizabeth Bates / ed. by M. Tomasello, D. Slobin, D. Mahwah. N. J.: Lawrence Erlbaum, 2005.
15. Pinker S. Four decades of rules and associations, or whatever happened to the past tense debate? // Language, the brain, and cognitive development: Papers in honor of Jacques Mehler / ed. by E. Dupoux. Cambridge, MA: MIT Press, 2001.
16. Pinker S., Ullman M.T. The past and future of the past tense // Trends in Cognitive Sciences. 2002. № 6. P. 456-463.
17. Plaut D.C. Structure and function in the lexical system: Insights from distributed models of word reading and lexical decision // Language and Cognitive Processes. 1997. № 12. P. 767-808.
18. Plunkett К., Marchman V.A. Learning from a connectionist model of the acquisition of the English past tense // Cognition. 1996. 61(3). P. 299-308
19. Plunkett K., Bandelow S. Stochastic approaches to understanding dissociations in inflectional morphology // Brain and Language. 2006. 98. P. 194-209.
20. Pulvermüller F., Shtyrov Y. Automatic processing of grammar in the human brain as revealed by the mismatch negativity // Neuroimage. 2003. 20. P. 159-172.
21. Pulvermüller F., Shtyrov Y. Language outside the focus of attention: the mismatch negativity as a tool for studying higher cognitive processes // Prog Neurobiol. 2006. 79. P. 49-71.
22.Rumelhart D.E., McClelland J.L. On learning the past tenses fa English verbs // Parallel distributed processing: Explorations in the microstructures of cognition. Cambridge, MA: Bradford/MIT Press, 1986. Vol. 2.P. 216-271.
23.Sahin N.T., Pinker S., Halgren E. Abstract grammatical processing of nouns and verbs in Broca’s Area: Evidence from fMRI // Cortex. 2006. 42(4). P. 540-562.
24.Sidtis D. Does functional neuroimaging solve the questions of neurolinguistics? // Brain and Language. 2006. № 98. P. 276-290.
25. Tyler L.K., Bright P., Fletcher P., Stamatakis E.A. Neural processing of nouns and verbs: the role of inflectional morphology // Neuropsychologia. 2004. 42. P. 512-523.
26. Ullman M.T., Pancheva R., Love T., Yee E., Swinney D. and Hickok G. Neural correlates of lexicon and grammar: Evidence from the production, reading, and judgment of inflection in aphasia // Brain and Language. 2005. № 93. P. 185-238.
27. Ullman M.T. The declarative / procedural model of lexicon and grammar // Journal of Psycholinguists Research. 2001. № 30. P. 37-69.
