Science：使用机械工具可以提高我们的语言技能，反之亦然

2021年11月15日讯/生物谷BIOON/---我们理解复杂句子的句法的能力是最难掌握的语言技能之一。在2019年，已有研究揭示了特别精通工具使用和拥有良好的句法能力之间的相关性。在一项新的研究中，来自法国Inserm、CNRS、里昂大学和瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员发现这两种技能都依赖于位于同一个大脑区域的相同的神经资源。此外，使用工具的运动训练提高了我们理解复杂句子语法的能力，反之亦然，句法训练提高了我们使用工具的熟练程度。这些发现可能能够应用于临床，以支持失去部分语言技能的患者的康复。相关研究结果发表在2021年11月12日的Science期刊上，论文标题为“Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia”。

长期以来，语言一直被认为是一种非常复杂的技能，调动了特定的大脑网络。然而，近年来，科学家们重新审视了这个想法。

已有研究提示着控制某些语言功能（比如处理词义）的大脑区域也参与控制精细运动技能。然而，大脑成像没有提供证据来证实语言和使用工具之间的这种关联性。古神经生物学也已表明，在工具使用变得更加广泛的技术繁荣时期，与语言有关的大脑区域在我们的祖先身上有所增加。

在考虑这些数据时，这些作者不禁要问：如果使用某些涉及复杂动作的工具，依赖于与复杂语言功能（如语法）所调动的相同的大脑资源，那会怎样？

句法练习和钳子的使用

2019年，Inserm研究员Claudio Brozzoli与CNRS研究员Alice C. Roy及其团队合作，已证实特别精通使用工具的人一般也能更好地处理瑞典语语法的细微之处。

为了更深入地探讨这个问题，这个团队与CNRS研究员Véronique Boulenger合作，开发了一系列依靠大脑成像技术（功能性磁共振成像, MRI）和行为测量的实验。参与者被要求完成一些测试，包括使用30厘米长的钳子进行运动训练和法语的语法练习。这使得他们能够确定每项任务所特有的大脑网络，而且也能够确定这两项任务所共有的大脑网络。

他们首次发现，对工具的处理和语法练习会在称为“基底神经节（basal ganglia）”的区域中具有相同的空间分布的部分产生了大脑活动。

认知训练

鉴于这两种技能类型使用相同的大脑资源，是否有可能通过训练一种技能来提高另一种技能？使用机械钳子的运动训练是否能提高对复杂短语的理解？在这项研究的第二部分，这些作者研究了这些问题，并表明情况确实如此。这一次，参与者被要求在用钳子进行30分钟的运动训练之前和之后执行一项句法理解任务。通过这一点，他们证明了用这种工具进行的运动训练会导致句法理解练习的成绩提高。此外，他们的研究结果还表明，相反的情况也是如此：对语言能力的训练，以及对具有复杂结构的句子的理解练习，提高了使用这种工具的运动表现。

工具使用和语言共同依赖于相同的神经资源。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abe0874。

这些作者如今正在考虑如何在临床环境中最好地应用这些发现。Brozzoli总结说，“我们目前正在设计可用于支持运动能力相对保存的患者（如患有发育性语言障碍的年轻人）的康复和语言技能恢复的方案。除了这些创新的应用，这些发现也让我们了解到语言在历史上是如何演变的。当我们的祖先开始开发和使用工具时，这种熟练程度深刻地改变了大脑，并提出了认知要求，这可能导致了某些功能（比如句法）的出现。”

运动训练和句法练习

运动训练包括使用钳子将小钉子插入与其形状相符但方向不同的孔中。在训练前后完成的句法练习包括阅读具有简单句法的句子，比如“崇拜诗人的科学家写了一篇文章（The scientist who admires the poet writes an article）”或具有更复杂的句法，如“诗人崇拜的科学家写了一篇文章（The scientist whom the poet admires writes an article）”。然后，参与者必须决定诸如“诗人仰慕科学家（The poet admires the scientist）”这样的陈述是真的还是假的。带有法语宾语关系代词 “que”的句子更难处理，因此表现普遍较差。

这些实验表明，经过运动训练后，参与者在处理那些被认为是更难的句子时表现更好。然而，执行同样的语言任务的对照组在用赤手空拳进行运动训练或根本没有训练之后，并没有显示出这样的改善。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Simon Thibault et al. Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia. Science, 2021, doi:10.1126/science.abe0874.