当你学习一门新语言时,你的大脑会发生什么变化?

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What happens to your brain when you learn a new language?
Artwork by Tiago Baptista

2013年,爱丁堡大学的一组研究人员发表了一篇研究报告,研究了关于 双语与痴呆 和其他认知疾病(如阿尔茨海默氏症)发展的关系。迄今为止,这是该领域最大的一项研究。受试者是来自印度Telangana首府Hyderabad的648名患者。泰卢固语(Telugu)和乌尔都语(Urdu)是该地区的主要语言,英语也是常用语言。Hyderabad的大多数居民都是双语者,其中391人是该项研究的受试者。结论是,双语患者患痴呆症平均比单语患者发病晚了四年半,强烈表明双语对神经结构和过程有深远的影响。

获得第二语言的过程可能是因为我们在学校投入了大量时间和精力;但在某些情况下,也可能是自然发生的(例如,在移居巴黎之后掌握了法语)。那么,无论它如何发生的,这个过程怎样会对大脑产生如此大的影响呢?

左侧大脑皮质及其它

人们早已确定,在90%以上的正常人群中,人类使用母语的能力来自大脑的左半部分。涉及语言处理的大脑主要部分, 是位于左额叶的布洛卡(Brocas)区域,它负责言语的产生和发音;还有左颞区中的韦尼克(Wernicke)区域,也与语言发展和理解相关。

然而,语言学习是一个复杂的过程,科学家已经确定这过程不限于大脑的任何半球,而是涉及左右两侧之间的信息交换。如果我们考虑一门语言包含多少元素,那么这一切就不奇怪了。

据宾夕法尼亚州立大学心理学和语言学教授 Ping Li博士解释,全面掌握语言 包括记忆单词(词汇量)、学习它的声音系统(音韵学)、学习书写系统(拼写法)、熟悉语法(句法),以及建立起自我表达的微妙方式(实用语言)。这些不同的语言元素需要激活大脑的不同部分,包括额叶和顶叶皮质区域、额叶和颞区、枕骨和颞顶区域以及额叶和皮质下区域。参与该过程的还有 胼胝体,它是一种连接大脑左半和右半的白质通道,在左右之间互相传递和整合信息。

但复杂性并不止于此。人类存储第二语言的大脑部分,根据人们获得该语言的年龄而变化。在12名双语志愿者的帮助下,在纽约Memorial Sloan-Kettering癌症中心进行的一项研究显示: 早期学习第二语言的孩子将第二语言与母语一起存储;成人学习者将它保存在大脑的不同区域。这表明在受试者的生命周期的不同阶段,大脑的不同部分会分别适应语言。这就意味着语言学习和处理中涉及的结构不是固定,而是变化的。当一种新的语言被加入时,大脑皮质会进行适应。

What happens to your brain when you learn a new language?

改变对大脑有益

学习的过程对大脑的影响,类似于锻炼对肌肉的影响。如果我们使用肌肉,它们会增大并变得更强壮。大脑也是这样。通过使用大脑,我们改变它的结构,改善它的某些功能。由于语言学习是一个如此复杂的过程,因此涉及学习的大脑区域得到了增强。这反映在所述区域中白质和灰质(包含大脑的大部分神经元和突触)的增加。

例如,有关胼胝体的 几项研究表明, 获得第二语言期间发生的左半脑和右半脑之间的数据传递,有助于其白质的增加,以及提供皮质连接的纤维数量的增加。

对于说多种语言的人来说,在语言之间切换毫不费力。这种脑力锻炼似乎可以促进大脑其它区域的灰质体积。Ping Li博士的进一步研究表明,前扣带皮质的体积增加,是 因为它在监控所说的语言并防止其他语言的干扰方面发挥着重要作用。

乔治城大学医学中心的学习研究中心也对这一主题进行了研究。由资深作者Guinevere Eden领导,该团队比较了成人双语者和单语者之间的灰质量,观察到双语者个体大脑中更大的灰质,特别是在参与执行控制的额叶和顶叶大脑区域。在双语者的背外侧前额叶皮质中,他们进一步观察到了变化。这是大脑“执行功能、解决问题、在任务之间切换和聚焦,同时过滤掉不相关的信息”中发挥作用的一个区域,正如Mia Nacamulli在 Ted-Ed谈论双语的好处时所说的那样

大脑很棒,很可塑

有很长一段时间,科学家们并不认为大脑会在整个生命中发生变化。以前的总体假设是,大脑会发展到某一点,从那里开始,它的联系将成型,然后最终开始消退。以前人们还认为,大脑受伤后无法修复。然而,最近的研究证明了恰恰相反:大脑实际上永远不会因为不同经历的反应而停止变化。

这可以通过神经可塑性的概念来解释。在神经科学中,“可塑性”是指材料变化并被塑造成不同形状的能力。大脑具有调整其物理结构的能力。通过这种方式,大脑会修复受损区域、培养新神经元、重新规划区域以执行新任务、构建神经元网络,使我们能够记住、感受和梦想事物。此外,它使我们能够解释大脑在第二语言习得后如何塑造自己。

随着年龄的增长,神经可塑性通常会下降,这就是为什么儿童的第二语言比成人更容易流利。婴儿的大脑更具可塑性,他们更容易适应并且应对讲两种语言的挑战,例如必须在不同的语境中换用两种不同的语言。但这不意味着成年人就得放弃学习一种新的语言,恰恰相反。在顺序双语者(后来在生活中学习第二语言的人)中,研究者们观察到了由学习引起的大脑变化的益处。

大脑的变化并不像身体的其他变化,如成长的痛苦,而是转化为认知优势。如前所述,学习第二语言是一个涉及不同大脑区域并使各区域发挥作用的复杂过程。最重要的是,一旦掌握了其他语言,在它们之间来回切换对大脑的要求就更高了。这种大脑体操为大脑提供了更好的补偿机制。大脑的执行控制中心管理着这种双语或多语系统,因此当我们学习如何在正确的时间使用正确的语言时,我们通过神经可塑性来锻炼负责执行功能的大脑区域。

更强的执行功能,通常意味着双语或多语言的人能 更好地分析周围环境、处理多个任务和解决问题。即使手头的任务与语言无关,也有证据表明他们有更好的工作记忆。然而,最大的好处是能够增强应对痴呆症或阿尔茨海默氏症等退行性疾病的能力。这一点已经得到一些研究的证明,本文开头所提及的研究就是其中之一。这并不意味着双语者的大脑不会受认知退化的影响,但由于懂得和使用第二语言所产生的补偿机制,他们能够更好地应对这样的损害。

What happens to your brain when you learn a new language?

神经可塑性的概念,以及它与语言学习的联系,有助于在整个生命中清理人类大脑进化。但最重要的是它表明,在某种程度上,我们能够 控制这种转型。问题是,大多数时候,我们选择不这样做。哈佛医学院的神经学家Alvaro Pascual-Leone说得最好:

我们很懒,我们不愿离开我们的舒适区,我们停止学习新事物。事实上,无论你做什么,从活动到人际关系到思考,最终都会进入大脑并对其产生影响。为了我们的大脑健康,我们可以利用大脑的这种特性。

鉴于这项研究,无可否认,无论我们选择何种学科,学习对我们都有深远的积极影响,远远超出了在求职面试中使我们的简历看起来更好。我不知道你怎样,但我自己已经准备好了Duolingo应用程序。

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