哲學(xué)家克拉克提出“人類(lèi)大腦是一個(gè)預測機器”。根據當前情境對將要出現的信息進(jìn)行預測，是人類(lèi)重要的認知智能。而語(yǔ)言作為雕刻在人類(lèi)大腦上的一件復雜而精致的禮物，其交流與理解過(guò)程也上演著(zhù)預測加工。在日常交流中，人們常常遇到一方話(huà)音未落，另一方已經(jīng)猜到對方想要表達什么的情況。無(wú)論是個(gè)體經(jīng)驗或實(shí)驗證據，均表明在口語(yǔ)或書(shū)面語(yǔ)理解與交流中，大腦對尚未出現的語(yǔ)言信息進(jìn)行著(zhù)主動(dòng)預測。例如，在聽(tīng)到“喝咖啡時(shí)，我喜歡加點(diǎn)糖和…”，大腦會(huì )主動(dòng)預測下一個(gè)詞語(yǔ)及其相關(guān)信息。

　　大腦在什么情況下進(jìn)行語(yǔ)言預測？大多數的研究證據來(lái)自于高限定的語(yǔ)境，在這類(lèi)語(yǔ)境中，可以預測到某一具體詞匯(喝咖啡時(shí)，我喜歡加點(diǎn)糖和奶)。那么，語(yǔ)言預測是否僅發(fā)生在可預測到具體詞匯的高限定性語(yǔ)境中呢？在低限定性語(yǔ)境下，預測是否會(huì )發(fā)生？對該問(wèn)題的澄清具有重要的理論價(jià)值，因為低限定性語(yǔ)境更符合大部分自然語(yǔ)言理解的情境，同時(shí)可以揭示大腦基于有限的信息，預測抽象語(yǔ)義特征的能力。

　　為了回答上述問(wèn)題，中國科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室李興珊研究組的青年特聘研究員屈青青牽頭開(kāi)展了一項研究，考察了在低限定性語(yǔ)境下，當語(yǔ)境僅提供抽象語(yǔ)義概念線(xiàn)索時(shí)，大腦是否基于有限的信息進(jìn)行語(yǔ)義特征預測。該研究采用腦電技術(shù)、結合表征相似性分析(RSA)，利用漢語(yǔ)中特異性的量詞，考察生命性語(yǔ)義特征的預測加工。

　　漢語(yǔ)量詞限定著(zhù)隨后出現的名詞生命性，比如，與“一位”這一量詞搭配的名詞是有生命性的，而與“一張”搭配的名詞是非生命性的。漢語(yǔ)量詞并不會(huì )限定隨后出現的具體名詞，“一位”搭配的可以是“教授”，也可以是“老人”，而“一張”可以搭配為“一張椅子”“一張紙”。已有研究表明，有生命性實(shí)體比無(wú)生命性實(shí)體共享更多相似的特征，比如有生命的實(shí)體大多會(huì )呼吸、會(huì )活動(dòng)、有知覺(jué)等等。該實(shí)驗利用漢語(yǔ)量詞對名詞的生命性限定作用，分別選取了一組具有生命性限制的量詞(如“位”，“匹”)，一組具有非生命性限制的量詞(如“本”，“件”)，并選取了與每一個(gè)量詞搭配的名詞。實(shí)驗中視覺(jué)分屏呈現量詞與名詞，并實(shí)時(shí)記錄被試的腦電信號。

　　基于有生命性的名詞比無(wú)生命性的名詞共享更多的語(yǔ)義特征(圖1)，我們預期有生命性的名詞(“教授”，“小孩”，“猴子”)引發(fā)的神經(jīng)活動(dòng)模式相似度將高于非生命性名詞(“雪花”，“石頭”，“椅子”)之間的神經(jīng)活動(dòng)相似度。研究結果驗證了上述研究預期，表現為與非生命性名詞相比，有生命性名詞之間的神經(jīng)活動(dòng)相似度更高。更重要的是，這種相似性效應在名詞呈現之前已開(kāi)始展現(240 ms，圖2A)；同時(shí)，事件電位分析發(fā)現，在名詞呈現之前出現了“預測波”(prediction potential，圖2B)。上述研究結果為低限定語(yǔ)境下的語(yǔ)義預測加工提供了證據。

圖1. 量詞(A)與名詞(B)的語(yǔ)義相似性矩陣

圖2. 表征相似度分析與事件相關(guān)電位分析結果。A.表征相似性分析顯示名詞呈現前240毫秒開(kāi)始出現名詞生命性的神經(jīng)表征相似度效應 B.事件相關(guān)電位分析顯示名詞呈現前開(kāi)始出現預測波(prediction potential)C和D.量詞-名詞的不一致搭配引發(fā)N400效應

　　綜上所述，該研究利用神經(jīng)表征相似度分析與漢語(yǔ)量詞的特性，揭示了在低限定語(yǔ)境下，當語(yǔ)境僅提供抽象語(yǔ)義概念線(xiàn)索時(shí)，大腦依然基于有限的信息進(jìn)行語(yǔ)義特征預測。面對龐大而冗雜的語(yǔ)言信息洪流，大腦也許不能時(shí)時(shí)精確地預測出下一個(gè)詞語(yǔ)、下一個(gè)句子，但是在一直盡可能地預測著(zhù)：接受著(zhù)當下的信息，激活著(zhù)過(guò)去的知識，構建著(zhù)對未來(lái)事件的期許。

　　該研究受?chē)易匀豢茖W(xué)基金面上項目(32171058)、國際(地區)合作與交流項目(62061136001)、北京市科技新星項目(20220484081)、中國科協(xié)青年人才托舉項目(YESS20200138)、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )項目、中科院心理所“揭榜掛帥”項目(E2CX3625CX)的資助。

　　該研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于Cerebral Cortex，文章的第一作者為心理所訪(fǎng)學(xué)學(xué)生黃紫睿，通訊作者為心理所青年特聘研究員屈青青。

　　論文信息：Zirui Huang, Chen Feng, Qingqing Qu.* Predicting coarse-grained semantic features in language comprehension: evidence from ERP representational similarity analysis and Chinese classifier, Cerebral Cortex, 2023, bhad116, https://doi.org/10.1093/cercor/bhad116

　　相關(guān)論文信息：Li, X., Li, X., & Qu, Q.* (2022). Predicting phonology in language comprehension: Evidence from the visual world eye-tracking task in Mandarin Chinese. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 48(5), 531–547. https://doi.org/10.1037/xhp0000999