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从失明的猫谈谈英语学习的关键期

已有 3792 次阅读 2018-11-26 12:16 |系统分类:科研笔记

 【摘要】种一棵树,最好的时间是十年前,其次是现在。从“神经可塑性”的角度看,对成年的英语学习者而言,学习的最好的时间也有两个——第一个是幼儿时期,第二个是现在!

 

1959年,哈佛医学院教授HubelWiesel首次研究了神经的可塑性neuroplasticity),发表了石破天惊的文章,为他们赢得了诺贝尔医学奖。两人观察了幼猫的神经系统发育与视觉刺激的关系。他们给幼猫自从出生之日起佩戴眼罩。两个月后,除掉眼罩。这时候,猫的眼睛的生理结构仍然完好。但是,猫对视觉信号并没有反应。即使在此后相当长的时间里没有佩戴眼罩,它们也并未因此恢复视觉,而是再也看不见了!

HubelWiesel首先提出,脑部的视觉处理是基于层级结构。也就是说,视觉处理不是由单个处理器一步完成,而是经过了一层一层的处理。最简单的信息在较低的层级完成,信息逐级被萃取,并随着层级提高而加深。这个思路直接启发了其他研究者,提出卷积神经网络结构(CNN),构成了机器视觉的基础。现在,大家能开开心心地刷脸买票、刷脸吃饭、刷脸取钱,还得归功于HubelWiesel研究的那群猫pic1.jpg

从猫身上,HubelWiesel得出几个重要结论:

第一, 动物的感觉不仅来自感受器官,也取决于对应的大脑皮层。在大脑皮层发育的早期,存在一个发育的关键期。必须有足够的感觉刺激,皮层才能正常发育。

第二, 感觉的剥夺(例如佩戴眼罩)对高层次功能的影响非常大,而低层次功能的影响较小

第三, 在发育过程中,大脑会重新组织不同感觉对应的皮层。在没有获得视觉刺激的情况下,原来对应视觉的大脑皮层会被挪作他用,且无法复原。因此,如果在发育的关键期没有足够刺激,很难补救

在语言学习,尤其是发音学习方面,HubelWiesel的研究研究意味着什么?例如,在美国的留学生中,就不停有人提出类似的问题:“有没有高中或以后来美国,没有一点口音,跟native speaker一样?你是怎么做到的?”

从“失明的猫”的例子可以看出:外语学习的效果取决于母语和外语是否使用同样的大脑皮层。如果母语的刺激已经充分激活了大脑皮层,那么学外语就不是问题。反之,如果两者采用的是不同的皮层,那么幼儿时期没形成的语言习惯可能就再也无法形成了!

Flege认为,学习英语的初始年龄和口音问题高度相关。在12岁以后开始学习英语的人不容易消除口音。少儿时期(平均年龄6.7岁)到达美国的华人很接近本地人的发音标准,得分超出成年抵美华人一倍有余!最后,成年英语学习者即使换到英语环境,能够获得的提升也很小。

因此,成人学习英语难在何处?难在错过了学习语音的少儿时代的黄金期,母语的习惯已经过于强大。可惜时光无法倒流。成人学习英语发音,为何不容易出效果?如Fledge所说,成人的语言习惯已经石化fossilize)。经常有赴美短期工作12年的博士后访问学者抱怨,自己的英语水平没有明显提升,而随行的小孩子从不认识单词到出口成章。这都是神经可塑性的生动实例!

那么,成年之后的英语发音是不是真的就没救了?即使从6岁开始学习,也错过了相当一部分听觉发育的关键期。而教育部门将英语教学普及到小学是相对晚近的事情。这意味着:中国的大部分学习者都是在语言学习的关键期之后才开始学英语的。

其实,关键期的存在,只是提醒了我们:语言的发育有其内在规律,幼儿和成人学习,各有各的方法。正如经济学家Dambisa Moyo所说:种一棵树,最好的时间是十年前,其次是现在。对成年的英语学习者而言,学习的最好的时间也有两个——第一个是幼儿时期,第二个是现在!从“失明的猫”容易看出:成人听说一个词语,和儿童听说同一个词语的效果不同。幼儿即使接受机械重复的刺激,也能获得脑部发育。但成人不应采用幼儿的学习方法。pic4.jpeg

从积极的观点看,听觉只是语言能力的一个环节。语言的形成和学习过程涉及脑科学和听力、言语和语言科学的方方面面,仍然有很多未解之谜。但总体来说,成人学习外语,劣势和优势其实都很明显:劣势在于大脑可塑性有所降低。但是,人类和其他物种有明显的区别。成人的优势在于学习能力,在于完整的认知能力和逻辑能力,而这都是婴幼儿所缺乏的!

例如通过正电子发射(PET)脑局部血流测定,Perani等人研究了学习外语的年龄与脑电活动的关系。在听声的过程中,相对于外语,母语的确能激发更大范围的大脑皮层。但是,大脑皮层的活跃水平更多与外语学习的最终效果相关,而与年龄的关系不强。同时,不同语言带来的脑电反应总体还是集中在相似区域。这意味着,从听觉的角度看,学习的“硬件”的条件已经具备。虽然有一定学习难度,但这和猫的失明不同,并非不可逾越的障碍。

如卡耐基梅隆大学生物科学助理教授Sandra J.Kuhlman所说:当你年轻之时,你经历的事物不多。这时大脑像一块海绵一样吸收各种信息。成年之时,我们已经学习了很多东西,因此我们的大脑没有必要吸收所有的信息。这并不意味着成年人不再学习,只是意味着当他们学习之时,神经系统有着不同的表现。

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语言学习的关键期既不神秘,也不可怕。人类和猫一样,在感觉的发育上受到“神经可塑性”的深刻影响。在后面的系列文章里我们会谈到人工耳蜗植入者们,如果错过了关键期,听觉就难以发育。但人类又和猫不同:绝大多数成年的英语学习者已经掌握了自己的母语,同时有重组的智力和认知能力去发展自己的外语能力!

因此,成人学习英语(尤其是发音),既有挑战,也有机会。应对的方式则是“扬长避短”——“避短”指的是:不需要纠结于一去不返的童年关键期。要避免采用机械重复的方式,一味加大努力的时间,徒劳的模仿母语的学习方式,不停地用复读机去重复错误的说法或发音。“扬长”指的是:成人学习英语应该从理性出发,强调语言和发音规则的规律性,积极利用语言学的研究成果,最大可能地提高自己的语言可懂度。

很多读者会说,“积极利用语言学的研究成果”听起来不错,但是我们没有时间!没关系,这个系列文章的目的就是总结和分享这方面的宝贵知识成果。过去的几十年里,英美沟通障碍(Communication Disorder)专业研究与临床实践紧密结合,在语言的形成、发音规律和障碍的产生方面产生大量成果,为发音修正提供了丰富的指导依据。遗憾的是,国内现有的教学体系对外借鉴很少,大多依赖机械重复,没有教大家怎样扬长避短,去好好掌握一门语言。我们要做的,就是填补这个空缺!欢迎大家关注这个系列的文章和麦教授美音教练的公众号。

这个系列已经出了十期。我非常希望能进一步提升文章水平和质量,服务更多的读者。欢迎大家留言提出意见和建议!

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Reference

Hubel, D. H., & Wiesel, T. N. (1962). Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat's visual cortex. The Journal of physiology, 160(1), 106-154.

Sharma, A., Dorman, M. F., & Kral, A. (2005). The influence of a sensitive period on central auditory development in children with unilateral and bilateral cochlear implants. Hearing research, 203(1-2), 134-143.

Flege, J. E. (1988). Factors affecting degree of perceived foreign accent in English sentences. The Journal of the Acoustical Society of America, 84(1), 70-79.

Perani, D., Paulesu, E., Galles, N. S., Dupoux, E., Dehaene, S., Bettinardi, V., ... & Mehler, J. (1998). The bilingual brain. Proficiency and age of acquisition of the second language. Brain: a journal of neurology121(10), 1841-1852.

Citations of Sandra J.Kuhlman from Neurons show why learning’s tougher as we age. August 28th, 2013. Posted by Jocelyn Duffy-Carnegie Mellon, under the Attribution 4.0 International license. The body of the post refers to but is not built on this citation. The author does not declare the post to be under the same cc license.

The cat picture is from Takashi Hososhima [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], via Wikimedia Commons

The firework picture is based on work from UpstateNYer [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], from Wikimedia Commons. The adapted version of the picture is now under the same license.

The tree picture is under CC0 license from pexel.




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