语言如何影响我们的瞳孔:揭秘大脑中的“语言的体验性”现象

文摘   科学   2024-12-10 21:46   四川  


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撰文︱张爱邦  电子科技大学外国语学院


导读

在日常生活中,我们经常使用语言来描述和理解周围的世界。但是,你有没有想过,这些语言是如何影响我们的生理反应的呢?最近的一项研究揭示了一个惊人的现象:当我们处理与亮度有关的词汇时,我们的瞳孔竟然会自动发生变化。这不仅仅是一个有趣的发现,它还为我们理解大脑如何处理语言提供了新的视角。今天,就让我们一起探索这个被称为语言的体验性embodiment of language)的现象。


       “语言的体验性理论认为,当我们处理一个词的意义时,我们不仅在大脑中构建这个词所指代的动作或者进行感官上的模拟,而且还会在心理上模拟与之相关的动作。例如,当我们读到键盘这个词时,我们可能会在脑海中模拟打字的动作;当我们读到太阳时,我们可能会想象天空中明亮的火球。这种理论进一步分为强语言体验性弱语言体验性两种观点。强语言体验性理论认为,这种模拟对于理解词义是必要的,而弱语言体验性理论则认为,虽然这种模拟可能有助于语言理解,但并非绝对必要。

       瞳孔是我们眼睛中的一个重要部分,它控制着进入眼睛的光线量。此前,瞳孔反应被认为是对光线变化的低级反射。然而,最新的研究表明,瞳孔反应对高级认知是敏感的。例如,当人们在不直接看向明亮物体的情况下对其进行隐蔽注意时,瞳孔会收缩;同样,当人们想象一个明亮的物体时,瞳孔也会收缩。这些现象通常被解释为视觉大脑区域自上而下的调节。

       在最近的一项研究中,研究人员探索了瞳孔反应是否能够作为语言理解中语言的体验性现象的直接证据。他们测量了参与者在听到或看到传达亮度(如白天”“夜晚)的单词时的瞳孔反应。


实验设计


       为了测试前述假设,研究人员进行了两个主要实验,让参与者阅读(视觉实验)或听(听觉实验)传达亮度的单词。他们测量了瞳孔大小,并预测当参与者阅读或听到传达明亮语义的单词时,瞳孔会比他们阅读或听到传达黑暗语义的单词时更小:这是由词义触发的瞳孔光反应

       在视觉实验中,研究人员选择了121个法语单词,分为四类:传达明亮语义的单词、传达黑暗语义的单词、中性单词(既不传达明亮语义也不传达黑暗语义)和动物名称,被试被要求,如果他看到或者听到一个动物的名字的时候,需要进行按键反应,而这个动物的名字的出现,其实就是为了让被试保持注意力集中。在视觉实验中,单词以深色字母(8.5 cd/m²)显示在灰色背景(17.4 cd/m²)上。在听觉实验中,单词通过使用Mac OS X命令将文本转换为语音。为了比较瞳孔对传达亮度的单词的反应,表达明亮语义和黑暗语义的这两个类别的单词需要尽可能精确地匹配。研究人员关注了两个主要属性:词汇频率和视觉强度。视觉强度通过选择大约相同数量字母的单词,然后生成这些单词的图像,并最终迭代调整这些图像的大小,直到两个类别的单词的视觉强度几乎相同。为什么会既有视觉形式的实验又进行听觉形式的实验,是因为作者想排除引起瞳孔变化的其他原因(如:语音的性质或视觉物理特征的性质)进而证明确实是因为词的语义亮度不同造成的瞳孔变化。

       研究人员还进行了一个控制实验,在这个实验中,被试会被呈现不同情感色彩的词,有些词代表积极的情绪,有些词代表消极的情绪,有些词的情感色彩很强,有些词情感色彩很弱,共同特点是这些词没有亮度的语义维度。研究人员想验证单纯的情感色彩的不同,是否会引起瞳孔大小的变化。


研究结果


两个主实验的结果如下图所示,a图(视觉实验)和b图(听觉实验)是将30个被试的数据平均下来之后得到结果。结果显示,当参与者接触到传达黑暗语义的词汇时,他们的瞳孔最大;而对于传达明亮语义的词汇,瞳孔最小;对于中性词汇,瞳孔大小介于两者之间。这一模式在视觉呈现和听觉呈现的单词中都得到了发现,表明这种反应是由单词的意义引起的,而不是由刺激的视觉或听觉属性引起的。我们可以发现,当词在出现后1秒钟到2.5秒这个时间窗的时候,不同语义亮度的词引起的瞳孔大小的变有非常明显的区别。而实验结果所示的瞳孔变化趋势,其实与我们日常看到不同亮度的物体,瞳孔的变化趋势是一致的,并且听觉实验跟视觉实验的结果基本上是一致的,反映了具有不同语义亮度的词确实能够引起我们瞳孔本身的变化。

研究结果 | 图片来源:论文

除了对平均数据的分析之外,研究人员对每一位被试以及每一组词在视觉实验和听觉实验的数据进行了分析,结果与之前的平均结果是基本一致的。无论落实到每个被试,还是落实到每一个单词的刺激上,都说明由此实验数据获得的效应是非常可靠的。除开这两个主实验的结果,可能大家还会好奇控制实验的结果,也就是调查词情感色彩对瞳孔大小的变化是否有影响,总的来说,研究发现情感色彩本身的区别并不能影响瞳孔大小的变化。

这项研究的发现对于理解我们大脑如何处理语言具有重要意义。它表明,单词理解可以触发与单词意义相对应的非自主反应。这一发现与先前的行为研究一致,这些研究表明单词意义可以调节动作。然而,在先前的研究中,动作并非由单词意义本身触发,而是由任务和参与者自愿执行的。本实验的发现扩展了这些研究,表明单词意义本身足以触发一个不受任务强加的反应,并且这个反应在很大程度上超出了自愿控制


未来的展望


这项研究不仅揭示了语言理解与我们的生理反应之间的深刻联系,还为我们理解大脑如何处理语言提供了新的视角。通过这项研究,我们可以看到,语言不仅仅是一种沟通工具,它还能够激活我们的感官和运动系统,甚至在我们不自觉的情况下影响我们的生理状态。这种语言的体验性的语言现象,让我们对语言的力量有了更深的认识,也为我们探索大脑的奥秘提供了新的线索。在未来,我们期待更多的研究能够进一步探索这一领域,为我们提供更多关于语言如何影响我们身体和大脑的惊人发现。


参考文献:

Mathôt S, Grainger J, Strijkers K. Pupillary responses to words that convey a sense of brightness or darkness[J]. Psychological science, 2017, 28(8): 1116-1124.


责任编辑: 刘彦池 尹婕欣

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