双语语言控制的神经机制：领域普遍性认知功能的作用

How bilinguals control and manage their two languages, in terms of cognitive and neural mechanisms, has been a focal point for research in psycholinguistics and cognitive neuroscience. Differences have been observed between bilinguals and monolinguals regarding cognitive and neural mechanisms underlying language processing, which have also been shown to extend to non-language-specific domain-general cognitive functions. Existing findings, however, remain disputed. Previous research mostly tested bilinguals’ language switching or their nonlinguistic cognitive control separately, and lacks direct investigations of the functional mechanism of domain-general cognitive functions in language control. The present project proposes to test Chinese-English and English-Chinese bilingual participants, using functional magnetic resonance imaging, on their brain activations when performing domain-general cognitive tasks (inhibitory control and working memory) and bilingual language control tasks (picture naming, word generation, word reading, and visual and auditory language comprehension). The aim is to examine overlapping brain activations within individuals, in order to more directly and effectively investigate the extent of involvement of domain-general cognitive functions in bilingual language control processes. The expected results can then provide evidence regarding non-language-specific control mechanisms in bilingual language processing, as well as for constructing cross-language and cross-task-dimension universal theoretical frameworks on language processing and control.

双语者在认知和神经层面如何控制和管理两种语言是当前心理语言学和认知神经科学的研究焦点之一。相对单语者，双语者不仅在语言加工的认知过程和神经机制上存在差异，并且延伸到非语言特异的领域普遍性认知领域。但已有的研究结果仍存在争议。先前研究大多分离地测量了双语者在语言转换任务或非语言认知控制任务中的脑激活,缺乏对领域普遍性认知功能在语言控制中作用机制的直接探讨。本项目将以汉英和英汉双语者为被试，采用功能性核磁共振成像技术，测量领域普遍性认知任务（抑制控制、工作记忆）和双语语言控制任务（图片命名、流畅性词汇产生、单词朗读和视觉、听觉语言理解）的脑激活，从个体内的脑激活重合结果上更直接、有效地探究双语语言控制过程中领域普遍性认知功能的参与程度。从而对双语加工过程中语言特异和非语言特异的控制机制，以及跨语种、跨任务维度通用的语言加工和控制理论构建提供一定的依据。

本项目在健康成年人群中测量了一系列双语语言控制任务和领域一般性认知任务的脑激活和行为成绩，并采用恰当的分析手段考察领域一般性认知功能和双语控制之间的关系，包括脑激活、有效功能性连接、脑结构连接、以及功能与结构与行为之间的关系。本项目采用了功能性核磁共振成像技术和多项行为任务，包括领域普一般性认知功能的抑制控制和工作记忆任务，语言产生方面的图片命名、流畅性词汇产生和单词朗读任务，以及语言理解方面的听觉理解和视觉理解任务。功能性核磁共振将用来采集各个任务的脑成像数据、定位各过程的相关脑区以考察其神经基础，并探究语言任务中语言特异性脑区和领域一般性脑区。研究结果较好的回答了：1）非字母语言（汉语）在言语产生过程中的神经机制以及与字母语言（英语）的言语产生机制的差异；2）在认知和神经层面，执行功能（抑制控制、工作记忆等）在语言产生中的作用；3）双语语言控制的神经机制，包括脑区之间的有效功能连接以及双语控制中的有效功能连接与脑结构连接之间的关系；4）执行功能（抑制控制、工作记忆等）在双语语言控制中的作用；5）双语经历对脑功能及脑结构的影响。研究按照申请书的计划执行，已按期完成了所有实验的实验设计、施测和调整补充、数据收集及数据分析，得到较为清晰和有科学意义的研究成果。项目已有两篇论文在SCI/SSCI期刊发表并标注，另有一篇标注论文以投稿至领域内高水平SCI期刊正在审稿过程中，均为独立第一作者或独立通讯作者完成、本项目第一标注。本项目属于基础研究，其成果转化和应用的主要方向为对相关领域提供更进一步的数据、理论支持以及后续研究的方向和启发。