還背不下來單詞呢?連鴿子都會認字了!

果殼網Alulull2018-04-14 08:51:49

作者:Alulull

編輯:窗敲雨


要說我們和其他動物到底有什麼區別,就不能不提。人類不僅發明了許多奇奇怪怪的符號系統,也格外擅長用這些符號傳情達意。不過,“認字”可能並不是人類的專利,甚至可能也不是靈長類動物獨有的技能。最近,就有研究者教鴿子學起了文字,結果發現,在經過一番訓練之後,鴿子也能夠成功地識別不少4字母英文,還能把它們和那些無意義的字母串區分開。

圖片來源: 123rf 正版圖片庫

看起來,鴿子們又在實驗室裡點開了新的技能樹。不過,這些鴿子離真正掌握人類的語言還差得很遠,英文單詞在它們的眼裡也不過是一些形狀稍微有點兒複雜的圖形而已。因此,更嚴格地說,鴿子們學會的是“認字”的第一步:字形加工。借這個研究,論文作者們希望探尋的是大腦中“字形加工能力”的來源。



認字能力,先天還是後天?

從人類歷史來看,先有口頭語言,後來才發展出書面文字,這一點毋庸置疑。但是,人類究竟如何掌握文字能力,這依舊是一個爭論不休的問題。

如果說全靠後天學習,那麼人與人之間應該存在很大的差異。然而影像學研究表明,無論母語如何,所有識字的被試腦中都存在一個似乎專門負責加工文字的腦區——位於左側顳枕葉中的 “視覺字形區”(visual word form area,簡稱VWFA)。就算是文盲的被試,只要突擊背幾天字母表,之前還功能模糊的VWFA就有如覺醒了超能力,立刻變得對文字信號敏感起來。

那麼,這個腦區是人類獨有的嗎?考慮到最古老的文字——楔形文字誕生於5400年前,在這麼短的時間之內,人類不可能進化出一套全新的文字加工機制。於是,一些學者提出了一個折中的理論,認為VWFA其實原本是用來處理其他視覺信號的腦區,而人類大腦經過一番“回收再利用”,為這些神經元賦予了新的職責。也就是說,大腦在進行字形加工時,利用的還是視覺加工的老一套規則,只不過對象變成了文字。

文字也是一種圖形。大腦在閱讀時,會先加工局部信息,再將這些筆畫碎片組合成完整字母及單詞。圖片來源:Grainger et al., 2012


不會語言,也能認字

如果這一理論是正確的,就意味著至少在加工的早期階段,“認字”是不需要其他語言能力輔助的,只要存在與VWFA功能類似的腦區,就算是別的動物也能學個一二。2012年,來自法國的科學家帶來了第一個好消息。6只狒狒成功學會了分辨哪些4個字母的組合是真正的單詞,哪些則是無意義的字符串,它們的平均“詞彙量”達到了139個。

在英語單詞當中,一些雙出現的頻率明顯更高,例如“th”、“he”、“in”等等。研究人員推測,狒狒可能記住了這些高頻率字母組合的形狀和相對位置,並用這一規律來完成判斷。的確,當無意義字符串中出現了高頻字母組合時,狒狒會更容易將之識別為“真詞”。

而這一回,新西蘭奧塔哥大學的研究者們更進一步,決定讓與人類親緣關係遠得多的鴿子也來挑戰類似的任務。在參加訓練的13只鴿子當中,有4只“天賦異稟”的鴿子被選拔出來完成了剩下的實驗。它們掌握的平均詞彙量為43個,數量上不如狒狒,但反應趨勢卻基本一致:和真詞越相像的字符串,就越容易被認做“單詞”。

實驗鴿啄著屏幕進行單詞識別任務。它們被訓練在屏幕顯示單詞時啄單詞,而在顯示非單詞時啄旁邊的星型標記。原視頻來自:Damian Scarf

有趣的是,如果將單詞中的某一個字母替換掉,鴿子能較好地識別其中的變化;但若是將相鄰的兩個字母位置互換,譬如“very”變成“vrey”後,鴿子就犯起糊塗來,誤判為“真詞”的比例明顯上升。這個毛病在狒狒身上表現不明顯,在人類被試當中卻很常見,而且比起文盲,識字的人反而更容易犯錯。光就這一點看來,鴿子甚至比狒狒更像人

研究者認為,鴿子和狒狒能根據字母組合頻率對字符進行“詞”與“非詞”的分類,這可能是採用了“概念化”(conceptualization)的方法。也就是說,它們通過學習一組刺激(單詞)的共有規律,形成對這一次級類別的概念,並能之推廣應用,用於不同刺激(單詞與非詞)的比較。這是一種在視覺加工中普遍存在的機制,恰恰印證了“神經元回收再利用”的假說。

而在視覺概念化方面,鴿子一直是出了名的專家。它們會認鳥,會認人臉,甚至還會識別腫瘤切片!有了這次的實驗,研究者提出,鴿子或許可以成為一個理想的動物模型,用來研究人類文字學習早期階段。看來,這群鴿子的認字之路還很漫長。

正在觀察病理切片圖像的鴿子。


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