研究發現聲調與音位韻律感知的腦網絡 具有與其特征相關的相似性和差異性

聲調是漢語的重要特征。在聲調語言中，聲調與音位一樣起到區分意義的作用。但是，在長度上，聲調屬于超音段線索；在聲學屬性（由音高水平及輪廓決定）和發音方式（通過喉部控制）上，聲調與韻律十分相似。可見，在語言功能和聲學/發音運動特征上，聲調分別具有音位和韻律的特征。

聲調具有獨特的語言學地位，而且其感知機制也非常值得研究。首先，聲調是造成漢語感知和西語感知的腦網絡差異的重要原因，了解聲調感知的腦機制能幫助醫生在外科手術中更有針對性地保護言語感知的區域；再者，目前人工耳蝸較少考慮到聲調等低頻韻律在漢語表達中的作用，研究聲調的感知機制有利于研發出更適合于漢語交流的助聽設備；另外，聲調是非聲調母語者學習漢語常遇到的瓶頸，掌握聲調感知的規律能促進對外漢語教學的設計和實踐。但是，直至目前，感知聲調的認知神經機制依然未被了解清楚。

前人已經對言語感知的腦機制進行了詳盡的探索。為了解決言語感知的“不變性”問題（如/du/和/di/兩者的/d/聲學屬性不同，但是人們依然將它感知為/d/），研究者提出了言語感知的運動理論：聽者通過重構說話者的發音運動姿勢來完成言語感知。近年來的研究發現言語運動系統以代償調節的方式參與到了言語感知中。因此，聲調感知可能包含了“聽”和“說”的雙通路：處于顳葉的腹側通路對聲音進行時頻解碼，處于額葉和頂葉的背側通路對言語進行感覺運動整合。雙通路構成環路動態地參與聲調感知。

偏側化和區域梯度表征是聽覺言語感知研究的兩個關注重點：時頻分析模型（spectrotemporal resolution model）和不對稱采樣模型（asymmetric sampling in time model）都預言，時程較短的言語線索(如音位)在聽皮層的激活區域偏左，而時程較長的(如韻律)偏右；這種假設得到大量研究支持。同樣，言語運動系統在言語感知中的參與也存在著音位–韻律的左右偏側化現象。另外，聽皮層對不同頻段和長度的聲音/言語線索呈現出梯度表征的模式。

但是，對于聲調感知的感覺運動整合、雙通路加工的偏側化和區域梯度表征機制的結論依然存在爭論。因此，中國科學院心理研究所行為科學重點實驗室杜憶研究組最近通過結合言語感知的雙通路模型和對已有文獻報告的激活點進行的激活似然估計（activation likelihood estimate， ALE）元分析，進一步探索了聲調感知的腦機制。他們從PubMed數據庫中收集并篩選出55篇言語感知的腦成像研究，并將其中包含的實驗分為聲調母語者的聲調感知（tonal tone， n=12）、非聲調母語者的聲調感知（non-tonal tone， n=7）、音位感知（phoneme， n=14）、詞長度的韻律感知（word prosody， n=15）和句子長度的韻律感知（sentence prosody， n=25）。將五組實驗的激活點分別進行元分析計算后，對比不同通路上共激活的偏側化和梯度表征。

研究發現，聲調感知與音位、韻律感知的腦機制的異同與線索特征的異同相關。具體而言，在參與時頻分析的腹側通路（左右側顳上回，STG）中，聲調感知激活區右偏側化且受到語言經驗調節，在左側STG的音位-韻律前后梯度分布中與音位激活區域重合，右側STG的音位-聲調-韻律的外前-內后梯度分布中處于音位和韻律激活區域之間，分別表現出聲調的語言學和聲學屬性；在參與感覺運動整合的背側通路（左右側額葉、頂葉）中，聲調感知激活左單側化，與韻律激活區高度重合并位于音位激活區下方，表現出聲調的言語運動屬性。

該研究是**對比聲調、音位和韻律感知的腦機制的元分析研究。研究主要發現大腦在感知聲調、音位和韻律時呈現出與言語線索的語言功能、線索長度和發音姿勢相關的激活模式。該研究進一步揭示了言語感知的認知神經機制，未來研究可進一步探索大腦感知言語的動態過程。