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通知公告

北大人文论坛:脑认知视角下的语言与习得研究(2号通知)

2023年11月18日,北京大学
主办单位:北京大学对外汉语教育学院、北京大学人文学部
协办单位:北京大学前沿交叉学科研究院

 

       国际中文教育具有跨学科属性,认知科学是其基础学科之一。为加强多领域交叉我的巨ru麻麻在线观看,揭示中文作为第二语言的神经和认知机制,北京大学对外汉语教育学院、北京大学人文学部将联合主办主题为 “脑认知视角下的语言与习得研究”人文论坛。论坛将邀请多位脑科学、语言习得和语言加工领域的专家学者发表最新研究成果通过对话交流,加深对中文作为第二语言的认识,探讨认知研究在中文作为第二语言研究中的独特价值。


论坛邀请嘉宾及主旨演讲内容(按姓氏排序)

 

 

蔡清(华东师范大学教授)


题目:大脑中的词汇语义
内容:理解人类大脑如何表征和我的巨ru麻麻在线观看词汇语义是一个复杂的挑战。为了深入研究汉语词汇的表征,我们最近构建了一个基于汉语词汇联想的大规模数据集SWOW-ZH,包含了超过10,000个提示词的联想答案,由超过40,000名参与者贡献。我将首先介绍SWOW-ZH以及一些主要结果。在此基础上,我们采用表征相似性分析(RSA)和功能磁共振成像考察了SWOW-ZH和基于文本语料库的NLP模型谁能更好地解释阅读单词引发的神经活动。结果显示,SWOW-ZH中提取的语义关系与神经激活模式密切相关,而基于文本语料库的嵌入模型不能有效地捕捉神经反应。值得注意的是,与节点层级相比,社区(community)层级的RSA更有效地捕捉到人类在词汇语义加工中的神经活动模式。这些结果强调了大脑中语义我的巨ru麻麻在线观看的多维性,强调了基于人类大规模行为学数据的“内部模型”的重要意义。最后我将简要谈论我们最近研究语言理解过程中语义预测和预测错误机制的工作。

 

丁鼐 (浙江大学研究员)


题目:语言序列信息的切分与选择:基于学习的视角
内容:本次报告将首先介绍一项语篇学习实验,语篇为较难理解的文言文篇章,用没有韵律的语音播放。在学习该语篇前,功能磁共振实验发现听古文只激活了听觉皮层及附近脑区的响应。然而,在12分钟的学习之后,听同一篇古文时,经典语言网络显著激活,而且颞叶多个脑区可以预测听者的古文学习效果。报告第二部分介绍一项语篇阅读的眼动研究,实验中阅读者以获取特定信息为目进行篇章阅读,阅读过程中进行眼动记录,研究发现阅读者的眼动分布反映了一种最优的阅读策略 - 以信息检索为目的优化得到的深度神经网络的注意分布可以比常规文本特征更好地解释阅读者的眼动时间,而且母语者与二语者的阅读策略有明显不同。

 

 

高家红(北京大学讲席教授)


题目:人脑成像技术及其在语言文化对比研究中的应用
内容:人脑成像技术的发展日新月异,被广泛应用于研究人类的高级认知活动,例如语言和文化。本次讲座将以磁共振成像仪、超导量子干涉仪脑磁图为索引,介绍传统非侵入式人脑成像技术的特点及其在语言文化对比研究中的应用。功能磁共振技术是一种基于大脑血氧水平依赖的成像手段。为研究大脑加工语言的神经网络的跨文化特性,我们运用影像神经科学研究中脑区关联性分析技术以及网络模型,绘制听觉语言加工的脑网络图谱。研究发现中文和英文母语者在理解言语时额叶和颞叶相关区域的信息流传递存在差异,揭示了尽管加工不同语言的脑区是类似的,脑区之间的信息交互却依赖于语言的语音学特性,为深入理解人类大脑功能和语言演化的跨文化差异提供了重要证据。我们还对标美国“人类脑连接组计划”(Human Connectome Project, 简称HCP)建立了基于中国人群的大型多模态神经影像、行为与基因数据集CHCP。基于CHCP与HCP大数据集的研究初步发现在不同文化背景下的人群其脑结构、脑功能与脑连接等特征共性与个性并存,跨文化对比则发现语言加工的相关脑机制差异最大。脑磁图磁共振不同,可以直接采集大脑神经活动的电磁信号。脑磁信号已经成为探索人脑奥秘的重要途径,已帮助脑科学工作者揭示了许多从前无法触及的、与高级认知和脑疾病相关的大脑活动现象及神经机制。使用超导量子干涉仪脑磁图,结合频率响应范式,我们揭示出语言不同语言层级(字、词、句)的加工图谱以及言语想象(数字、诗句)关键脑机制。随着基于原子磁力计探测技术的新一代脑磁图的发展和成熟,可穿戴和小型化脑磁探测技术将在脑机接口发挥重要作用,助力科学家解密更多人类认知,惠泽大众的日常生活。

 

李平(香港理工大学讲席教授)


题目:多模态语言学习及知识获得的认知神经机制
内容:在当今这个数字技术与人工智能迅猛发展的年代,语言科学研究者必须面对新的挑战。在本次讲座中,我将从大语言模型说起,探讨如何通过多模态信息整合来研究语言习得尤其是第二语言习得。我们的研究试图通过计算模拟及认知神经科学的方法来理解及阐述语言学习以及知识获得的机制。在一系列实验中, 我们探讨了沉浸式虚拟现实下的语言学习以及虚拟互动下的知识获得,比较它们与传统教学法的优劣,并勾画出学习的脑神经机制。沉浸式学习而产生的大数据与当前的神经认知模型结合起来,可以使我们更好的了解儿童和成人语言学习的差异、以及在学习情境中表现出来的个体差异。不光在语言学习而且在一般的知识获得中,人类都需要利用社会情境及社会互动来有效地整合多模态信息,而这正是目前大语言模型所欠缺的。深入了解人类学习语言及获得知识的认知神经机制也能够帮助我们有效的开发适应于个体学习者特征的个性化教学,并引领未来人性化的人工智能设计。

 

柳昀哲(北京师范大学教授/北京脑科学与类脑研究所研究员)


题目:计算语言模型在精神病学的应用
内容:人类的思维模式基于结构化的内部表征被称为“认知地图”。在语义空间中,这种认知地图描述了事物间的相互关系,可以通过词语之间的相对距离来体现。我将分享我们最新的研究成果,探讨计算语言模型在精神病学中的应用。之前的研究发现,精神分裂症的症状,如思维混乱和妄想,可能与认知地图的紊乱有密切关系。为了更深入地了解这一现象,我们采用了词向量模型、计算建模以及脑磁图(MEG),对精神分裂症患者在语义空间中的关系表征及其相关的神经机制进行了详细分析。利用预训练的语义相似性词嵌入模型,我们测量了参与者词语选择受到的语义相似性指导程度。在行为层面,精神分裂症患者展现出减少的语义引导词选择(这是“较松散”概念我的巨ru麻麻在线观看的标志)。在神经层面,这种减少与MEG中的海马尖波涟漪强度的异常有关,而尖波涟漪被认为与认知地图的稳定有关。该研究展示了计算语言模型在精神病学中的潜在应用,为我们对精神和心理疾病的理解提供了新的视角。

 

栾国明(首都医科大学三博脑科医院主任医师、教授)


题目:临床视角下的语言功能、脑机接口与神经调控
内容:临床对脑疾病患者(例如癫痫)进行外科干预,需要尽可能保护患者的语言功能,避免或减少语言功能障碍的发生。通过本次报告,本次报告将基于对癫痫外科临床工作的总结与思考,分享临床工作中的语言功能、BCI与神经调控。过往的脑科学研究发现优势侧的额下回后部和颞上回后部在语言产生和理解中有着重要的作用。临床外科医生考虑对病灶位于功能脑区的患者进行外科干预时,一般会先通过WADA测试或经颅磁刺激检查评估患者语言等功能的确切位置,从而提供尽可能的功能保护。但是,对于手术无法避免的或脑疾病所致的语言功能损害的患者,脑机接口(BCI)技术有望成为一种有潜力的功能弥补手段。论及临床诊治层面的BCI概念,即可涵盖任何需要计算机或外部机械等非生物因素直接与大脑产生信息交互的过程。在医疗研究工作中,运用BCI技术最大限度实现语言功能改善的例子有很多,例如,让意识障碍患者和失语症患者用“意念表达”,实现大脑的“意念”解码并合成语音帮助患者重建语言表达能力。而广义的BCI则更多地强调“闭环”的理念,这种“闭环”的神经调控可以是由大脑发起后经由计算机/外部机械处理,再重新作用于大脑,进行智能化修正。例如癫痫的反应性神经调控(RNS)系统:大脑产生的异常脑电信号被颅内电极端捕捉并进行预警判断,若高度怀疑是癫痫样放电的,则立即启动电刺激模式从而达到抑制癫痫发作的疗效。目前BCI应用还处在临床试验阶段,许多技术和伦理问题尚待解决。随着脑研究深入,未来BCI在癫痫外科等医疗领域的应用前景广阔。

 

覃朗 (北京大学助理教授)


题目:神经序列重现与人工句法递归加工及其对二语习得的启示
内容:基于递归(recursion)的句法计算模块是人类语言官能的核心,句法规则习得在二语习得中亦具有举足轻重的地位,数量有限的句法规则引导我们将概念/语项以递归的方式自由架构成有层次的结构(句法层级)并转化成具有特定顺序关系的序列(单词、短语和句子)。基于人脑海马体的“认知地图”将先验知识表征为包含事物之间复杂关联的模型,从而实现抽象、推理、泛化等高级认知过程,支持人类灵活的行为。我们推断认知地图可以编码不同语言加工单元(例如词或短语)之间相互关系,实现言语表达中对“有限手段”的“无限运用”。与认知地图形成和保持密切关联的神经活动重现机制与句法加工具有多重相似性,非常适用于表征句法规则、支撑层级结构搭建。因此,我们采用近似语项类别关系的生成性人工语法(Artificial Grammar)作为模拟二语句法学习的材料,设计了旨在运用于直接解码句法层级搭建的新型脑磁图实验范式。结果发现类似重放的神经序列参与了语法规则的递归使用,对于语言和记忆交互和二语习得的神经机制研究具有重要意义和广阔的应用拓展前景。

 

萧慧婷(香港理工大学教授)


题目:阅读的认知与脑神经机制:从研究到应用
内容:在研究阅读发展的领域里,不少学者认为阅读能力普遍受到口语能力的制约。这个理论,称为「文字系统普遍性机制」,假设所有文字系统均为记录口语而非语意。而由于人类所有的语言均有着相似的神经机制,因此,阅读的神经机制不存在文化特异性。然而,近二十年的研究结果表明,阅读和阅读障碍的认知与神经机制可能受着文化的影响,当中以中文汉字和西方字母系统的差异较为显著,两者无论在字形结构或表音方式都有着显著的不同。中文乃一种表意或语素文字系统(亦称为意音文字系统),字形和读音并没有直接关系,必须通过背诵连结形和音。字母系统例如英语以表音为主,字母表音不表意,必须先通过拼读法获取字词的读音后才获得语意,故掌握拼读法至为重要。本次报告将会探讨文字特征如何影响阅读的认知和神经网络,并阐明这些研究发现能如何应用到语言教学和学习上。

 

张林军(北京大学研究员)


题目:中文二语初学者汉字字形加工的认知神经机制
内容:汉字具有区别于拼音文字的显著特征,第二语言学习者汉字加工和汉字习得的特点和规律长期受到研究者的广泛关注;但已有研究多采用传统方法,认知神经机制层面的研究相对缺乏。我们采用功能磁共振成像技术和脑电技术,对中文二语初学者汉字字形加工的认知神经机制进行了初步探讨。研究结果发现:(1)初学者在2个月左右就可以获得汉字的正字法知识,但字形加工相关脑区的激活模式和脑电指标与汉语母语者明显不同。(2)在真字的字形加工过程中,初学者的左侧额中回脑区显著激活;而在汉语母语者的汉字加工过程中,左侧额中回参与形音转换,而非单纯的字形加工。我们认为二语学习者的汉字习得与中文母语者的英文习得机制类似,都存在源于母语经验的“同化”过程,但具体表现受到二语文字特征的影响。

会议费
全日制学生:人民币800元
非学生参会者:人民币1200元
(该费用含中午自助餐)

报名缴费方式
请在2023年11月10日前,扫描以下二维码或点击网址打开相关页面填写参会申请,收到回执则表示报名成功。由于会议场地空间有限,本次会议参会名额先到先得。


 

联系人: 
陈汐:hanyuan@pku.edu.cn
覃朗:qinlang@pku.edu.cn