语言的获取是人类最基本的特点之一，发育中的大脑也明显发生改变。在语言获取的几年期间，大脑不仅储存了语言上的信息而且学习适应了语言的语法规则。功能性神经成像上的最新进展为从系统水平上分析大脑发育提供了基础。根据这个观点，我回顾了最近对语言获取的“最终状态”在成熟大脑中是怎样表现的的理解，并总结了在大脑皮层对第二语言获取的可塑性的新发现，特别关注了语法中心的功能。

    一个儿童可以在没有分析思考的帮助和像在学校一样的语法指导的情况下，可以在几年的时间里获取任何一门自然语言。因此这些语法规则的起源应该来自人类大脑中的一个先天的系统。人类语言知识和能力的获取是通过各种各样的意思和形式类型。在语言上讲和符号识别，语法能力被认为是初生的功能，比如先天或内在的生物识别，而读写则被认为是后生的语言能力。实际上，母语或第一语言的获取是在初生的第一年通过先天的语言功能获取的，同时婴儿在快速的扩充他们的语言知识。相比之下，阅读和写作能力则是通过大量的努力和重复才学得的，通常是在学校中进行。这种能力可能受到更多的是社会文化因素的影响而不是生物因素。然而，朗读困难的患者的存在暗示我们阅读能力可能要求某种特定的神经机制，有研究表明，阅读能力低下和听觉分析处理能力的不足存在关联。因此，了解在各个年龄中语言能力在大脑中的确切发展是非常重要的。图一说明了在L1中的典型发展。这是和大脑容量在第一年的快速增加相关联的。婴儿发音的能力是从6到8个月大的时期开始发展的，随后在两岁左右达到two-word阶段。记录显示在聋的和正常的婴儿都能够通过一个相似的发展过程自然地获取符号系统，这个过程开始婴儿发出咿哑声的时期开始。然而，这些明显的发展变化与语言的输出有关。发音的认知和语法知识甚至发展地更早，通常在出生后的一个月内。

    在LI和第二语言（L2）之间存在语言因素上的清晰对比。L2能力的发展并没有存在确切的阶段，并且出现巨大的个体差异。因此，是否L2和L1产生于同一种机制是一个值得争论的问题。一种L2可以在一生中的阶段被掌握，但是如果L2不是在假设的从婴儿早期到青春期（至12岁）的“敏感时期”获得的，那么L2能力很少比得上LI。语言获取的敏感时期这种观点来自于大脑重组信息的弹性能力的缺失，这导致了青春期后失语症的获得。敏感时期的概念可以扩展到L2的获取上，比如那些7岁以后才搬到美国的中国或韩国人英语熟练程度是不足的。这个假设目前正受到一项事件相关性潜能研究（ERP）的挑战。学习一种非母语的语言的成人显示出了和自然母语者相似的突触异常ERP反应。这说明也存在这样的可能性，不同语言能力的获得有它们各自的发展过程，并且敏感时期的出现的时段和期间长短也是不同的。根据这个观点，我将通过大脑想成像技术首先阐明基本的语言因素和它们在成熟大脑中可能的表现方式。最主要的语言因素是单词水平上语音和语义，句子和演讲水平上的句子理解和句法构造。当然，这几个要素是相互作用的。一个重要的问题是，这些因素是否与大脑中的特定区域相协调关联。我将集中注意在L2获取的功能性成像研究中的一些进展，这些研究显示了在语言能力发展的过程中，大脑某些特定区域的活化改变。
 
    图1. 大脑增长与第一语言（L1）的获取。人类大脑的重量随着年龄的作用而呈现出来，在纵坐标上100是和成人相符合的平均值（10）。正常语言发展的标志性阶段的大致时间也在表中表示出来。

    语音体系和词条语义

    最新的磁共振成像（Fmri）和正电子发射显影技术（PET）的研究表明了语音处理是与较晚的初级颞叶脑回（STG）的活性相关联的。词条语义的处理则典型地与left extra-sylvian temporoparietal区域相关联，包括角回和冠状回（AG/SMG）。然而，相对与语义，语音的研究报道了很多另外的区域，包括次级额叶区域，而且语音的处理具有多种从特定区域的提取水平。我们已经证明了STG的双边活性在语音确定和声波对比识别任务中比句法构造和语义确定时增强得更多，甚至在采用同一个声音振荡器的时候也一样。另一方面，一些功能性成像的研究显示，在语义测试任务中，左AG/SMG和额叶的活性表现出了较小的一致性。语义任务除了语义处理之外还可能包含了各种认知因素，因此，不同皮层区域的增强决定与参与者所采取的特别策略。

    句子理解

    句子的传达并不单单是各个单词的语义信息，而是基于句法构造的句子意义。在句子水平上的语义分析不是简单的各个单词语义处理的总和。例如，“John认为David表扬了他的儿子。”和“John认为他的儿子表扬了David。”这两句话的意思是不同的，尽管里面包含的单词语义是一样的。因此，句法构造的处理在将语义信息整合到句子意义中扮演了很重要的角色。我们认为，从三角区域（F3t or BA45）到轨道部分（F30 or BA 47）延伸的左次级额叶脑回是语义信息选取和整合的假设区域，这和单词语义处理是不同的。我们将在句子理解任务和语义确定任务中的皮层活性进行直接对比，发现在听觉和视觉条件下左F3t都表现出演讲水平的选择性活性。我们还阐明了左F3t/F3O和左前沟中的一个区域之间功能性的连通在句子理解任务而不是语义确定任务中被明显地增强。在神经成像领域，越来越强调用结构和功能的关联性去阐明神经系统是怎样以协作和相互作用的方式来分析和处理语言的。

    一项最新的fMRI研究表明，无论是聋哑的示意者还是听力正常的示意者对美国手语（ASL）的处理都促进了双边皮层区域的增长，而对书面英语的处理对应的则是左侧面区域。记录显示，对于聋哑的示意者来说，ASL是L1而书面英语是L2. 另一项fMRI研究报告道，关于英国手语（BSL）处理的双边皮层活性，相比与在视听语言条件下，在手语中并没有出现右半球的增长。因此，阐明“什么是左，什么是右？”是一个值得考虑的挑战。因为手语失语症主要是由左半球的损伤引起的，这有助于阐明 是否在符号和语音上的句子的理解是在功能性的侧面半球。通过句子理解和句法察知任务，我们对比了不同组别和不同发音振荡条件下的表现情况。在手势符号日本手语（JSL）的条件下，我们测试了两组参与者：聋哑的JSL示意者和正常的能说JSL和日语两种语言的受测者。在语音的条件下，我们分别用单纯的日语听觉和JSL和日语视听结合的方法测试了仅懂日语一种语言的受测者。在这四种条件下的测试过程中，左侧区域包括额叶和颞顶叶处于持续的激活状态。更进一步，不顾手势和语音的特征，与句子理解相关的选择性增强激活主要在左侧区域被发现，其中包括左F3t/F3O；只有F3t/F3O没有表现出由条件特征引起额重要影响。这些结果表明了与句子理解相关的左侧皮层区域的功能性结构域的amodal共同性和左F3t/F30在从符号到语音信息的处理过程中所扮演的普遍和重要的角色。

    图2. （A）大脑中基础语言功能的可能网络。左脑区域（L）与语言因素之间的精密通信仍然在研究当中。（B）句子处理紧密地包括了语法中心和左额叶区域。绿色的区域（左F3t/F3O）在句子理解中具有选择性的活性,而红色区域（左外侧皮层，左背脊IFG和左F30p/F3t）则专门负责句法的处理，可以被当作语法中心。

    句法构造：语法的中心

    虽然还有很多关于句子处理多个方面的细部思考，而且缺乏一致的看法，但是不断累计的证据显示，左IFG的鳃盖和三角区域（F30p/F3t or Bas44 and 45）和左外侧弓形皮层（BAs 6,8,and 9;mainly in BA 8）与语法处理过程有选择性的关联。左外侧弓形皮层位于前沟和次级额叶沟的连接处，也就是在左F30p/F3t的背脊部。我提出，这些反映了语法过程一般特征的左额叶区域可以被当作“语法中心”。在其他一般结构域的认知系统之外，是否存在一个专门的语法处理神经系统（特异结构域）？我们通过直接对比在语义确定任务和口头短期记忆任务中的大脑活性的方法来检测大脑皮层活性。当直接和口头短期记忆任务（Fig.2B,红色区域）相比，左背脊IFG(F30p/F3t的一部分)和左侧面弓形皮层和语义确定任务有选择性的关联。这些区域的活性是和句法处理的处理过程相关联的，这是不能由任务的难度和口头记忆的内容来解释的。因此，人类的左额叶皮层在句子理解中的语义处理是特殊的，不同于其他动物的。关于非倒装成像技术的局限性存在很大的争论，例如，这种相互关联的方法是不足以证明皮层活性与语言功能之间的关系的。为了在语法中心和句法处理之间建立一个因果关系的连接，我们采用了经颅磁刺激（TMS）的方法和一个最小成对刺激范例，在这个范例中即便是语义或者句法因素的刺激对都不同。相关性事件和在左F3OP/F3t的TMS脉冲选择性地降低了句法构造确定的反应时间而不是语义确定，这表明了助长和启动的选择性的生理效果。在正常和不规则的句法构造确定期间和当在特殊时间给予左F3op/F3t磁刺激的时候（150ms从一个动词刺激开始），这些影响效果可以被观察到。甚至如果“正常”句子在物理上看是相似的刺激，TMS也可以显示出在正常句子上平行于不规则句子影响效果的不同效果，这依赖于准确的语言语法确定类型。这些结果表明了左F3op/F3t在人类语句处理中扮演了相当于语法中心的重要角色。

    在L2的获取过程中语法中心的功能性改变

    在新语言的获取过程中，语法中心的功能是怎样被修正的呢？至少有两个因素引起了皮层活性的改变：L2的熟练程度(PL)和获取的年龄(AOA)。有报告指出，L1（AOA在6年之前）和L2（AOA在7年以后）表现出了皮层区域的不同，尽管其他研究报告表明他们在句子理解任务中有共同的神经基础。一项fMRI研究支持了大脑皮层活性的AOA效果，显示了与语法处理有关的左IFG活性在L2中比L1中强。然而，另一项fMRI研究宣称，左IFG活性与暴露在语言中的程度有关，即便AOA是相称的。同时报告也指出，左额叶区域和extrastriate区域是被不同调节的。然而，年龄和PL对皮层活性的影响效应常常使各个语言任务的要求和联合任务的表现相混淆，而且至今还不知道这些因素是否真的是彼此相互独立的。在存在这些不确定性的基础上，我们试图阐明年龄，PL，语言任务要求和任务表现在对左IFG活性影响上的相关性贡献。我们检测13岁的学生（母语为日语）在第一次学习英语时学习语法中的过去分词作为L2的知识是否会改变大脑的活性。我们锁定了双胞胎作为参与者（六对同卵双生和一对异卵双生），因为研究双胞胎之间些共有的因素是否真的会影响他们的语言能力和神经物质基础是非常有趣的。在两个月期间，学生们参与了一项紧张的英语动词训练作为他们标准教室教学的一部分。双胞胎们完成了两次fMRI的扫描分析，一次在训练之前（day1），一次在训练之后（day2）。当把一个英语过去分词（EP）任务和动词搭配(EM)任务的day2做对比的时候，主要在左IFG(Fig。3A)发现了活跃性;这个活跃性在day1的对比中也可以被发现。对日语过去分词(JP)和动词搭配(JM)任务的对比结果也显示了相同的左IFG活性(Fig。3B),这与语法处理的一般特征是相一致的。这些结果表明了，至少在13岁，不管在学生的语言知识里和他们在过去分词形式的表现上L1和L2的显著不同，在L2的获取过程中，皮层的可塑性是被导向在左IFG的L1特化结构上的。左背脊IFG从day1到day2活性的增强表明了在每对双胞胎之间高度而明显的相关性。这表明了通过令人惊讶的可预测的方法，在左IFG观察到的功能变化是容易由双胞胎的遗传和环境因素所共享的。左IFG活性的增强预示着个体参与者关于他们过去分词知识的增长。在随后的一项fMRI研究中，我们测试了已经学习英语6年的19岁的参与者，对比上面提到的EP和EM任务时的皮层活性。
    左背脊IFG活性是降低的，与此相关的是一个更高的PL（Fig。3，C和D），这表明了PL在这个区域的激活上起主要作用。另一方面，左F3t/F3O活性在13岁的日语（L1）参与者中要明显地比19岁的参与者高，与在L1中的搭配表现无关。我们做出这样的结论，语法中心具有重要的语言功能，这些功能对任何语言的掌握都是重要和必要的。

  
 
    结合这些任务选择性的活性变化，左背脊活性在L2获取的早期阶段随着PL的增加而增加，而当L2达到一个更高水平的熟练程度的时候便开始降低。这些结果可能反映了在语言发展过程中一个更普遍的法则。皮层活性在语言获取的早期增高，紧接这保持在一定水平，最后在语言能力巩固的阶段有一个降低。另一方面，在局部区域的脑血流和脑代谢速率的发展变化是在一开始有一个明显的增高，随后，大约9岁以后，则有一个降低。由于儿童和成人间这种代谢速率的不同可能会影响fMRI数据的获取，分析和解释，因此必需有一个合适的任务控制来补偿修正总的大脑生理变化。更进一步，如果上面提出的一般法则是适用的，大脑区域将表现为活性增强，减弱，或是可比较的活性，这取决于所参照的是哪一个发展阶段。