语言认知事件相关电位N400的研究进展

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中国临床心理学杂志２００６年第１４卷第６期··６５９

语言认知事件相关电位Ｎ４００的研究进展

韩静１，李华２，席艳玲１

（１．石河子大学医学院，新疆石河子８３２００２；２．石河子大学医学院第三附属医院神经内科，

新疆石河子８３２０００）

【摘要】Ｎ４００作为事件相关电位的一个内源性成分，反映了大脑语言认知的加工过程，越来越受到广泛关注。本文回顾了事件相关电位Ｎ４００的发现、特点、起源和引出方法，总结近几年国内外有关语言认知Ｎ４００研究内容及热点，探讨了事件相关电位Ｎ４００在语言认知研究领域的应用前景。【关键词】语言认知；事件相关电位；Ｎ４００中图分类号：Ｒ３９５．９

文献标识码：Ａ

文章编号：１００５－３６１１（２００６）０６－０６５９－０３

ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｔｕｄｙｏｎＮ４００Ｅｖｅｎｔ－ｒｅｌａｔｅｄＰｏｔｅｎｔｉａｌｓｉｎＬａｎｇｕｇｅＣｏｇｎｉｔｉｏｎ

ＨＡＮＪｉｎｇ，ＬＩＨｕａ，ＸＩＹａｎ－ｌｉｎｇ

ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＮｕｒｓｉｎｇ，ＴｈｅＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｈｉｈｅｚｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ８３２００２，Ｃｈｉｎａ

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｎ４００ａｓｏｎｅｏｆｅｎｄｏｇｅｎｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｅｖｅｎｔ－ｒｅｌａｔｅｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ，ｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｅｄｔｈｅｃｏｇｎｉｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆ

ｌａｎｇｕａｇｅｉｎｂｒａｉｎ，ｈａｓｂｅｅｎｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｄｉｓｃｏｖｅｒｙ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎｓａｎｄｔｈｅｅｌｉｃｉｔｅｄｍｅｔｈｏｄｓｏｆＮ４００，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓａｎｄｐｏｉｎｔａｔｉｓｓｕｅｏｎｔｈｅｃｏｇｎｉｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｎ－ｇｕａｇｅｏｖｅｒｔｈｅｐａｓｔｓｅｖｅｒａｌｙｅａｒｓ，ａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｏｆＮ４００ｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｌａｎｇｕａｇｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．

【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】Ｌａｎｇｕｇｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；Ｅｖｅｎｔ－ｒｅｌａｔｅｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ；Ｎ４００语言认知研究一直是认知神经心理学及相关学科对脑功能研究的重要课题，随着现代电生理事件相关电位（ＥＲＰｓ）与脑功能成像（ｆＭＲＩ／ＰＥＴ、ＭＥＧ）等技术的运用，极大地促进了大脑语言认知的研究。ＥＲＰｓ又被称作“认知电位”，可进行注意、记忆、语言等脑的高级功能的研究，其中Ｎ４００又称为“语言相关电位”。本文重点阐述与之相关研究。

球引出的Ｎ４００进行定位，发现左半球颞叶、海马、海马旁回与Ｎ４００有关，且视读时左半球后部联合皮层区参与词的再认和语义理解［４］。Ｓｉｌｖａ－Ｐｅｒｅｙｒａ等认为由于大脑相关自动机制和受控机制的不同，Ｎ４００的起源亦不同，并与所用的刺激方法有关［５］。在词汇抉择任务中，Ｎ４００效应与颞横回、海马旁回、双侧颞前叶的激活有关。Ｆｒｉｓｈｋｏｆｆ等的研究也表明，Ｎ４００效应与双侧额前叶、右侧颞叶及扣带回的激活有关；同时发现，左半球的Ｎ４００效应早于右半球；大脑前部的Ｎ４００效应早于大脑后部，且持续时间长［６］。总之，关于Ｎ４００的起源，多

［１］

１

１．１

事件相关电位Ｎ４００概况

Ｎ４００的发现

１９８０年Ｋｕｔａｓ与Ｈｉ１１ｙａｒｄ等在词句认知研究中发现

受试者在默读７个词组成的句子时，当靶词与整句意思不一致时，诱出一峰潜伏期在４００毫秒左右的负相波，命名为Ｎ４００。此后研究相继证明了Ｎ４００的价值，认为Ｎ４００的发现不仅使ＥＲＰｓ增加了一个有特定意义的成分，扩大了ＥＲＰｓ的

研究范围，同时为脑语言认知的研究提供了重要工具。

数学者认为可能是多源性、多部位共同作用的结果［７］。

１．４Ｎ４００的引出方法

目前多采用匹配与非匹配的关系作为刺激方法，如句尾

歧义词、相关词与无关词、词与非词、新词与旧词、文字与非文字符号、图片命名等。Ｎ４００能敏感地反映词与词，词与上下文在语义上的联系。词语、句子等语言作业可以诱发Ｎ４００波。近年研究发现，非语言作业也可引出Ｎ４００波。国外相关研究显示，简单乘法运算、图片、手势、音乐、面部表情、笑话等语义不一致时均可引出Ｎ４００。所有Ｎ４００诱发作业中都有两个关键要素：即匹配（ｍａｔｃｈ）和非匹配（ｍｉｓｍａｔｃｈ）。非匹配的刺激，与上下文语义无关，产生一个明显的Ｎ４００；匹配的刺激，根据与上下文语义相关的程度不同，产生的Ｎ４００也不同，语义越相关，产生的Ｎ４００越窄小。

１．２Ｎ４００的特点

Ｎ４００是ＥＲＰｓ的一个内源性成分，为语言认知事件相关

电位中的一个负相波，反映了大脑皮层对语言的认知加工过程，并且可从Ｎ４００的波幅、潜伏期及头皮分布特征等多个维度来描述脑语言认知加工过程。波幅显示了脑语言认知加工的难易程度，潜伏期反映了语言认知加工的时间进程，头皮分布特征表明语言认知过程的脑内源［２］。这三个指标可用来描述语言精细加工的过程。

１．３Ｎ４００的起源

Ｎｏｂｒｅ等采用颅内电极实验，在颞叶前部记录到与头皮

２

２．１

语言认知Ｎ４００有关研究

Ｎ４００与脑内语言信息加工的关系

目前存在两种观点，以Ｂｅｔｉｎ为代表认为，Ｎ４００可能反

Ｎ４００相似的成分［３］，认为颞叶很可能是Ｎ４００的重要发生源

之一。Ｓｉｍｏｓ等运用脑磁图，在句子阅读序列作业中，对左半

通信作者：李华

映词汇水平的某些加工特点，反映认知过程中从心理词典中搜索词汇表征的过程。另一种以Ｓｔｕｓｓ、Ｈｏｌｃｏｍｂ等为代表认为Ｎ４００反映词汇后加工、整合过程的困难程度，主要对语

·６６０

·音、语义等信息整合，从而形成高级意义表征的过程，认为对各种信息的整合越困难，Ｎ４００波幅越大。

２．１．１

词、句、语段水平Ｎ４００的研究

Ｗｅｓｔ在词汇抉择任务中，发现具体词比抽象词引出的Ｎ４００波幅更大［８］。Ｒｕｚ研

究认为有意识词语与无意识词语间加工不同，当词被有意识感知时，出现Ｎ４００效应；而当刺激被掩饰，被试对词语无意识时，Ｎ４００效应消失［９］。Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ的实验进一步证明Ｎ４００反映有意识词语的加工［１０］。ＶａｎＢｅｒｋｕｍ研究了词在句子和语

篇水平的语义整合，发现词在语篇和单个句子中引出的Ｎ４００的时程、

波型以及头皮分布都相同，表明将词整合到句子和语篇水平的语境中没有差异［１１］。

２．１．２语言理解中句法加工和语义加工的关系Ｎ４００反映

了大脑语言理解过程中的语义加工，Ｇｕｎｔｅｒ等认为在加工的早期，句法和语义是独立加工；而在加工的晚期，句法和语义加工之间相互影响

［１２］

。但Ｐａｌｏｌａｈｔｉ在一项视觉语句理解实验

中发现，句法和语义不一致时，引出Ｐ６００成分和一个潜伏期在左前负波（ＬｅｆｔＡｎｔｅｒｉｏｒＮｅｇａｔｉｖｉｔｉｅｓ，简称ＬＡＮ）到Ｎ４００之间的负相成分［１３］，认为语句理解中句法加工和语义加工之间存在较早的交互作用，且左半球具有句法和语义整合加工的偏侧优势。Ｈａｇｏｏｒｔ研究发现语义不一致引出的Ｎ４００受句法不一致的影响；但句法不一致时引出的Ｐ６００不受语义不一致的影响［１４］。故认为句法的加工不依赖于语义场，而语义整合却受到句法加工的影响。Ｆｒｉｅｄｅｒｉｃｉ等研究听觉模式下语句结尾词语义不一致和（或）句法不一致时的ＥＲＰ，发现当语句结尾词语义和句法都不一致时只引出ＬＡＮ和Ｐ６００，未见

Ｎ４００波，认为句法加工在语义加工之前［１５］。可见，语言理解

过程中，句法加工对语义加工有影响，但影响的具体程度以及其中的脑机制还需进一步探讨。

２．２跨感觉通路的Ｎ４００研究

目前认为语言认知Ｎ４００有关研究结果

［１６］

不同可能与

有关，感觉通路间语义加工机制目前存在两种假说：转换假说认为，在视读或听读过程中，文字在各自通路加工后，从一个通路转换到另一个通路；共同语义系统假说认为，文字在各自知觉通路与词汇系统进行加工后激活一个共同的语义或概念系统。

２．３脑损伤病人语言认知Ｎ４００的研究

国外学者不仅将Ｎ４００运用于正常人语言认知的研究，

同时也对脑损伤语言障碍病人及失语病人进行相关研究，进一步探索语言加工的脑机制。

Ｊｕｎｋｏ等研究１１例轻度失语病人在执行词汇抉择作业

时的ＥＲＰ。结果显示，当靶词为非词和无关词时，失语病人和正常人都引出了Ｎ４００，但失语病人的Ｎ４００波幅小，潜伏期长，与正常人Ｎ４００的波幅和潜伏期均有显著性差异；具体词与抽象词间Ｎ４００亦存在显著差异，失语病人对抽象词反应

的错误率较高，反应时也较长；轻度理解障碍的失语病人对词的信息加工较慢，但在视觉模式下的词汇抉择任务中却表现出相对较快的词汇启动效应［１７］。Ｓｗａａｂ等研究１２例Ｂｒｏｃａ失语病人和１２例正常人在听觉模式下语句理解的差异性，认为Ｂｒｏｃａ失语病人的理解障碍是由脑内词汇信息整合加工延迟所致［１８］。

２．４Ｎ４００临床应用研究

有学者将Ｎ４００用于临床病人语言功能的评定，探讨其

ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｉｎｉｃａｌＰｓｙｃｈｏｌｏｇｙＶｏｌ．１４Ｎｏ．６２００６

临床应用价值。Ｍａｒｃｈａｎｄ和Ｄ’Ａｒｃｙ等将失语检查中图片－词听理解测验（ＰｅａｂｏｄｙＰｉｃｔｕｒｅＶｏｃａｂｕｌａｒｙＴｅｓｔ－Ｒｅｖｉｓｅｄ，简称

ＰＰＶＴ－Ｒ）计算机化，将图片作为启动刺激以视觉模式呈现，

词语作为靶刺激以听觉模式呈现，分别对１０例左半球损伤的病人进行ＥＲＰ实验，记录头皮Ｆｚ、Ｃｚ和Ｐｚ三点的Ｎ４００。结果发现，当词语和图片语义不一致时，引出Ｎ４００；且Ｎ４００和ＰＰＶＴ－Ｒ测验结果存在直线相关，故认为可以单独使用ＥＲＰｓ来评估病人的语言功能［１９］。

日本人Ｋｏｊｉｍａ等对１０例左半球损伤、右利手失语患者分别进行失语检查和ＥＲＰ测试。研究显示，与正常人相比，失语病人Ｎ４００潜伏期延长，Ｎ４００效应与口语理解成绩之间存在正相关关系，语言理解能力差的失语病人，Ｎ４００效应也低，且这一关系与病人的失语类型无关［２０］。认为，Ｎ４００是传

统失语检查的重要补充，临床可作为反映病人词汇语义受损严重程度的可靠指标。

３国内语言认知Ｎ４００相关研究

国内相关研究，主要限汉语语言研究，相关研究报道也

较少。由于汉字属于汉藏语系，与印欧语系的拼音文字不同，具有形、音、义特点，这种语系间的差异是否会导致其认知过程的不同，引起了国内学者的关注。

３．１汉字形、音、义的研究

董瑞国等研究了正常人汉字形、音、义的Ｎ４００变化，发

现汉字音、义的加工具有明显的脑偏侧化效应（右侧大于左侧），但在字形的加工过程中脑偏侧化效应却不明显，认为字形加工和音、义加工可能具有不同的脑机制［２１］。杨文俊等对汉语成语结尾字形、音、义的Ｎ４００研究后发现，异音异形组４００波幅最大、

潜伏期最长，故认为汉字Ｎ４００存在形、音、义的启动效应［２２］。吕勇等在听觉模式下研究汉语双字词的语义

启动和语音启动，发现启动词与目标词之间语义相关或语音一致时，Ｎ４００波幅较语义无关或语音不一致时降低，认为语义相关或语音一致都能改善对目标词的加工；目标词与启动词语义无关、语音一致时，Ｎ４００波幅较语义无关、语音不一致时降低，但目标词与启动词的首音相同比尾音相同时对语义的加工具有更大的干扰作用，表现为首音相同时Ｎ４００峰潜伏期提前［２３］。这些研究都表明了脑内汉字形、音、义加工的复杂性，有关此方面研究有待进一步深入。

３．２汉语词语和句子的Ｎ４００研究

陈璇等在视觉模式下，研究汉语成语结尾字和汉语句子

结尾词与前面成语或句子匹配与不匹配时的Ｎ４００，发现不匹配组较匹配组Ｎ４００的波幅高、潜伏期长。并认为Ｎ４００广泛分布于大脑皮层各区，且左侧比右侧波幅偏高［２４，２５］。张钦等研究视觉模式下名词与动词加工的ＥＲＰ差异，及表示身体活动动词与心理活动动词加工的ＥＲＰ差异［２６，２７］，结果发现，３００

～４００ｍｓ（即Ｎ４００）时窗，名词比动词诱发的ＥＲＰ更负，表示身体活动动词比表示心理活动动词诱发的ＥＲＰ更负，名词与动

词的差异主要存在于左、右半球的额叶和颞叶。

此外，李荣宝等对母语为汉语的汉英双语者语义加工过程的研究表明，Ｎ４００的语义一致性效应不但存在于语言内（启动语言和目标语言为同一语言）的语义整合过程，而且也存在于语言间（启动语言和目标语言为不同语言）的语义整合过程［２８］；不同的是，作为母语的汉语诱发的Ｎ４００潜伏期显

“通路特异性加工”中国临床心理学杂志２００６年第１４卷第６期著短于英语。故认为母语为汉语者对汉语的语义加工速度快于对英语的加工。那么，对母语为英语或其他语言，习得语言为汉语者，脑内两种语言的语义加工是否相同，还是存在差异？大脑对两种语言的加工是否存在偏侧化优势？诸多问题还需要进一步的研究得以证实。

４结语

目前研究表明，事件相关电位Ｎ４００反映了大脑语言理解过程，具体反映哪一加工过程，至今仍有争论。至于语言的其他功能如阅读、书写、表达是否也与Ｎ４００有关，这一点尚不清楚。由于语言认知过程脑机制的复杂性，运用Ｎ４００进行脑语言认知的研究将不断深入。

目前关于Ｎ４００的研究大都来自印欧语系的西文文字，以汉藏语系—汉语为材料的相关研究较少，对汉语语言认知

Ｎ４００的研究有待于进一步探索。至于其他语系研究未见相

关报道。因此，对其他语系研究在语言认知中仍然具有重要意义。

国内外关于Ｎ４００的研究多以正常人为被试，对脑损伤后语言障碍和失语症病人的研究相对较少。因此，关于Ｎ４００的临床应用价值将是今后研究者们不断探索的课题。

参

考

文

献

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