语言神经生物学，幸福的生物机制，我们都知道

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

本文经授权转载自“科学书院”
封面：Matt Chinworth
语言和大脑
语言连接起了世界。在科学界，16世纪的通用语是拉丁语，20世纪的通用语则成了英语，谁也不知道未来哪种语言将成为通用语。安吉拉D.弗里德里希（Angela D.Friederici），国际著名语言认知神经科学家
2003年11月，安吉拉D.弗里德里希参加了由慕尼黑大学的Ernst Poeppel与北京大学的同人在北京大学举办的首次中德研讨会。在这次研讨会上，中国科学家与德国科学家各占一半，大家用英语进行学术交流。
在该研讨会中，弗里德里希报告了在句法和语义信息加工方面的电生理研究工作，介绍了“句子理解三阶段”模型：第一步是早期句法结构的构建；第二步是语义关系的构建；第三步是句法和语义信息的最终整合。
在书中，她试图为世界各地不同实验室进行的许多研究提供连贯、综合的描述。尽管这些研究使用了不同的语言，采用了不同的测量方法，如脑电图、脑磁图或者功能性磁共振成像，但这些数据提供了一幅连贯的图景。
这些数据表明，特定的语言功能和大脑之间的关系并非随机的，而是颇具系统性的，从而不同语言之间可以进行归纳、概括。
因此，语言的神经生物学基础似乎是普遍的，这表明人类语言具有遗传基础。
最近又了解到，普遍的语言网络为特定语言的终生使用所调节，这支持了生物预设的语言系统和语言环境二者相互作用下产生语言的观点。
这一观察结果确实需要进一步研究，本书或许能够为这一事业提供指导。
《人类语言的大脑之源》
【美】桑贾伊•古普塔（Sanjay Gupta）著
陈路遥等译
出版社：科学出版社
ISBN 9787030714350
出版日期 2022年1月
开本 B5 装帧平装
定价 99.00元
图书试读：语言-大脑关系简史
在历史上，Franz Gall（1758—1828）是第一个提出认知功能和大脑特定区域之间存在联系的人，他假设语言位于左侧额叶。1836年，Dax发表了一次演讲，其根据对大脑左半球损伤导致的语言障碍的观察，认为左半球与语言有关（Dax，1836）对语言确实在大脑特定部位进行表征的首个有记载的实证证据是19世纪晚期的一个临床案例。这一著名的病例是法国科学家Broca的病人。据描述，这位患者在语言产生方面存在严重缺陷，因为他只能发出“tan”这个音节。Broca很好地描述了这个患者的语言行为，但为了报告语言与大脑的关系，当时的神经科医生不得不等到患者死后进行大脑尸检。在尸检中，神经科医生在死者的左侧额下回发现了“Tan 先生”的脑损伤区域，该区域在今天被称为Broca区（Broca，1861）（图1）。若干年后，来自弗罗茨瓦夫的Carl Wernicke描述了一些语言理解障碍的患者（Wernicke，1874）。这些患者被发现在左侧颞叶皮层有病变，病变区域如今被称作Wernicke区（图0.1）。根据这些描述，Broca区被认为支持语言产生，而Wernicke区被认为支持语言理解。这些脑损伤是由中风引起的——在这些病例中是缺血性中风，其中血管将血液输送到特定的脑区时被阻塞，导致相应区域的神经元死亡。后来，这些语言缺陷分别被命名为Broca失语症（Broca’s aphasia）和Wernicke失语症（Wernicke’s aphasia）。语言的神经解剖。大脑左半球的解剖与细胞构筑细节。顶部：不同脑叶（额叶、颞叶、顶叶、枕叶）边界由不同颜色标记。与语言相关的主要脑回［额下回（IFG）、颞上回（STG）、颞中回（MTG）］用不同颜色标记，STG与MTG之间的颞上沟（STS）用星号标记。编号标记语言相关的Brodmann（BA）分区，这由Brodmann（1909）根据细胞构筑特征定义。坐标（见左下方）标示脑叶或BA中脑回的上（背侧）、下（腹侧）位置（例如，颞上回，BA44区上部）。水平坐标标示脑回的前部（喙部）、后部（尾部）位置（如颞上回前部）。Broca区包括额下回岛盖部（BA44区）和额下回三角部（BA45区）。位于Broca区前部的是额下回眶部（BA47区）。额叶岛盖（frontoparietal operculum，FOP）位于BA44区和BA45区的腹内侧。前运动皮层（premotor cortex，PMC）位于BA6 区。Wernicke区被定义为BA42区和BA22区。初级听觉皮层（PAC）与Heschl回分别处于颞叶上部外侧到内侧的位置。白质纤维束，即连接语言相关脑区的背侧和腹侧通路由彩色箭头所示（见右下方）。
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Friederici. (2011). The brain basis of language processing:
From structure to function. Physiological Reviews, 91(4), 1357-1392
最初，对语言缺陷的各自分类以患者临床观察期间的语言产出和理解能力为基础。主要存在语言输出缺陷的患者通常以电报的方式讲话，省略了所有的功能词，因此句子听起来像电报，就好像语法消失了一样，这种症状被称为“失语法症”（agrammatism）（Pick，1913）。相反，如Wernicke所描述的，主要表现为理解缺陷的患者会产生他人不易理解的句子。这些患者经常产生成分错误交叉或未完成的话语。例如，考虑一下以下德语中的话语及其英语字面翻译：“und ich nehme auch an dass das mit dem Sprechen oder was sonst überall，also das da，das ist es，sonst anders als die Beine so was hat ich keine/ and I suppose also that this with the speaking or what else overall，this one，this is it，diff erent to the legs that one I did not have.”（“我想也这个跟说或者其他什么总的来说，这个，这是它，不同于那些我没有的那一条腿。”）这种症状被称为语法倒错性障碍（paragrammatism）（Kleist，1914；Jakobsen，1956）。
直到20世纪70年代末和80年代初，神经学家才能够在活体内观察患者的大脑。只有在新成像技术出现之后，在活着的患者中描述其语言行为与大脑损伤之间的关系才成为可能。随着神经影像学方法的进步，语言学和心理语言学理论也有了重要的发展，这使得对Broca区负责语言产生、Wernicke区负责理解的经典观点进行了修正。当开展更多基于语言和心理语言学理论的精细测试研究时，人们对Broca 区和Wernicke区功能的经典观点进行了修正，测试结果需要在功能上对这些脑区进行重新定义（Zurif et al.，1972；Caramazza & Zurif，1976）。结果发现，Broca失语症患者不仅在语言产生方面存在问题——他们说的是一种漏掉所有功能词的失语法电报式语言——而且在面对语法复杂的、理解依赖于功能词的结构时，他们的语言理解也存在问题。例如，被动句——“The boy was pushed by the girl”（“男孩被女孩推了”），在只加工实词“boy pushed girl”（“男孩推了女孩”）时就会出错。这些观察结果引出了这样一种观点：在语言产生和理解过程中，Broca区负责语法加工。对Wernicke 区的功能解释也发生了类似的转变。研究发现，Wernicke失语症患者不仅在理解话语的意义方面存在缺陷，而且在产出的词汇选择方面也存在问题，这引出的观点是，Wernicke区所在的颞叶皮层支持词汇-语义加工过程。因此，正是语言学和心理语言学理论建构带来了关于语言与大脑关系的新见解。这些研究首次表明，语言的不同子成分，如语法和词汇，可能在大脑中有不同的定位。
20世纪末，随着神经科学新方法的发展，语言与大脑的关系可以在活体被试加工语言时被观察到。如今，语言网络可以被描述为由大脑左、右半球的一些皮层脑区组成。在某些皮层下结构（subcortical structures）的参与下，这些皮层脑区适时地相互作用。这些皮层下结构并非为语言所特有，但可以作为语言网络与其感觉输入系统（例如，听觉语言的听觉皮层和手势语的视觉皮层）及输出系统（例如，发音或者做手势的运动皮层）之间的关系系统。在这本书中，我主要关注神经语言网络的皮层区域，并将讨论它们在成人大脑和儿童尚在发育的大脑中特定的语言功能。
名家推荐
David Poeppel
纽约大学心理与神经科学教授，马克思·普朗克研究所神经科学系主任
Friederici对过去数十年语言神经生物学基础研究工作进行了大师级总结，全面阐释了语言这一人类最复杂的运算功能的神经组织方式，观点详尽且鲜明。对任何感兴趣于语言的大脑表征与加工的读者而言，此书乃必读佳作。
丁国盛
北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授
此书立足语言认知神经科学的最新前沿和Friederici教授多年的研究积累，是该领域最新的重要著作之一，将为中国读者了解该领域提供重要途径，所以郑重推荐！
Cathy J. Price
伦敦学院大学认知神经科学教授
Friederici对过去数十年语言神经生物学基础研究工作进行了大师级总结，全面阐释了语言这一人类最复杂的运算功能的神经组织方式，观点详尽且鲜明。对任何感兴趣于语言的大脑表征与加工的读者而言，此书乃必读佳作。
卢春明
北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授
该书汇集了Friederici教授三十多年的成果，阐释了人类语言认知神经机制的诸多问题，极具理论学术价值。谨向广大读者大力推荐！
吴金闪
北京师范大学系统科学学院教授
任何对语言与大脑感兴趣的读者都有必要阅读本书。同时，你还可以在阅读中体会到处理复杂系统的典型思维方式——分解和综合：尽可能地把每一个侧面独立出来找到相应的结构和活动，然后整合起来。
适用人群
1、语言学、心理学、神经认知科学领域的本科生、研究生、科研人员；
2、人工智能和语言治疗等领域的本科生、研究生、科研人员。
《人类语言的大脑之源》基于Friederici教授及其团队多年潜心研究成果，为解释人类语言内诸多要素的加工与互动方式及其神经认知机制提出了极具世界影响力的语言神经认知加工模型，为语言加工各环节的神经认知机制提供了精当的理论阐释。
全书以大量实验数据为主，配以丰富的神经影像学图谱，用语简赅，逻辑清晰，以问题或案例导入的方式启发读者思考，最后还配以主要观点的总结和术语概念诠释，帮助读者进一步整合知识，无疑是一部读者友好型的语言神经认知科学上乘之作。英文原版于2018年荣获美国“专业与学术卓越成就奖”（PROSE Award）。
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幸福
人类对幸福的感受与追求，是漫长进化过程赋予人类的本能。人类的愉悦感和幸福感，这一人类复杂而奇妙的本能来自生物进化，来自达尔文发现的遗传变异法则与物竞天择的进化机制。深入一点说，来自进化产生的人类大脑及其多个相关的神经回路，更深的层次则是来自进化产生的众多相关基因与蛋白质功能的集合。梁宋平，教授、博士生导师，现为《生命科学研究》杂志主编
“幸福”一词是我们接触最多的词语之一，待到上中学时，我对究竟什么是幸福产生了好奇，它似乎有一种神秘感。从那以后，我常关注书籍和杂志上讨论有关幸福和幸福感的问题。
后来这些年获得的生命科学知识，特别是有关达尔文进化论、基因和蛋白质的功能以及大脑神经生物学的知识告诉我，至少以下这一点是合乎生物学逻辑的，即人类对愉悦和幸福的感受一这种复杂的、奇妙的，甚至似乎神圣的感觉，是亿万年进化过程赋予人类的一种本能，如同我们人类的其他本能，如疼痛感、危险感、视觉、听觉以及语言功能一样，是一种进化中形成的，有利于人类生存适应、在自然选择中胜出的本能，是与人的某些基因和蛋白质功能相关的，也是与大脑的神经元核团结构及某些神经元回路相关的，是可以被科学研究的。
幸福与幸福感的概念有所不同，幸福感或者说对愉悦和幸福的感受能力，是与生物科学相关的，是有其生物学基础与机制的，是有其生物进化上的由来的，很可能源自最早的低等动物为促进生存能力而产生的反馈激励机制，并伴随动物神经系统与大脑的进化而发展形成的。
实际上，对人类而言，与本书主题“幸福感的由来”关联的一个重要概念是，每个人感受幸福的能力源自数亿年漫长进化过程中逐渐形成的人类大脑，每个人追求幸福的行为也发自大脑，可以说大脑的神经生物学活动决定了我们人生的愉悦与幸福。
本书试图梳理动物与人类神经系统的进化发展过程，特别是有关大脑是如何让我们感受和追求幸福这一领域目前研究发现的一些科学线索。
《幸福感的由来》
梁宋平著
出版社：科学出版社
ISBN 9787030703224
出版日期 2022年2月
开本 B5 装帧平装
定价 99.00元
图书试读
我们现在知道的是，人类对愉悦和幸福的感知与追求的功能，经历了漫长的进化过程。
大量实验研究证明，动物也能感受愉悦与快乐。很多动物的愉悦情绪的表达在达尔文的另一伟大著作《人类和动物的表情》中有生动的描述。达尔文在该书中提到：“所有各种动物，在获取自己的一切愉悦的事情的时候，都做出活跃的动作，而且长时间做出这种活跃动作……生动的愉快就会很容易地在肌肉动作中表现出来。”动物的很多行为是为了获得愉悦与快乐所驱使的。学术界目前认为，人类的愉悦感和幸福感是从动物也具有的愉悦感进化来的。20世纪中期以来，对很多不同进化水平的动物的神经生物学研究发现，动物感受快乐的机制之一发生于其大脑中以中脑富含多巴胺能神经元为主轴的奖赏回路（reward circuit），奖赏回路也称为愉悦回路（pleasure circuit），其机制是使得动物在做出有利于个体与物种生存的行为（如进食与性交）时感觉愉悦。奖赏回路在大脑的解剖学上有明确的定位，相关的脑区结构与神经元连接方式已有较清晰的描述，这种奖赏机制的进化可追溯到7亿年前的低等动物。
动物也能感受到愉悦，可归因于与人类共有的以中脑多巴胺能神经元为主的奖赏回路和与情绪相关的大脑边缘系统。然而，人类从类人猿开始经过近400万年进化形成了特有的大脑新皮层，特别是前额叶皮层的功能，使人类的奖赏系统在动物的基础上发生了质的提升，不仅将动物也具有的愉悦感受提升到更有时间维度、更带有认知成分的幸福感，而且使人可以体验到人类独有的幸福，如视觉美感、音乐、心流、幽默、创造、发现、行善等带来的幸福感，乃至成就自我、实现人生意义的幸福感。
需要提出的是，人类和动物感受愉悦的机制并非只有中脑多巴胺奖赏系统这一种，进化中来自不同方面自然选择压力的存在，导致动物和人类在漫长的进化过程中产生多种与情绪、情感及心理状态相关的系统，如与情绪相关的血清素系统、与爱和情感相关的催产素系统、与愉悦感相关的内啡肽-阿片受体系统等，它们都和人类的愉悦感与幸福感相关。这些系统的关键神经递质和蛋白质受体及其功能机制，以及大脑中的神经元回路是与多巴胺系统有区别的，它们之间有着紧密的联系。
我们可以从前面引用的弗朗西斯·克里克的话做出推断，人类对幸福的感受和追求，本质上与人类大脑中亿万神经元细胞及相关突触的联结方式和集合性行为相关联，与大脑中表达的众多复杂的蛋白质机器的结构与功能相关联。现代生命科学，特别是生物化学与分子生物学以及脑科学知识告诉我们，我们每个人的体内都有一个与愉悦感相关的蛋白质阵列，我们的大脑中有几个导致愉悦感的特殊回路，我们有一个多个脑区结构参与、亿万级神经元组合形成的愉悦系统或幸福系统。正如我们生来就有说话的能力一样，我们也生来就有感觉愉悦和幸福的能力。这是亿万年进化赋予我们的，形成这种能力的基本因素已写入人类基因组中。
名家推荐
舒德干
中国科学院院士
该书既是一本可读性极强的科学书籍，也是一本能给人们生活理念带来启迪的哲理书籍，催人积极向上，理解幸福真谛，提升人生价值，故而我向读者鼎力推荐。我相信，如同我本人的感受，您读完此书，定有诸多收获，心旷神怡。
适用人群
1、分子生物学、神经生物学、心理学、教育学等相关领域的学生和学者
2、想要追寻幸福的根源、理解幸福感生物学机制的人
3、想要提升幸福感，追求人生内在真谛的人请加入