PsyBrain 腦心前沿 | 公眾號(hào) PSY-Brain_Frontier

一鍵關(guān)注，點(diǎn)亮星標(biāo) ??

不錯(cuò)過(guò)每日前沿資訊

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)前沿文獻(xiàn)分享

基本信息

Title:Accented speech modulates multiple event-related potential components across multiple levels of language processing

發(fā)表時(shí)間：2025.12.21

發(fā)表期刊:Communications Psychology

獲取原文：

1. 添加小助手:PSY-Brain-Frontier即可獲取PDF版本

研究背景

當(dāng)你正在聆聽(tīng)一位帶有濃重口音的陌生人說(shuō)話(huà)，你的大腦中會(huì)發(fā)生什么呢？起初，你可能覺(jué)得稍顯吃力，但神奇的是，僅僅過(guò)了幾分鐘（甚至幾秒鐘），你的大腦似乎就“自動(dòng)校準(zhǔn)”了頻道，不僅能流暢理解對(duì)方的意思，甚至能在嘈雜環(huán)境中準(zhǔn)確捕捉每一個(gè)詞匯。

這種日常生活中習(xí)以為常的現(xiàn)象，在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域卻引發(fā)了一個(gè)被稱(chēng)為“可塑性與穩(wěn)定性悖論”的深刻難題。一方面，為了理解帶有口音的變異語(yǔ)音，我們的大腦必須具備極高的可塑性，能夠迅速調(diào)整對(duì)語(yǔ)音特征的預(yù)期；另一方面，這種調(diào)整必須足夠謹(jǐn)慎，不能破壞我們長(zhǎng)期建立的母語(yǔ)語(yǔ)音范疇的穩(wěn)定性。如果為了適應(yīng)一個(gè)人的口音而徹底重組了我們大腦中的語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)我們?cè)俾?tīng)到標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音時(shí)，豈不是會(huì)亂套？

為了解開(kāi)這個(gè)謎題，科學(xué)家們提出了兩種可能的假設(shè)：一種是“重構(gòu)說(shuō)（Restructuring）”，即聽(tīng)者會(huì)完全重寫(xiě)聲音到類(lèi)別的映射規(guī)則；另一種是“降權(quán)說(shuō)（Downweighting）”，即聽(tīng)者會(huì)選擇性地忽略那些在當(dāng)前口音中變得不可靠的語(yǔ)音線(xiàn)索，降低其權(quán)重。

為了驗(yàn)證大腦究竟采取了哪種策略，來(lái)自德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)，利用高時(shí)間分辨率的腦電技術(shù)（EEG），通過(guò)經(jīng)典的“beer”與“pier”極小對(duì)立詞范式，深入探究了大腦在處理陌生口音時(shí)，從感知覺(jué)早期到?jīng)Q策晚期的動(dòng)態(tài)神經(jīng)機(jī)制。

Fig. 1 | Baseline categorization block.

研究核心總結(jié)

本研究利用事件相關(guān)電位（ERP）技術(shù)，系統(tǒng)追蹤了聽(tīng)者在適應(yīng)人工合成口音（將基頻 F0 與嗓音起始時(shí)間 VOT 的相關(guān)性反轉(zhuǎn)）時(shí)的神經(jīng)動(dòng)態(tài)變化。研究結(jié)果有力地支持了“線(xiàn)索降權(quán)（Cue Downweighting）”機(jī)制，并揭示了這一過(guò)程是如何在語(yǔ)言處理的多個(gè)層級(jí)上級(jí)聯(lián)發(fā)生的。

Fig. 2 | Active exposure categorization.

核心發(fā)現(xiàn)：大腦并未“重寫(xiě)”規(guī)則，而是“忽略”了干擾

行為學(xué)數(shù)據(jù)顯示，在標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)音（Canonical）條件下，聽(tīng)者會(huì)同時(shí)利用 VOT 和 F0 兩個(gè)線(xiàn)索來(lái)區(qū)分單詞；然而在口音（Accented）條件下，聽(tīng)者并沒(méi)有像“重構(gòu)說(shuō)”預(yù)測(cè)的那樣反轉(zhuǎn)對(duì) F0 的映射規(guī)則，而是表現(xiàn)出對(duì) F0 線(xiàn)索的感知依賴(lài)性顯著降低。這意味著，面對(duì)偏離常態(tài)的口音線(xiàn)索，大腦選擇的策略是降低其功能相關(guān)性，而非修改底層的語(yǔ)音范疇映射。

Fig. 3 | Neural results for passive exposure.

神經(jīng)機(jī)制：從初級(jí)聽(tīng)覺(jué)皮層到高層語(yǔ)義的級(jí)聯(lián)調(diào)整

EEG 結(jié)果揭示，這種適應(yīng)性調(diào)整并非發(fā)生在單一階段，而是貫穿了從聽(tīng)覺(jué)編碼到語(yǔ)義決策的全過(guò)程：

• 亞音素級(jí)編碼（N1, ~100ms）： 適應(yīng)效應(yīng)在刺激呈現(xiàn)后僅100 毫秒左右的早期聽(tīng)覺(jué)皮層階段即已出現(xiàn)。在標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)境下，F(xiàn)0 差異會(huì)引發(fā)顯著的 N1 波幅變化；但在口音語(yǔ)境下，這種基于 F0 的亞音素編碼差異被顯著削弱甚至消失。這表明，短期統(tǒng)計(jì)規(guī)律在極早的感知階段就已開(kāi)始調(diào)節(jié)神經(jīng)編碼的敏感性。

• 音系級(jí)加工（MMN, ~200ms）： 在反映前注意階段語(yǔ)音偏離檢測(cè)的失匹配負(fù)波（MMN）上，研究發(fā)現(xiàn)口音語(yǔ)境下的 MMN 波幅顯著減弱。這說(shuō)明大腦在音系加工階段，通過(guò)“神經(jīng)中和（Neural Neutralization）”機(jī)制，抑制了對(duì)不可靠聲學(xué)線(xiàn)索的自動(dòng)檢測(cè)。

• 詞匯-語(yǔ)義及決策級(jí)加工（LN & LPC）： 這種降權(quán)效應(yīng)進(jìn)一步傳導(dǎo)至晚期的晚期負(fù)波（LN）和晚期正成分（LPC）。在口音條件下，F(xiàn)0 差異不再能有效調(diào)節(jié)這兩個(gè)反映詞匯通達(dá)和分類(lèi)決策的成分。值得注意的是，口音條件誘發(fā)了整體波幅更高的 LPC，提示雖然大腦通過(guò)降權(quán)策略維持了穩(wěn)定性，但在處理模糊語(yǔ)音時(shí)仍需通過(guò)增加認(rèn)知負(fù)荷和后詞匯處理需求來(lái)完成任務(wù)。

Fig. 4 | Neural results for active exposure.

總而言之，本研究不僅通過(guò)實(shí)證數(shù)據(jù)解決了“適應(yīng)機(jī)制”的理論爭(zhēng)議，更具有重要的理論價(jià)值：它證明了人類(lèi)的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)基于維度的統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)（Dimension-based Statistical Learning），靈活地調(diào)節(jié)特定聲學(xué)維度的感知權(quán)重。這種機(jī)制完美地平衡了神經(jīng)可塑性與表征穩(wěn)定性：既通過(guò)快速忽略不可靠信息適應(yīng)了當(dāng)下的陌生口音，又保護(hù)了長(zhǎng)期建立的母語(yǔ)語(yǔ)音表征不受干擾，從而實(shí)現(xiàn)了高效且穩(wěn)健的跨口音言語(yǔ)識(shí)別。

Abstract

Accents are ubiquitous in spoken communication, and while listeners can rapidly adapt to accented speech, the neural mechanisms supporting this flexibility remain poorly understood. Successful adaptation requires developing new sound representations without compromising the stability of long-term speech norms. This delicate balance between plasticity and stability illustrates a fundamental challenge faced by all cognitive systems. To investigate how the brain manages this trade-off, we recorded electroencephalographic activity from 23 native English speakers as they categorized words produced in either canonical American English or an unfamiliar accent. We contrasted two potential mechanisms: one in which listeners fully restructure their sound-to-category mappings to reflect accent-specific pronunciations, and another in which they downweight the functional relevance of sounds that deviate from long-term expectations. Listeners relied on short-term speech regularities to reduce perceptual weighting of acoustic dimensions that did not conform to the canonical norm. Consistent with this perceptual shift, we observed less robust neural encoding of sound differences along the downweighted dimensions. Notably, these adaptive neural adjustments emerged as early as 100 milliseconds, at latencies associated with subphonemic auditory processing, and persisted through later stages linked to phonological and post-phonological processing. These findings indicate that rapid adaptation to unfamiliar accents involves downweighting the functional relevance of sound cues based on short-term input statistics, rather than fully restructuring native sound-to-category mappings. This mechanism enables flexible adjustment to novel speech inputs while preserving long-term linguistic representations, illustrating how the auditory system negotiates the trade-off between plasticity and representational stability.

前沿交流|歡迎加入認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)前沿交流群！

核心圖表、方法細(xì)節(jié)、統(tǒng)計(jì)結(jié)果與討論見(jiàn)原文及其拓展數(shù)據(jù)。

分享人：飯哥

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部