语言是人类交流的重要工具,也是人类文明保存和传承的重要载体。人类大脑加工语言的神经机制,是近现代脑研究技术发明以后兴起的重要研究领域。语言的认知神经科学研究可以分为听觉言语感知(speech perception)研究和言语输出(speech production)研究,视觉语言文字的感知和输出研究。在言语认知研究领域,近二十年来最大的进展是发现了言语声音在大脑中的长时程记忆痕迹(long-term memory traces)。一系列的实验结果发现了听觉言语单元,如元音(vowel)、音节(syllable)、词(word)和动词短语(phrasal verb)等在大脑中的长时程记忆痕迹。这些长时程记忆痕迹在言语信号进入大脑后被迅速激活,是大脑进一步加工理解复杂言语信号的基础。词在大脑中的长时程记忆痕迹以芬兰语为实验材料被首先发现。后来以英语和德语等为实验材料进一步验证。这些实验都是以被动oddball范式呈现听觉言语刺激,当真词作为偏差刺激时诱发的失匹配负波(mismatch negativity, MMN)比伪词作为偏差刺激时诱发的失匹配负波幅度更大,反映了真词在大脑中长时程记忆痕迹的激活。到目前为止,词的长时程记忆痕迹研究都是以非声调语言(non-tonal language)中的词为实验材料。这些词都是由音段音位(segmental phoneme)构成,而没有超音段音位(superasegmental phoneme)的参与。然而,世界上已发现的六千多种语言中绝大部分(60-70%)属于声调语言(tonal language)。在声调语言中,音节(syllable)的基频(fundamental frequency, f0)轮廓可以决定词义(word meaning),这样的基频轮廓称为声调(tone)。声调信息和音段(segment)信息(包括辅音和元音)是并行进入听觉系统的,并且一个声调可以跨越多个音段,因此声调是典型的超音段音位。本研究所要回答的问题是声调作为超音段音位是否也参与了词的长时程记忆痕迹的形成和激活。在本研究中,18名以汉语普通话为母语的受试者参与了研究。两个汉语单音节([huo4]和[kuo4])作为标准刺激(每一个的出现概率是41.67%),四个汉语双音节([huo4da2],[kuo4da4],[huo4da4]和[kuo4da2])作为偏差刺激(每一个的出现概率是4.17%),以被动的oddball范式通过耳机呈现给受试者。四个作为偏差刺激的双音节中,第二个音节所携带的声调决定了该双音节是真词([huo4da2],[kuo4da4])还是伪词([huo4da4],[kuo4da2])。实验结果发现,真词诱发的听觉事件相关电位(auditory event-related potential, AERP)比伪词诱发的听觉事件相关电位在真词的词识别点(word recognition point)之后的164毫秒附近出现显著的负向偏转。这个负向偏转反映了真词在大脑中的长时程记忆痕迹的激活。根据实验结果可以推测,在语言习得过程中,声调信息和音段信息一同参与了大脑中词的长时程记忆痕迹的形成。同样,在言语感知过程中,声调信息和音段信息一同参与了词的长时程记忆痕迹的激活。并且,声调语言词的长时程记忆痕迹激活的峰值发生在词识别点之后的164毫秒,同非声调语言词的长时程记忆痕迹激活的峰值时间一致(词识别点之后的约150毫秒),说明声调语言和非声调语言词的认知神经加工机制可能是相同的,声调与音段并行进入听觉系统并没有影响大脑感知词的时间进程。