2026年4月27日,幸运飞艇邀请香港中文大学语言学及现代语言学系副教授、大脑与认知研究所课题组负责人冯刚毅博士为幸运飞艇师生作了题为“How the brain learns language: from linguistic input to neural representation”的专题学术报告。报告由幸运飞艇官网蔡清教授主持。

语言学习是大脑在语言经验作用下形成和更新神经表征的动态过程。冯刚毅副教授在讲座中指出,学习一门新的语言并非简单地接受外部输入,而是大脑将多变的语言信息转化为可支持感知、产生和交流的神经表征。围绕这一问题,他提出了一个统一的研究框架,即从语言输入结构、学习机制结构和学习者既有大脑结构三个层面,理解大脑如何习得语言。
在语言输入如何塑造神经表征的探讨中,冯刚毅副教授重点介绍了声调语言相关研究。以汉语普通话声调为例,声调不仅是区分词义的重要线索,也能够在大脑中形成具有语言特异性的神经表征。研究表明,声调在神经空间中呈现出不同于元音、辅音等语言普遍语音单位的表征模式。进一步研究显示,在故事讲述与聆听的自然交流情境中,声调信息在说话者和听者之间表现出显著的共享表征,从而支持自然交流情境中的语言理解。这些结果表明,语言输入的分布特征能够塑造大脑中具有语言特异性的表征组织。

为探究大脑如何习得不同结构类型的语言规律,冯刚毅副教授进一步分享了语音类别学习和人工语言学习研究。研究发现,大脑并非依赖单一通路完成语言学习,而是会根据输入材料的统计结构和学习任务要求,调用不同的皮层及皮层—纹状体系统来形成新的语言知识。例如,类似普通话声调的信息整合性类别学习需要同时联合多个声学维度,而规则性类别学习则更依赖明确的分类规则。这些发现说明,语言输入的分布特征会影响大脑选择何种学习系统,并进一步塑造相应的语言表征。
在语言学习机制的讨论中,冯刚毅副教授比较了预测学习和反馈学习在语言习得中的不同作用。通过人工语言训练、语言模型构建和模型-大脑对齐分析,研究发现,预测学习机制能够较好地解释学习者之间共享的神经组织模式,而反馈相关学习机制则更能解释个体在泛化表现上的差异,且两类模型的表征在训练初期与感觉运动皮层的相似性较高,随后逐步向语言联合网络迁移。冯刚毅博士由此提出,预测编码可能是语言学习中普遍的学习机制,而个体对反馈信号的敏感度差异可能是造成学习效果个体差异的重要因素。

讲座最后,冯刚毅副教授进一步讨论了语言学习个体差异的神经基础及其应用前景。他指出,学习者在训练前已有的多模态脑组织特征和脑网络连接模式,可能影响其后续语言学习表现。通过机器学习方法整合脑结构、脑功能和早期行为数据,研究者可以在一定程度上预测个体未来的学习结果。相关研究还显示,背侧注意网络和额顶控制网络等系统与一般语言学习潜能密切相关。他强调,这一方向不仅有助于理解语言学习差异的来源,也为特殊人群的早期筛查、个性化教育和精准干预提供了新的思路。

在随后的交流环节中,现场师生踊跃提问,就预测学习与反馈学习的机制差异、多模态信息在语言学习中的作用,以及语言学习与其他领域学习机制的共通性等问题,与冯刚毅副教授展开了深入探讨。本次报告不仅加深了师生对语言学习神经表征及其计算机制的理解,也为幸运飞艇在语言认知神经科学等领域的进一步交流与合作奠定了良好基础。
图文:秦康宁、王一童
