一個由認知科學家和醫生組成的團隊發現，失語症患者使用不同的認知工具來彌補語言缺陷。好萊塢著名演員布魯斯·威利斯（Bruce Willis）最近宣布息影，使公眾廣泛關註失語症這一神經系統疾病。雖然幾乎每個人都會偶爾為找不到正確的詞或被句子而掙扎，但失語症患者可能完全失去理解語言的能力。
雖然威利斯還沒有證實，但一些醫生懷疑他可能患有一種特別殘酷和退化的形式，稱為原發性進行性失語症（PPA）。
科學家們早就知道PPA有幾種亞型。有些類型伴隨着詞彙障礙，影響一個人獲取詞彙的能力，而其他類型則導致句法障礙，使其難以構建句子。
來自麻省理工學院和麻省總醫院（MGH）的認知科學家和醫生，作為一個合作團隊，現在已經開發出一種量化的方法來識別這些不同的缺陷。在這個過程中，他們闡明了大腦在說話時在語法和詞彙之間進行的基本權衡。他們的研究結果顯示，有語法缺陷的PPA患者使用更豐富、更複雜的詞彙來彌補他們的語法障礙，反之亦然。
這些結果最近發表在《美國國家科學院院刊》上。
該研究的資深作者、麻省理工學院大腦和認知科學教授Edward Gibson表示，這是了解大腦的語言中心如何獨立處理語法和詞彙的關鍵第一步。
該研究還揭示了對健康大腦功能的新認識。該研究的主要作者、MGH的神經精神病學家Neguine Rezaii說：“從病人的缺陷中，我們能夠找到健康語言生產中的一個基本屬性。”她補充說，改進識別失語症患者缺陷的方法可以幫助增加疾病診斷的機會，並讓我們了解其他神經系統疾病如何影響語言生成。
測量複雜性
根據之前對中風引起的失語症患者的研究，科學家們假設PPA患者的語言模式會反映出複雜的單詞和句子之間的這種權衡。例如，如果一個人想不起帆船這個詞，他們可能會構建一個更迂迴的短語–例如，“在水中隨風移動的東西”–來表達他們的意思。
為了衡量詞彙的複雜性，科學家們依靠一個公認的概念，即詞頻。高頻詞–“the”是一個典型的例子–是那些更常用的和容易獲得的詞。相比之下，低頻詞是那些不太熟悉的、通常比較豐富的詞，而且對於失語症患者來說，是第一個要消失的詞。Gibson舉了一個zebu（瘤牛）與zebra（斑馬）的例子。兩者都是在非洲發現的有蹄動物，但其中一個詞需要查看字典。
為了量化不同單詞的頻率，研究人員分析了一個名為Switchboard的數據庫，該數據庫由500多個美國英語使用者的隨機電話交談組成。他們編輯掉了正常講話中典型的口吃、錯誤和錯誤的開始，然後分析了不同單詞出現的頻率。
不過，以前沒有對句法複雜性的同等測量。Rezaii說：“對於單詞，我們一直有單詞頻率，但語法頻率是這個項目的新東西。”
在分析Switchboard時，研究人員還根據每個單詞的語音類型對其進行分類，以創建一個可能的語法規則的龐大列表。主語+動詞（”她離開了”）是一種常見的結構。主語+動詞+賓語（”她離開了他們”）則是另一種。有了他們的可能規則清單，該團隊可以量化不同句子結構和句法的頻率，以獲得一個與詞頻相當的衡量標準。
量化取捨
有了他們的衡量標準，研究小組要求參與研究的人描述醫生有時用來診斷失語症的場景：一幅繁忙的家庭野餐圖。然後，研究人員為每個參與者計算出每個句子的平均詞頻和句法頻率。
正如假設的那樣，在79名PPA患者中–用健康的說話者來控制其他可能影響語言的因素，如年齡–單詞和句法頻率之間存在明顯的負相關，這取決於他們患有哪種PPA亞型。有詞彙障礙的患者使用低頻、複雜的句子結構，而有語法障礙的患者則使用更多低頻、描述性的詞語。
接下來，研究人員在一個健康英語使用者的樣本上測試了同樣的方法。令人驚訝的是，結果保持不變。
Rezaii說：“在一個句子中同時使用複雜的句法和複雜的單詞，這對大腦的認知能力要求很高，”她解釋說，即使那些沒有失語症的人似乎也在詞彙和句法之間做出這種權衡。她說，不同的是，健康的說話人可以在不同的句子之間做出不同的權衡。然而，失語症患者沒有選擇，必須根據他們的缺陷不斷進行補償。
Gibson說，對這種權衡有幾種可能的解釋。也許我們的大腦正試圖創造出毫不含糊和清晰的語言，但也是有效的。或者，也許只是沒有足夠的能力來構建複雜的句子，也包括不尋常的詞語。他說，進一步的研究是必要的，以分解參與語言生產的不同方面的各種過程。
不過，對於PPA患者來說，這是一個重大的進步。Gibson表示：“臨床醫生對人們進行分類的方式，是非常不正式的。這有可能提供正式的、定量的、計算性的方法，你可以分析一個人的語言，以弄清他們可能有哪一類缺陷。”