身体化された言語処理

身体化された認知は、生物の感覚運動能力(身体が感覚に運動で反応する能力)が思考において重要な役割を果たすときに発生します。人の身体と周囲の環境がどのように相互作用するかによって、特定の脳機能が発達し、将来的には行動できるようになります。[ 1 ] これは、心が身体の動きに影響を与えるだけでなく、身体も心の能力に影響を与えることを意味し、双方向仮説とも呼ばれます。身体化された認知に関連して、真実であると想定されている一般化が3つあります。人の運動システム(身体の動きを制御する)は、(1)操作可能な物体を観察するとき、(2)動作動詞を処理するとき、(3)他の人の動きを観察するときに活性化されます。[ 2 ]

身体化意味論は、人間の脳における感覚運動入力の位置と処理に関する2つの理論のうちの1つである。[ 3 ] [ 4 ]身体化意味論の理論は、単語の意味が、その単語の意味に関連する感覚運動処理単位と結びついている特殊なハブの存在を前提としている。例えば、「蹴る」という概念は、蹴る動作を制御する感覚運動野で表現される。[ 5 ] 結果として、この理論は、個人が英語を理解するためには身体を持たなければならないと仮定している。

神経回路

様々な意味カテゴリーと感覚運動野の重なりは、ニューロンが行動、知覚、そして意味を処理するために共通のメカニズムを用いていることを示唆しています。相関原理によれば、同時に発火するニューロンは互いにつながり合います。一方、同期していないニューロンは互いにつながり合いません。人が単語を発音すると、発話者の調音運動系の活性化パターンが、自己知覚された音と動きによる聴覚系と体性感覚系の活性化につながります。

単語の意味が物体の視覚的な形に基礎づけられている場合、視覚物体情報の処理に関連する腹側時間的視覚ストリームの神経活動とともに、単語形式回路が活性化する。相関学習は単語と物体の回路を結び付け、具体化された物体と意味の関係を生み出す。一般的な形容詞と抽象名詞の意味(意味)処理に対する具体化効果を研究するために、持久力、テンポ、可塑性、情動性、性別、年齢で対照化された人々が意味投影法を用いて検査された。[ 3 ] [ 6 ] [ 4 ]これらの研究では、運動身体的持久力の強い男性は、持久力の弱い男性よりも、人、仕事/現実、時間に関連する概念を説明する抽象概念をより肯定的に評価した。社会的または身体的持久力の強い女性は、弱い女性よりも社会的アトラクターをより肯定的に評価した。社交性が高い男性と女性の気質グループはどちらも、社交性の低い参加者と比較して、社会的概念の評価において普遍的な肯定的な偏りを示しました。

セマンティックハブ

セマンティックハブとは、特定の単語に関連するすべての意味情報が統合される脳内の焦点を表します。例えば、「猫」という単語に関連する色、形、大きさ、匂い、音はすべて、同じセマンティックハブに統合されます。セマンティックハブの候補領域には、以下のようなものがあります。

  1. 前頭皮質:ブローカ野の前部とブロードマン野44、45、47を含む左下前頭皮質の隣接組織は、意味処理と機能変化のために活性化される。[ 7 ]
  2. 上側頭皮質:上側頭および内およびそれに隣接する古典的後言語野を制御するウェルニッケ野を含む。この領域は、病変、灌流、および画像データに基づいて、意味処理を行っていると考えられている。[ 7 ]
  3. 頭頂皮質: 下頭頂皮質の角部および上縁回に隣接する部分は、異感覚空間および時間構成の意味処理中に最も強く活性化されると考えられています。
  4. 下側頭葉と中側頭葉皮質:左側または両側の内側/下側頭葉皮質にある、単語とその意味の間の一般的な意味結合部位。[ 7 ]
  5. 前側頭葉皮質:意味性認知症に関与していると考えられている。意味性認知症は、両側の側頭葉の病変を特徴とする重篤かつ特異的な意味障害である。[ 7 ]

意味統合メカニズムには、上記に挙げた様々なハブ部位が関与しており、これはすべての統合が一つの中枢で行われるという考え方に反しています。しかしながら、個々のハブはアモーダルモデルに適合しています。これらのハブを総合すると、脳内には感情、感覚、運動の情報がすべて一つの領域に収束する領域が存在するという理論を裏付ける証拠となります。

意味カテゴリの特異性

それぞれの潜在的な意味ハブは、知覚された単語が属するカテゴリーに応じて、特定の程度に活性化されます。例えば、 5つの潜在的なハブそれぞれに損傷が生じても、すべての単語に影響を及ぼすわけではありません。むしろ、実験データによれば、単語に関連する意味カテゴリーのうち、あるカテゴリーが他のカテゴリーよりも大きな影響を受けることが示されています。

  1. 左下前頭皮質と両側前頭中枢運動系:これらの2つの領域は、動作に関連する単語やフレーズに反応して強く活性化されます。これらの2つの領域の病変は、動作に関連する単語や動作に関連する概念の処理に障害を引き起こします。[ 8 ]
  2. 両側上側頭葉皮質:この領域は音に関連する単語に反応して強く活性化する。この領域の病変は、音による単語処理に障害を引き起こす。[ 8 ]
  3. 左下頭頂皮質:特に上縁回付近のこの領域は空間言語によって活性化される。下頭頂皮質の病変は、前置詞などの空間言語に関わる障害を引き起こす。[ 8 ]
  4. 内側/下側頭葉皮質:この領域は、動物、道具、人名、色、形といったカテゴリー特異的な単語によって強く活性化されます。病変では、これらのカテゴリー特異的な単語の認識にも障害が見られます。[ 8 ]
  5. 前側頭皮質:この領域は意味カテゴリー間の差異の処理に関連している。[ 8 ]

カテゴリーの違いの一部は、隣接するハブによって生じると考えられています。例えば、カテゴリー特異性は梨状皮質と前島皮質嗅覚皮質の近くで最も大きくなります。ここでは、「シナモン」などの匂いの単語は、コントロール単語よりも強い活性化を引き起こします。前島皮質と前頭蓋蓋の味覚皮質では、「砂糖」などの味の単語がより強い活性化を引き起こします。

経験痕跡仮説

経験痕跡仮説は、個人が世界と相互作用するたびに、その特定の経験の痕跡が脳に残るというものです。[ 9 ] これらの痕跡は、その経験を思い出させる言葉や文章を思い浮かべたときに再びアクセスできます。さらに、脳内のこれらの痕跡は、関連する行動と結びついています。[ 9 ]

言葉や文章は、私たちの心からこれらの痕跡を呼び出す手がかりになります。研究者たちは、単語の空間的位置(上または下)などの過去の単語経験が、人々がその単語を理解し、その後どのように反応するかに影響を与えるかどうかを研究してきました。[ 10 ] ある実験では、目的語を読むことでその名詞に結び付けられた場所も活性化される場合、その後の動作反応はその連想と一致するはずであるという仮説が立てられました。 [ 10 ] その結果、単語が「上」または「上」に関連付けられている場合、参加者はボタンを他のボタンよりも高く押す方が、「上」や「上」に関連付けられた単語の場合、ボタンが他のボタンよりも低かった場合よりも速かったことがわかりました。

この研究の結果、参加者は単語の位置と実行すべき動作が類似している場合、より速く反応することが示されました。これは、言語処理と動作が関連していることを示しています。この研究では、単語の位置情報は、その単語を見た後に自動的に活性化されることも明らかになりました。[ 10 ] 同様の研究では、これらの単語に反応するためのボタンが水平に配置されている場合、参加者は上向きまたは下向きの位置に関連付けられた単語に同等の速さで反応することがわかりました。つまり、反応動作が活性化されたどちらの場所にも関連していない場合、経験的痕跡効果は排除されます。[ 11 ]

言語理解の経験シミュレーション理論

一部の理論家は、言語理解において経験シミュレーションアプローチを提唱している。彼らは、ある単語に関連する過去の経験的痕跡が、後になって同じ単語の意味にアクセスする際に再活性化される可能性があると主張している。これは、誰かが空を飛ぶ飛行機を指差して上を見上げるような状況で「飛行機」という単語に遭遇するという例で強調されている。これらの経験的痕跡、例えば「上を見上げる」は、後に「飛行機」という単語の意味にアクセスする際に再活性化される。同様に、別の例としては、人が「カタツムリ」という単語の意味にアクセスする際に、この単語に関連する経験的痕跡、例えば「下を見下ろす」(おそらく地面の方を見る)にもアクセスする可能性がある。[ 12 ]

行動に関わる言語理解と運動システム

具体的な動詞

いくつかの研究では、特定の単語に対する過去の経験の結果として、その単語に関連する動作も、その単語を処理する際に運動皮質で活性化されることがわかっています。例えば、事象関連機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた研究では、顔、腕、脚の動作を指す具体的な動作動詞(例:舐める、つまむ、蹴る)に曝露すると、足、手、口の動作を行う際に刺激される運動領域が活性化されることが発見されました。[ 13 ]

抽象動詞

しかし、抽象動詞が関係する場合、結果はそれほど明確ではありません。言語理解の身体化理論は、抽象概念も具体的概念と同様に感覚運動系に根ざしていると仮定しています[ 4 ] [ 14 ]。抽象動詞と具体的動詞を用いた運動皮質の活性化を調査した研究もあり、文字どおりの動作動詞(具体的)を理解する場合と、同じ動作動詞を比喩的に使用する場合(抽象的)の運動皮質の刺激を比較しました。そのような研究の一つでは、参加者が口、手、または足で行う動作を観察する間、また口、手、または足に関連する文字どおりの動作と比喩的な文を読む間、fMRIを用いて研究を行いました。この研究では、文字どおりの動作(例:「はさみをつかむ」)では運動前野が活性化しましたが、比喩的な使用(例:「考えをつかむ」)では活性化が見られませんでした。[ 8 ]これらの研究結果は、抽象概念も具体的概念も感覚運動系に根ざしているという身体化理論の仮説は正しくないかもしれないことを示唆している。

しかし、対照的に、他の研究では、動作動詞の比喩的用法において運動皮質が活性化することが示されています。そのような研究の一つでは、磁気脳波計(MEG)を用いて、文字文と慣用文の理解における皮質の活性化を調査しました。黙読課題において、被験者は「メアリーは魚を捕まえた」と「メアリーは太陽を捕まえた」といった文字文と比喩文の両方の腕に関連する動作動詞、そして「パブロは肘掛け椅子に飛び乗った」と「パブロはバンドワゴンに飛び乗った」といった文字文と比喩文の両方の脚に関連する動作動詞を含む刺激を提示されました。この研究では、抽象動詞(この場合は慣用句)の処理が実際に脳の運動領域を活性化し、文字文の動詞と比較して前頭側頭葉の活動が非常に早い段階で活性化することがわかりました。[ 7 ]

具体的単語と抽象単語に対するfMRIを用いた具体化された意味論

Haukらは、足、手、口の動作(例:蹴る、つまむ、舐める)に関連する単語を読むと、手、足、口の動作によって活性化する領域に隣接または重複する運動領域が活性化することを発見した。[ 13 ]さらに、神経言語学者Tettmantiらは、動作に関連する文章を聞くと、体部位特異的に運動前野が活性化することを発見した。[ 5 ]例:足の文章は運動前野の活動を示した手の背側の文章口の背側の文章。

アジズ・ザデーらは、被験者にそれぞれの効果器に関連する動作を観察させ、足、手、口に関連するフレーズを読ませることで、各被験者の足、手、口の前運動野の関心領域を特定した。各被験者において、足の動作を観察する際に最も活性化した領域は、足の動作に関連する言語においても最も活性化していた。手と口についても同様であった。リゾラッティらは、実際に関与する効果器よりも、行動計画(操作、手を伸ばす)の方が重要であると示唆している。[ 8 ]

具体的な文章と抽象的な文章の理解における運動系の活性化については、他の研究でも調査されている。経頭蓋磁気刺激(TMS)と行動パラダイムを用いたある研究では、動作に関連する文章を聞くことで運動皮質の活動が活性化されるかどうかを調べた。これは、TMSから得られる運動誘発電位(MEP)を用いて調査された。MEPは、手の運動野を刺激した場合は手の筋肉から、足の運動野を刺激した場合は足と脚の筋肉から記録された。被験者には、手または足の動作に関連する文章が提示された。対照群として、被験者には抽象的な内容を含む文章が聴取された。この研究では、足/脚および手/腕の動作を表す文章を聴いている際に、実際に運動皮質が活性化されることがわかった。この活性化は、特に「処理された文章に関与する効果器が運動的に表現される」運動系の領域に関係していた(pp. 360)。具体的には、手の動作に関連する文章を聞くと手の筋肉から記録されたMEP振幅の減少が促され、足の動作に関連する文章を聞くと足の筋肉から記録されたMEP振幅の減少が促されたことが示された。[ 15 ]

行動と文の適合性効果(ACE)

文処理は、文中で言及されている動作に基づいて運動システムの活性化を促進することができます。ある研究では、研究者は参加者に文が意味を成すかどうかを判断するよう求めました。例えば、「あなたはコートニーにノートを渡した」と「コートニーはあなたにノートを渡した」という文です。ある条件では、参加者に、文が論理的であれば体から遠いボタンを押し、論理的でない場合は体に近いボタンを押すように指示しました。この研究の結果、文中の動作が正しいボタンを押すために必要な動作と一致した場合、参加者は「文は論理的」というボタンを押す方が速いことが示されました。[ 16 ] つまり、「あなたはコートニーにノートを渡した」という文の場合、参加者は自分から遠いボタンの方が、文が論理的であることを意味する場合、より速く押すことができました。これらの文に描かれた動作は、同じ方向の動作を記述した文を理解するのに必要な時間に影響を与えました。この効果は、具体的な行動(本を棚に置く)を記述する文だけでなく、より抽象的な行動(警官に物語を話した)を記述する文にも当てはまることが示されています。[ 17 ]

他の研究では、言語理解中の運動共鳴の変調を調べることで、ACE 現象を理解しようと試みてきました。ある研究では、参加者は 1 語から 3 語のフレームを含む文を読むように指示されました。参加者はノブを、実験の半分では一方の方向に、残りの半分では反対の方向に回転させなければなりませんでした。5 度回転するごとに、新しいフレームが提示されました。各文は、手による回転を含む動作を記述していました。これらの文では、回転方向は、文で暗示される回転方向と一致する場合もあれば、一致しない場合もあります。Glenberg と Kaschak (2002) などの以前の研究では、おそらく文が読まれた後に与えられた文に対する反応における運動共鳴を調べていました。対照的に、この研究の結果は、運動共鳴が文の終わりの前に消散し、動詞で運動共鳴が発生していることを示しています。この研究では、感覚文ではなく理解に関する質問を使用しました。研究者たちは、この研究によってより自然な読書環境が作り出されたと主張しており、より自然な言語に関するものであるため、この研究結果はより適切であると言えるかもしれない。全体として、研究者たちは、運動共鳴は非常に即時的で短命であり、その効果の持続時間は言語的文脈によって変化すると結論付けている。[ 18 ]

ACE を証明する神経生理学的な証拠も提示されています。この研究では、行動パラダイムと事象関連電位(ERP) を使用して脳活動を記録し、研究者が意味処理と運動反応における ACE パラダイムの神経脳マーカーを調査できるようにしました。ERP は、言語処理が動きを促進し、動きも言語理解を促進すると提唱する、動作と文の理解の双方向仮説を研究者が調査するのに特に役立ちました。この研究では、参加者は、開いた手、閉じた手、または手動動作のない動作を説明する文を聞きました。次に、文の理解を示すためにボタンを押しました。各参加者には、ボタンをアクティブにするために必要な閉じた手または開いた手の形が割り当てられました。2 つのグループ (閉じた手の形または開いた手の形) に加えて、手の形に関連する 3 つの異なるカテゴリ (適合、不適合、中立) がありました。この研究の行動学的結果は、応答ボタンを押すために必要な手の形が、文章から推測される手の形と一致していた場合、参加者がより速く反応したことを示した。ERPの結果は双方向仮説を支持する証拠を提供し、運動プロセスの皮質マーカーが文章の意味の影響を受けていることを示し、したがって意味から運動への影響の証拠となった。ERPの結果はまた、理解の脳マーカーが運動効果によって修正されたため、運動から意味への影響も示した。[ 19 ]

行動適合性効果は、行動を計画し実行するために使用される脳リソースが言語理解にも使用されることを示しています。したがって、文中に暗示されている行動が示唆された応答と異なる場合、これらの脳リソースに干渉が発生します。[ 17 ]

単語の活性化

他の研究では、物体の名前を読むことが、その物体を掴むための計画に影響を与えることが示されています。[ 20 ] また、類似した単語が類似した行動を誘発することもわかっています。ピアノを弾くこととタイプライターを使うことはどちらも類似した運動行動を利用しており、これらの単語は単語決定課題において互いに誘発します。[ 20 ] これらの研究は、行動に関連する単語にさらされると、運動決定の活性化が自動的に起こると結論付けています。[ 20 ]

比喩的な言語

アジズ=ザデーは、比喩的な文の意味表現における両半球における体部位的一致組織化を調査した。アジズ=ザデーは、被験者に「kick the bucket(死ぬ)」や「bite the bullet(苦悩する)」といった刺激を提示して読ませた後、手、足、口の動きを撮影したビデオを提示した。この理論を裏付ける証拠は、両半球において得られなかった。[ 8 ]

しかしながら、この実験で使用された比喩は英語では一般的なものであるため、比喩を十分頻繁に聞くと、最初に聞いたときと同じ処理ネットワークが活性化されなくなるという議論は成り立ちます。

行動は意味を強調する

多くの研究で、身体の動きと話し言葉を組み合わせることで意味を強調できることが示されています(ジェスチャーと呼ばれることが多い)。人は他人の行動を観察することで、その人が言っていることを理解するのに役立ちます。[ 21 ] たとえば、人が繰り返し指を指している場合、聞き手は推測されている方向が非常に重要であることを理解するのに役立ちます。一方、大まかな方向を何気なく指している場合、話者が言っていることを理解するのに物体の位置はそれほど必要ではない可能性があります。別の例としては、足を踏み鳴らすことが挙げられます。これは、聞き手が話者から伝えられている怒りや不満を理解するのに役立ちます。

意味合い

多くの研究により、単語や文章の理解がその動きや行動に影響を与えること、またその逆、つまり人の行動が単語や文章を理解する速さに影響を与えることが実証されている。[ 22 ]この知見は多くの理由から重要である。ある研究では、教室での身体化認知が言語学習を促進し強化する影響について検討した。子どもにとって、口頭言語学習と読書には違いがある。口頭言語学習では、記号(単語)と物体との対応付けが一般的で、物体を身振りで示すことによって実現されることが多い。[ 23 ]しかし、子どもが読み方を学んでいるときは、文字と音の組み合わせと単語の正しい発音に焦点を当てる。通常、単語が指している物体は単語とすぐには結びつかないため、単語と物体の関連はすぐには作られない。[ 23 ] この研究の研究者らは、身体的操作段階と想像的操作段階の2つの部分からなる「Moved by Reading 」介入を提案している。 [ 23 ] 身体的操作では、子どもは文を読み、次に利用可能なおもちゃを使ってその文を演じる様に指示されます。[ 23 ] これにより、子どもは言葉と物、そしてその動作を結び付けることを余儀なくされます。想像による操作の段階では、子どもは文を読み、次に文を演じる際におもちゃとどのように相互作用するかを想像するように指示されます。[ 23 ] 彼らはこれをさらに研究し、これらの子どもたちがコンピュータ画面上の物体を操作する際にも、身体化認知の効果から恩恵を受けることが可能であることを発見しました。[ 23 ] この身体化認知ソフトウェアは、子どもたちの言語理解を促進するのに役立ちます。習得と保持を強化する言語指導におけるその他の示唆としては、学習者がその過程で積極的に身体を使うように促す活動、または少なくとも教師がそうするのを観察するように促す活動を提供することで、ミラーニューロンを活性化させることが挙げられます。[ 22 ]

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