中国人民大学杨晓虹教授团队：音乐训练对句子阅读中时间顺序加工的影响
1. 研究背景
近年来，越来越多的研究表明，音乐训练不仅能够提升个体的音乐技能，还可能对语言加工产生迁移效应。然而，现有研究大多集中在听觉层面的语音加工或语调识别任务上，这使得音乐训练优势究竟来源于低层听觉加工能力的提升，还是源于更高层次的认知能力（如工作记忆）的增强，仍然存在一定争议。为进一步澄清这一问题，本研究将研究情境从听觉语音加工转向视觉呈现的句子阅读任务，从而在一定程度上减少听觉加工因素的干扰，重点考察音乐训练是否会影响语言中的时间顺序加工。本研究以汉语时间连接词“之前”（before）和“之后”（after）为关键操纵变量。已有研究指出，在“之前”结构中，句子中事件的叙述顺序与实际发生顺序往往相反，读者需要在理解过程中对事件顺序进行重新排列，因此会增加认知加工负荷；相比之下，“之后”结构通常与事件的真实发生顺序一致，加工难度相对较低。基于这一差异，本研究利用事件相关电位（ERP）技术，比较具有长期音乐训练经验的个体与无音乐训练个体在汉语句子阅读中对时间顺序信息的加工差异，并结合言语工作记忆任务，进一步探讨音乐训练可能通过工作记忆能力影响语言加工的潜在认知机制。
2. 研究方法
2.1 被试
研究共招募两组母语为普通话的成年被试，包括音乐训练组和非音乐训练组。音乐训练组21人，平均年龄约22岁，均接受过系统音乐训练，平均训练年限约13年，平均开始训练年龄约8岁，主要学习钢琴、二胡和长笛等乐器。非音乐训练组23人，没有系统音乐训练经历。
2.2 实验流程
实验包括句子阅读任务和言语N-back工作记忆任务。在句子阅读任务中，被试阅读由两个分句构成的汉语句子，第一个分句末尾包含时间连接词“之前”或“之后”。研究构建80组实验句子，两种条件仅在连接词上不同。为减少语义或因果关系的干扰，两分句之间不形成明显逻辑联系，使被试主要依赖时间信息进行理解。句子以逐词方式呈现，被试按照自然阅读习惯阅读句子，部分试次后需要回答理解问题以保证阅读质量。同时记录脑电信号，并提取与时间顺序加工相关的事件相关电位（ERP）指标。除阅读任务外，被试还完成言语N-back任务，其中0-back为低负荷条件，2-back为高负荷条件，用于评估个体的工作记忆能力，并进一步检验其与ERP效应之间的关系。
脑电数据使用ANT Neuro 64通道脑电采集系统进行记录，被试佩戴Ag/AgCl电极帽，电极按照国际10–20系统布置，所有电极阻抗均控制在5 kΩ以下，以保证信号采集质量。
图1 ANT Neuro eegoTM mylab
3. 实验结果
在行为结果方面，N-back任务显示2-back条件的反应时间显著长于0-back条件，正确率也较低，说明工作记忆负荷操纵有效。进一步比较发现，在2-back条件下音乐训练组反应时间整体快于非音乐训练组，表现出一定的工作记忆优势。句子阅读任务的行为结果表明，“之前”条件的反应时间普遍长于“之后”条件，说明“之前”结构加工难度更高，但两组在行为表现上未出现显著差异。ERP结果则呈现明显组间差异。在约700–3500 ms时间窗口内，音乐训练组在“之前”条件下诱发更强的持续负性电位，而“之后”条件下该效应较弱；非音乐训练组在两种条件之间未出现显著差异。
图2 “之前–之后”条件差异波的头皮分布图，“之前”条件ERP减去“之后”条件ERP所得到的差异波的头皮分布
该持续负性活动通常被认为反映了对事件时间顺序进行重新排列所需的额外认知加工。进一步相关分析显示，在音乐训练组中，“之前—之后”的ERP差异与N-back任务中的反应时间差异显著相关，表明时间顺序加工与个体工作记忆能力之间存在联系。
图3 音乐训练组在左前部兴趣区中，N-back任务反应时差异（0-backvs.2-back）与ERP振幅差异（之前vs.之后）之间的相关关系
4. 结论
综合行为结果与ERP结果可以看出，音乐训练者在汉语句子阅读中对时间顺序信息表现出更为深入的加工模式。虽然两组被试在行为表现上未呈现显著差异，但ERP结果显示，音乐训练组在处理需要重排事件顺序的“之前”结构时产生了更明显的持续负性电位，这一效应被认为反映了更高程度的时间顺序整合或工作记忆参与。进一步的相关分析也表明，这种ERP差异与个体的工作记忆能力之间存在显著联系。因此，本研究认为，音乐训练可能通过提升认知能力，尤其是工作记忆能力，从而促进语言理解过程中时间顺序信息的加工。本研究不仅为音乐训练与语言加工之间可能存在的迁移效应提供了新的神经证据，也从认知机制层面为理解音乐经验如何影响语言加工提供了重要参考。
5.文献名称及DOI号
Chang, R., Zhang, Q., & Yang, X. (2024). The impact of music training on temporal order processing in Mandarin Chinese sentence reading: Evidence from event-related potentials (ERPs). Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 24(4), 766-778.
DOI:doi.org/10.3758/s13415-024-01195-8
