韵律学习从胎儿开始
下面介绍一个我们研究的例子，是从脑科学的视角出发对新生儿“语言学习”的研究。这项研究是我与法国国立神经语言学研究所前所长杰克•梅雷尔先生共同进行的，我们通过对出生后五天以内的婴儿大脑进行测量，尝试观察婴儿脑神经的活动，以及神经回路的构建。
为什么要在法国进行这项研究呢？因为法国人给予我们很多协助。但是法国也是这方面规章制度最严格的国家，要开展这项实验必须取得法国国立伦理委员会的许可，这是非常困难的事情。在法国，以人为对象的研究必须取得研究设施（比如医院）、地方医师会、国家伦理委员会等相关机构的许可，而且在伦理委员会的严密性方面法国是最著名的。
日本的各种机构里也都设有伦理委员会，具有完善组织机构的伦理委员会也有不少。我在日本要进行以健康婴儿为对象的研究时，需要最大限度地在伦理上予以注意和进行精心的准备工作方可获得研究许可，然后在实验进行过程中还要同时发表有关安全性的论文。这些研究的内容不仅在日本国内是公开的，而且在其他国家的公众图书馆和互联网上也是可以检索得到的。向海外公开的原因在于，我们认为也许有人会对这些安全的研究有不同看法，我们想听到其他人的意见和建议。
但是要取得法国国立伦理委员会的许可很难，手续上既需要谨慎地准备一项一项的说明书，而且到最后一项时也是一个最大的难关。最后一项要求我们能够确保光导脑地图仪装置对人体是安全的，而且要确保多年以后也不会对人体产生副作用。理论上我们能够说它对人体毫无伤害，但是要证明将来也不会有任何伤害，实际上是无论如何也不可能证明的。我和梅雷尔所长经过商量，最后得到了法国物理学与生理学诺贝尔奖获得者的协助，两位诺贝尔奖获得者在了解了我们的实验内容以后为我们写了一份“安全证书”，认为无法推测出光导脑地图仪将来对人体有任何危害和危险。有两位诺贝尔奖获得者的安全认可，而且再也找不到更好的证明安全的方法了，我们才终于获得了法国伦理委员会的许可。
我们在日本也对出生一个月以内的婴儿大脑进行过测试和研究，但是要获得日本家长的配合需要付出很多努力。法国人的思维方式是这样的：因为我生病时需要医学方法来医治，所以对于预测不出特别损害的医学实验我就应该去协作配合，这是理所当然的义务。而日本人不配合实验的思维方式却是这样的：他们担心万一给健康幸福的婴儿的未来留下隐患，不愿意增加不必要的负担。这确实是两种文化之间的差异。
在法国进行实际研究的过程中，我们也是非常小心注意的。因为刚出生的婴儿即使不参与实验也有可能发生突然死亡，如果在我们断断续续的实验过程中出现这样的问题可就麻烦了，所以我们选择了在欧洲历史最悠久、规模最大的“Port Royal妇产医院”，查看每天几十例的新生儿病例，从中选出健康状况良好的婴儿并取得其家人的同意。测试的时候，刚生完孩子一两天的妈妈们挺着还未恢复的大肚子，但也和我们一起微笑地看着接受测试的孩子。
这项研究收集到了大量的研究数据，明确了几个事实。首先，测试的第一个内容是让婴儿听普通的会话，听的当然是母语——法语。用光导脑地图仪测试发现，婴儿反应最明显的是妈妈的语言，尤其是高声的、抑扬顿错的、高音调的声音，比如“哎！× × 宝宝！”这样的呼唤，妈妈一说话，婴儿就有强烈的反应。但是有一个问题，就是妈妈的语言没有一个固定的标准，到底什么样的是妈妈的语言，什么样的不是妈妈的语言，很难判断。从脑神经系统的专业角度来说，要找到使婴儿认知的、相同刺激的、标准的妈妈语言只有一种方法，就是用电脑设计构成的语言，但这个方法太费工夫了。于是，在研究的初期，我们选择了“次佳”的做法，就是让婴儿听标准的法国播音员的新闻播报。播音员播报的内容包含许多高深的内容和意义，婴儿无论如何是听不懂其中的意思的，可是测试时大脑却表现出清晰的反应。
听上去这似乎很不可思议，完全不明白说话的意思居然也会有反应。事实上，婴儿只是对语言中的“韵律”成分有所反应而已，从这个实验中我们发现了胎儿“学习”行为的可能性。所谓“韵律”，包含语调、音韵、节奏等，是语言构成中的“音乐要素”。我们的研究现在有一个假设：即人类是从胎儿阶段起开始学习语言韵律的。另外，也有研究在证明遗传基因决定婴儿韵律反应的可能性。
光导脑地图仪显示，法国婴儿在听法国播音员的播音时语言中枢出现活动，而且右侧听觉语言中枢的活动比左侧语言中枢的活动相对少一些，说明左大脑半球语言中枢具有一定的优势性。在发育心理学领域常常讨论大脑左右半球语言中枢的优势性现象，主要有两种学?，一种学说认为语言中枢左右半球存在差异的原因是先天基因决定的，另一种学说认为是在生长发育过程中逐渐偏向左大脑半球。通过光导脑地图仪的测试实验至少证实了一点，左右大脑半球语言中枢的差异是在婴儿一出生时就存在的。
我们的研究除了让婴儿听母语——法语之外，还让婴儿听俄语会话，今后还计划让婴儿听日语。此外，除了让婴儿听正常的会话，还让他们听类似磁带倒带的声响，这是行为学研究领域的内容。从物理学角度来讲，这种声响与音量有大小、频率有高低的说话声音是同质的，不同的是只是语言形式而已。实验表明，婴儿虽然对这种声响也有反应，但是与对语言的反应相比在活跃程度上有很大差异。法国实验结束以后，在意大利也进行了相同的实验，实验结果基本相同，最终的研究报告发表在了美国科学研究院（PNAS）纪要中。
我们从五年前开始这项研究，而且比计划多花了很多时间，因为是对婴儿的实验，非常麻烦。新生儿每天24小时之内有20多个小时接近深度睡眠状态，实验要在婴儿醒着的时候进行，可是很难判断婴儿什么时候是醒着的。婴儿吃奶的时候有一会儿心情是很好的，可是迷迷糊糊犯困的状态也不行，那时对外界环境刺激的反应会比较迟钝。而吃奶之前婴儿是着急不安的状态，更是不能做实验。用发育心理学的知识分析，要抓住婴儿既安静又醒着的状态有一定的技术和窍门，通过实验我们也受益匪浅。
实验最终引出了前面说的那个有关胎儿韵律学习的假设，就是婴儿出生前在妈妈肚子里就已经“学习”了法语特有的韵律。胎儿平均在30周左右形成听觉中枢的基本部分，怀孕是40周，所以胎儿听觉中枢的活动大约有10周左右的时间，这10周胎儿能够听到外界的声音。我们的实验数据证明：这个假设是事实的可能性非常大。
当然，胎儿在羊水里听外面的声音就像在游泳池里一样，只能听到低频声波，“咕哝咕哝”的感觉，高频的声波则完全听不到。但是一定程度上能够分辨出声音的韵律和节奏，所以我们认为人类的语言“学习”是从胎儿期开始的。
以前曾有人用别的方法测量过婴儿对外界刺激反映出来的脑活动。许多人一定都知道一个现象，用乳头接近婴儿喂奶，开始时婴儿会“咕唧咕唧”地使劲儿吃，但是吃一会儿吃饱了以后吸吮的次数就会减少，吸吮的力气也会减弱，从开始时的拼命吃到最后变成拖拖拉拉有一口没一口的状态。可是如果这时我们从外部给婴儿一点什么刺激的话，他就会突然间又变成大口大口地努力吃奶。由于婴儿的这种反射，有人设计出一种安装有传感器的人工乳头，用它来记录婴儿的吸力，作为代表婴儿对外界刺激反应的指标。
人们用这种方法也进行过各种各样的实验，其中有一个实验还研究了婴儿是否具有听辨俄语与法语的能力。但是用光导脑地图仪测量婴儿大脑的活动，以及测量左右大脑半球语言中枢优势性的实验还从未有过，我们是历史上的首次。
