Brain mechanisms of interaction between working memory and sentence processing in Japanese

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K02554
• Research Institution: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• Principal Investigator: 幕内 充 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 脳機能系障害研究部, 研究室長 (70334232)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: かき混ぜ文 / fMRI / 日本語 / 統語 / 階層構造

Outline of Annual Research Achievements

日本語のかき混ぜ文は、正準語順文に比べ大脳での処理負荷が高いことが脳機能画像法により複数の言語で確認されている。本研究では、かき混ぜ文が産出される理由をワーキングメモリ負荷の観点から説明する仮説を検証した。コーパス分析によると目的語が従属節で修飾されて「重く」なっている場合にかき混ぜ文が産出される。このようなタイプのかき混ぜ文を処理する際の脳メカニズムをfMRIを用いて検討した。結果は、産出が生じやすいタイプではかき混ぜによる処理コストの上昇がなかった。つまり、修飾されて情報量の多い名詞句は文頭に置くことにより、文の処理コストが下がることが、かき混ぜ構文を選択する動機の一つであると考えられる。これはserial position effectによって説明できるので、一般的なワーキングメモリの制約条件に言語産出が従うことを示唆する。しかし、ワーキングメモリ負荷に応じた部位と、言語学的な負荷に応じた部位が分離して左前頭葉にあることが見いだされたので、統語処理はワーキングメモリとは独立していると考えられる。
かき混ぜ文において、名詞句を無意味な語で置き換えてジャバウォッキー文にして、かき混ぜの効果と名詞句の有意味性の効果を調べたところ、かき混ぜの効果は統語処理を司るブローカ野に、有意味性の効果は左側頭葉前部に同定された。これは統語処理と意味処理が脳内で分離されていることを示唆する。我々はこの発見を統語-背側経路、意味-腹側経路という神経伝達路の分離の一つとして論じる。
かき混ぜとは独立に主格の助詞「が」を話題の助詞「は」に置き換えた文を用意し、この2つを比較したところ、「は」の方が「が」よりもブローカ野の活動を高めることが分かった。この結果は「は」は「が」よりひとつ階層が多いとする理論と整合し、ブローカ野が文処理において階層構造構築を担っているとする仮説の強化にも資する。