مخچه و مطابقۀ دستوری در دوزبانه‌ها: شواهدی از قضاوت دستوری‌بودگی با استفاده از fMRI

1. مقدمه

مخچه^[1] بخشی از مغز است که در قاعدة جمجمه و پشت ساقة مغز قرار دارد. اگرچه مخچه تقریباً 10% از کل حجم مغز را تشکیل می­‌دهد، اما حدوداً 80% از کل نورون­های مغز را دربرمی‌گیرد (Herculano-Houzel, 2010; Herculano-Houzel, 2012). مخچه عمدتاً از طریق دو مدار چندسیناپسی با مخِ^[2] طرف مقابل[3] تعامل دارد: یک کانال ورودی که از پل مغز^[4] عبور می­‌کند و سپس به مخچه می­‌رسد و یک کانال خروجی که ابتدا به هسته‌­های عمیق مخچه^[5]، سپس به تالاموس^[6] و در نهایت، به سمت قشر مخ می­‌رود (Strick, 1985; Buckner, 2013). علیرغم اینکه این ناحیة مغزی پیشتر به‌عنوان دستگاهی عصبی برای کنترل حرکت شناخته می‌­شد، مطالعات فراوانی تأیید کرده­اند که مخچه نقش مهمی در کارکردهای رفتاری، حسی و شناختی، ازجمله کارکردهای زبانیِ غیرحرکتی دارد (De Smet et al., 2013; Mariën et al., 2014; Mariën & Borgatti, 2018).

مسألة مهم دیگر، یکسویه‌­شدگی[7] مخچه است و اینکه آیا مخچه به­‌صورت دو طرفه در کارکردهای شناختیِ متمایز دخیل است. برخی مطالعات درگیری مخچة چپ را در فرایندهای فضایی شناختی نشان داده‌­اند. به‌عنوان نمونه، ایمامیزو[8] و همکاران (2003) در یک تکلیف ردیابی[9] با 7 شرکت­‌کنندة سالم ژاپنی، با محاسبة میانگین حجم فعال مخچة چپ ‌و‌ راست دریافتند که میانگین حجم مخچة چپ 76/5 سانتی­متر مکعب و میانگین حجم مخچة راست 79/3 سانتی­متر مکعب بود. اگرچه مخچه در هر دو نیمکره فعال شده بود، اما فعالیت مخچة چپ قوی­تر بود. از‌سوی‌دیگر، ماریان[10] و همکاران (2014) در یک مقالة مروری از ارتباط مخچة راست با پردازش زبان حمایت کردند. در حوزة دوزبانگی نیز استدلال شده است که در تکالیف دوزبانه بار^[11] زبان­گردانی[12] می­تواند به‌عنوان یک شاخص رفتاری برای کنترل زبان دوزبانه‌­ها در نظر گرفته شود (Bialystok et al., 2006; Bialystok et al., 2007). باتوجه‌به اهمیت و نقش مخچه در پردازش زبان، مطالعة حاضر درصدد است تا عملکرد این ناحیة مغزی را حین پردازش نحوی زبان اول و دوم در افراد دوزبانه بررسی کند.

شواهد آسیب­‌شناختی^[13] نیز حاکی از نقش ضایعات مخچه­‌ای در اختلالات زبانی است. سیلوری[14] (2021) در مقالة مروری خود با بررسی 50 مقاله که بین سال­های 1969 تا 2020 منتشر شده بودند، به این نتیجه رسید که علت برخی از اختلالات مربوط به تولید زبان (از جمله اختلالات گفتار، روانی کلمه و ساخت جمله)، آسیب به مخچه یا هسته­‌های قاعده‌ای^[15] بوده است.

جاستس[16] (2004) نیز 3 عامل را در تغییرات مطابقة دستوری ناشی از آسیب­‌های مخچه‌­ای دخیل می­‌داند: یک، محدودیت در پردازش نحوی ممکن است از محدودیت در بازنمایی واجی، بازیابی واژگانی یا حافظة فعال کلامی نشأت گرفته باشد. دو، بر اساس مطالعات تصویربرداری مغز در حین اجرای انواع تکالیف، نیمکره­‌های مخچه مکرراً با لوب‌های پیشانی­ جانبیِ[17] طرف مقابل تعامل دارند. با استفاده از دادگان تصویربرداری تشدید مغناطیسی حالت استراحت[18]، اتصالات کارکردی[19] بین شکنج­ فرونتال­ تحتانی[20] چپ و مخچة چپ ‌و ‌راست در دوزبانه‌­های فرانسوی ـ انگلیسی مشاهده شد (Berken
et al., 2016). این محققان دو گروه از افراد دوزبانه  را آزمودند: یک گروه 16 نفره از دوزبانه­‌های همزمان[21] که هر دو زبان فرانسه و انگلیسی را از بدو تولد آموخته بودند و یک گروه 18 نفره از دوزبانه­‌های متوالی[22] که زبان دوم (فرانسه یا انگلیسی) را بعد از سن 5 سالگی آموخته بودند. البته، آنها گزارش کردند که قدرت اتصالات کارکردی در دوزبانه‌­های همزمان بیشتر بود. سوم، مطالعات موردی که به‌­طور مستقیم اختلالات دستوری و نحوی را به‌علت ضایعات مخچه‌­ای گزارش کرده­‌اند. در سال 1994 گزارش شد که یک بیمار ایتالیایی­‌زبان در پی صدمة مخچة راست، دچار دستورپریشی[23] شده است (Silveri et al., 1994). ماریان و همکاران (1996) نیز یک بیمار هلندی­زبان را توصیف کردند که از ناحیة مخچة راست آسیب دیده بود و عملکرد ضعیفی در درک نحوی داشت. گسپرینی[24] و همکاران (1999) نیز، یک بیمار ایتالیایی­‌زبان را گزارش کردند که بعد از ضایعة مخچة راست دچار اختلالات دستوری شده بود.

در راستای پژوهش حاضر، جاستس (2004) برای نخستین بار با تمرکز بر جنبه‌­های صرفی مطابقة دستوری، 16 بیمار انگلیسی‌­زبان با ضایعات مخچه­‌ای را به‌­همراه یک گروه کنترل  16 نفره مطالعه کرد. گروه اصلی شامل 3 بیمار با ضایعة مخچة راست، 3 بیمار با ضایعة مخچة چپ، 1 بیمار با ضایعة مخچة میانی و 9 بیمار با ضایعة مخچة چپ ‌و ‌راست بود. 3 بیمار هم دوزبانة انگلیسی ـ اسپانیایی بودند. یک تکلیف قضاوت دستوری‌­بودگی شنیداری[25] شامل به‌کارگیری تکواژهای دستوری و ترتیب­‌واژگان بنیادی[26] برای همة شرکت‌کنندگان اجرا شد. افراد باید در مورد شکل‌­گیری درست/نادرست جملات تصمیم‌گیری می­‌کردند. نتایج این آزمایش نشان داد که (1) بیماران نسبت به گروه کنترل عملکرد ضعیف‌­تری داشتند؛ (2) در بیماران تشخیص خطای مطابقه دشوارتر از تشخیص خطای ترتیب واژه بود؛ (3) عملکرد بیماران دچار ضایعة مخچة راست ضعیف‌­تر از بیماران دچار ضایعة مخچة چپ بود. براین‌اساس، جاستس (2004) نتیجه گرفت که توانایی بیماران مخچه­‌ای همانند بیماران بروکایی[27] برای تشخیص جملات دستوری از غیردستوری کاهش یافته است.

در حوزة دوزبانگی و افراد سالم نیز، برخی پژوهش‌­ها فعالیت ناحیة مخچه را گزارش کرده‌­اند، اما مطالعاتی که صرفاً به یک گروه از افراد دوزبانه و با محوریت پردازش نحوی پرداخته باشند، بسیار محدودند[28]. جهت آشنایی خوانندگان، نمونه مقاله‌ای بررسی می­‌شود که نسبتاً قرابت بیشتری با مطالعة حاضر دارد. کاولمان[29] و همکاران (2008) 11 نفر از دوزبانه­های اسپانیایی ـ انگلیسی را به­همراه یک گروه کنترل 10 نفرة تک­زبانة انگلیسی در حین یک تکلیف قضاوت نحوی آزمودند. افراد دوزبانه، هر دو زبان اول و دوم را از بدو تولد آموخته بودند. به افراد تک­زبانه 40 جملة انگلیسی و به افراد دوزبانه 4 جملة انگلیسی و 40 جملة اسپانیایی ارائه شد. بر مبنای یافته­های این پژوهش، اگرچه فعالیت مخچه در همة افراد تشخیص داده شد، اما دوزبانه­ها در مقایسه با تک­زبانه­ها فعالیت بیشتری را در ناحیة مخچه نشان دادند. در همین راستا، پلیاتسیکاس[30] و همکاران (2014) در یک مطالعة ریخت‌شناسیِ[31] وکسل‌محور[32] ساختاری با هدف بررسی نقش مخچه در پردازش زبان، دو گروه از افراد دوزبانه و تک­زبانه را آزمایش کردند. گروه اول شامل 17 نفر از دوزبانه­های یونانی ـ انگلیسی با میزان بسندگی بالا بود که زبان انگلیسی را (به­عنوان زبان دوم) از سن 6 سالگی آموخته بودند و گروه دوم شامل 22 نفر تک­زبانۀ انگلیسی‌زبان بود. نتایج این تحقیق نشان داد که حجم مادة خاکستری در افراد دوزبانه در مقایسه با افراد تک­زبانه بیشتر است.

در بافت دوزبانگی، کنترل شناختی^[33] یک عامل اساسی در توانش[34] زبان به شمار می­رود (Lerman & Obler, 2017). دوزبانگی منابع حافظة فعال را برای مدیریت زبان­هایی که به­طور پیوسته برای گزینش رقابت می­کنند، به­کار می­گیرد (Antón et al., 2019). بر اساس فرضیة آستانة فعالیت[35] (Paradis, 1993; 2001)، در حین زبان­گردانی، دوزبانه‌ها یک زبان را به­عنوان زبان پایه[36] انتخاب می­کنند (غالباً زبان مادری) و زبان دیگر را به­عنوان زبان مهمان[37] در نظر می­گیرند. بنابراین، هر دو زبان فعال هستند، ولی زبان پایه فعالیت بیشتری دارد (Green, 1998). فعالیت بیشتر زبانِ پایه منجر به یک اثر نامتقارن می­شود که در حین پردازشِ جملاتِ زبان دوم باید مهار شود. هنگامی­که دوزبانه­ها در تلاش­اند تا زبان اولشان را بازیابی کنند، دسترسی به بازنمایی­های مهارشده در زبان اول زمان­بر خواهد بود (Zhu et al., 2020). مطالعة دوزبانه­های چینی ـ انگلیسی تأیید کرد که کنترل زبانی مرتبط با زبان­گردانی، الگوهای فعالیت متفاوتی را در افراد دوزبانه ایجاد می­کند (Wang et al., 2009).

در پژوهش حاضر، سخنگویان دوزبانة ترکی ـ فارسی مطالعه شدند. زبان‌های ترکی و فارسی مشخصه­های دستوری مشترکی دارند که این مسأله عامل مهمی در کنترل پردازش زبان دوم محسوب می­شود. در حالت بی­نشان، هر دو زبان دارای ترتیبِ ­واژه فاعل ـ مفعول ـ فعل^[38] هستند و از ویژگی­های نحوی خاصی مانند مطابقة فعلی^[39] پیروی می­کنند. مطابقة فاعل ـ فعل در زبان فارسی و ترکی مستلزم تطابق مشخصه­های شخص و شمار است. بنابراین، در هر دو زبان، فعل به‌صورت اجباری با فاعل جاندار در مشخصه­های شخص و شمار مطابقه می­کند و برای سه شخص مفرد (من، تو، او) و جمع (ما، شما، ایشان) صرف می­شود. بر اساس توصیف نحو مشترک^[40] (Hartsuiker et al., 2004)، مادامیکه بازنمایی­های نحوی بین زبان­ها مشابه باشند، دوزبانه­ها بازنمایی­ها را بین زبان­ها به اشتراک می­گذارند. لذا، باتوجه‌به کنترل نوع زبان در پژوهش حاضر، هرگونه فعالیت مشاهده‌شده برای زبان‌های اول و دوم به نوع زبان قابل‌انتساب نیست. 

بدین­ترتیب، مطالعة حاضر برای نخستین بار با محوریت بررسی پردازش نحوی در یک گروه از دوزبانه­های متوازن[41] و سالم[42] اجرا شد تا کارکرد مخچه را برای مطابقة دستوری به روش تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی^[43] (fMRI) آزمایش کند. شیوۀ fMRI روشی کارامد در تصویربرداری از مغز با توانایی ثبت فعالیت عصبی با رزولوشن مکانی بالا و مزیت غیرتهاجمی‌بودن است (Ogawa et al., 1993). شرکت­کنندگان حاضر از بدو تولد زبان ترکی را آموخته بودند و از حدود 7 سالگی که وارد دبستان شدند، شروع به یادگیری رسمی زبان فارسی کردند. مشخصاً، مطالعة این جمعیت بدین دلیل حائز اهمیت است که اگرچه­ آنها یادگیری زبان دوم را نسبتاً دیر شروع کرده‌اند، اما در ادامه به سطح بسیار بالایی از بسندگی رسیده بودند. مسألة دیگری که ضرورت اجرای این مطالعه را موجه می‌سازد گستردگی زبان ترکی در ایران است.

فارسی زبان رسمی ایران است و زبان مادریِ تقریباً 60 درصد جمعیت ایران محسوب می­شود، این در حالی است که زبان­ ترکی با میزان تقریباً 20 درصد، در ردة دوم قرار دارد (Comrie, 2009: 446). زبان فارسی زبان دومِ تقریباً 40 درصد از کل جمعیت قلمداد می­شود و تعداد قابل‌ملاحظه­ای از این سخنگویان در سن 7 سالگی (در بدو ورود به مدرسه) و با شروع آموزش رسمی با زبان فارسی مواجه می­شوند (میکده و زومر، 1402)، لذا پژوهش­هایی از این دست می­توانند درک عمیق­تری از تأثیر یادگیری زبان دوم در سنین مدرسه و تبعات آتی آن بر آموزش فراهم کنند. 

در پژوهش حاضر و با پاسخ به دو پرسش زیر نقش ناحیة مخچه در پردازش زبان‌های اول و دوم با روش fMRI در دوزبانه­های متوازن ترکی ـ فارسی که از سن 7 سالگی رسماً زبان دوم را آموخته بودند، بررسی می‌شود:

الف) تا چه میزان ناحیة مخچه در پردازش مطابقة دستوری در افراد دوزبانه نقش دارد؟

ب) چه تفاوتی در کارکرد مخچة چپ ‌و‌ راست برای پردازش همزمان زبان‌های اول و دوم وجود دارد؟

2. روش پژوهش

در شش زیربخش زیر جزئیات مربوط به گزینش شرکت­کنندگان، مواد آزمون، نحوة گردآوری داده­ها، پروتکل تصویربرداری، پیش­پردازش و پردازش تصاویر و نیز تحلیل‌های آماری به‌تفصیل تشریح خواهد شد.

2ـ1. شرکت­کنندگان

بر اساس فراخوان، دانشجویان واجدشرایط مقطع دکتری دعوت به همکاری در یک پژوهش تجربی شدند. از بین داوطلبان، 36 دانشجوی ترک­زبان (21 زن و 15 مرد به‌ترتیب با میانگین سنی و انحراف معیار 5/3±71/27 و 97/2±87/26، در محدودة سنی 22ـ34 سال) انتخاب شدند. در مطالعات fMRI، حداقل حجم نمونه برای هر گروه 15 نفر پیشنهاد شده است (Friston, 2012). همة افراد֯ سالم و طبق گزارش فردی از شنوایی طبیعی نیز برخوردار بودند. شروط ورود آزمودنی‌ها به این مطالعه از این قرار بود: متولد و ساکن استان­های ترک‌زبان ایران تا سن 7 سالگی، راست­دستی، مبتلانبودن به بیماری­های زبانی ـ روانی، حداقل 5 سال سکونت در شهرهای فارسی­زبان، شروع آموزش رسمی زبان فارسی در سن 7 سالگی و داشتن والدین ترک­زبان. بنابر اظهارات شخصی، همة شرکت­کنندگان ترک­زبان در زندگی روزمرة خود با زبان ترکی ارتباط برقرار می­کردند. پس از غربالگری اولیه، افراد ملزم به شرکت در جلسة ارزیابی رفتاری بودند که این جلسه در گروه زبان‌شناسی دانشگاه تربیت ­مدرس برگزار شد. بر اساس آزمون دست­برتری ادینبورگ[44]، همة افراد راست­دست بودند.

به­منظور سنجش ظرفیت حافظة فعال، تکلیف فراخنای خواندن[45] (خدادادی و همکاران، 1393) برای همة افراد اجرا شد. کسب امتیاز 50 (از 100) الزام­آور بود و همة افراد موفق به کسب امتیاز لازم شدند. خودارزیابی بسندگی در زبان‌های فارسی و ترکی با اختلاف اندک بین درک و تولید زبان (6 در برابر 5) عالی بود. مصاحبه­هایی به زبان‌های فارسی و ترکی توسط یک مصاحبه­گر زبان­شناس فارسی­زبان و یک دانشجوی دکتری ترک­زبان انجام شد. در بخشی از این مصاحبه، یک آزمون قضاوت دستوری­بودگی شبیه­سازی­شده از شرکت­کنندگان اخذ شد. باتوجه‌به ماهیت آزمایش اصلی، این خرده‌آزمون (شامل 30 آیتم) به­صورت شنیداری به زبان‌های ترکی و فارسی ارائه و بر این اساس، توانمندی شنیداری و دستوری افراد در هر دو زبان «عالی» تشخیص داده شد.

موقعیت اجتماعی ـ اقتصادی افراد بر اساس شاخص چهار‌عاملی جایگاه اجتماعی ـ اقتصادی (Hollingshead, 1975) بررسی و هیچ اختلافی بین شرکت­کنندگان پژوهش حاضر و گروه کنترل (افراد تک­زبانة فارسی‌زبان با میزان بسندگی زبانی بالا) مشاهده نشد (برای جزئیات بیشتر به پژوهش میکده[46] و همکاران (2021b) مراجعه شود). میزان تسلط دوزبانه­ها به زبان‌های اول و دوم­ بر اساس معیار تسلط دوزبانه (Dunn & Fox Tree, 2009) ارزیابی و اختلاف معناداری[47] مشاهده نشد. همة افراد با رضایت کتبی در آزمایش شرکت و حق­الزحمة حضور دریافت کردند. پژوهش حاضر در کمیتة اخلاق دانشگاه علوم پزشکی ایران (مطابق با اعلامیة هلسینکی) تصویب شده و دارای کد IR.IUMS.REC.1398.465 است.

2ـ2. مواد آزمون

به­منظور بررسی پردازش نحوی سخنگویان دوزبانه یک تکلیف قضاوت دستوری­بودگی شنیداری طراحی شد (Meykadeh et al., 2021a). محرک­ها شامل 64 جملة فارسی و 64 جملة ترکی با ساختار فاعل + مفعول + فعل بود که نیمی از محرک­ها در هر زبان به‌لحاظ نحوی درست و سایر محرک­ها دارای نقض مطابقة فعل ـ فاعل بودند. همة محرک­ها به‌لحاظ معنایی درست بودند و محرک­هایِ به‌لحاظ نحوی درست و نادرست از یکدیگر مشتق نشدند. بنابراین، هر محرک، چه درست و چه نادرست فقط یکبار ارائه شد. زمان گذشتة ساده افعال (بدون هیچ فعل کمکی) استفاده شد.

در محرک­های درست، فاعل اول و سوم شخص مفرد با افعال اول و سوم شخص مفرد و فاعل اول و سوم شخص جمع با افعال اول و سوم شخص جمع همراه بودند. همانگونه که در جدول (1) نشان داده شد[48]، در مقابل، در شرایط نقض مشخصه­های شخص و شمار، فاعل اول و سوم شخص مفرد با افعال اول و سوم شخص جمع و فاعل اول و سوم شخص جمع با افعال اول و سوم شخص مفرد همراه بودند. جملات توسط یک خانم با ریتم طبیعی خوانده و در استودیوی صدابرداری با فرمت WAV ذخیره شد (نرخ نمونه­برداری 16 بیت، 44 کیلوهرتز). روایی محتوایی تکلیف قضاوت دستوری­بودگی به تأیید متخصصین حوزة نحو رسید و میزان اعتبار آن با استفاده از آزمون آلفای کرونباخ[49] 93/0 به دست آمد.

جدول 1. مثال­هایی از مواد آزمون در زبان‌های ترکی و فارسی با حرف­نویسی و ترجمة انگلیسی

* جملات غیردستوری. زیر هجای هدف خط کشیده شده است.

برگرفته از Meykadeh et al., 2021a

2ـ3. نحوة اجرای آزمون

بعد از دریافت آموزش­های لازم دربارة نحوة اجرای تکلیف، شرکت­کنندگان بر اساس دستوری/نادستوری­بودگی جملات پاسخ خود را ثبت کردند. محرک­های شنیداری طراحی­شده توسط نرم­افزار سایکوپای^[50] از طریق هدفون ارائه شد. الگوی تحریک وابسته‌به‌رویداد^[51]، شامل 4 بلوک[52] جملات شنیداری، 4 بازة استراحت[53] و نیز پارادایم زبان‌گردانیِ جایگزین^[54] به­کارگرفته شد. هر بلوک متشکل از 32 بخش^[55] است که برای ثبت پاسخ همودینامیکی^[56] نیز بازه­های زمانی استراحت سی‌ثانیه­ای قبل و بعد از آن تعبیه شد که طی آن هیچ تحریکی ارائه نشد. مدت زمان هر بلوک 318 ثانیه بود. هر بخش شامل یک بوق هشدار یک‌ثانیه­ای، یک جملة سه‌ثانیه­ای و مرحلة پاسخ چهار، پنج یا شش‌ثانیه­ای بود.

به­علت ماهیت شنیداری تکلیف^[57] شناختی، یک علامت (+) در وسط صفحة نمایشگر نمایش داده شد. در هر بلوک، جملات دو زبان به­طور پیوسته تغییر می­کرد (به‌طور مثال، زبان اول، زبان دوم، زبان اول، زبان دوم و ...). محرک­های دستوری ـ نادستوری هر زبان، در هر بلوک به‌طور تصادفی توزیع و به­طور یکسان برای همة شرکت­کننده­ها اجرا شد. مزیت پارادایم زبان‌گردانیِ جایگزین بر دیگر پارادایم­ها، از جمله پارادایم زبان­گردانی توالی ـ محور^[58] این است که شرایط برنامه­ریزی زبانی را برای زبان بعدی فراهم می­کند؛ به­گونه­ای که وضعیت پیش­برنامه­ریزی را در طول پردازش زبان طبیعی تداعی می­کند (Declerck & Philipp, 2015). در دنیای واقعی سخنگویان دوزبانه قادرند هریک از زبان­هایشان را به‌تناسبِ موقعیت به کار ببرند و به­سرعت زبان­گردانی بین دو زبان را انجام دهند. برای هر آزمودنی، اجرای آزمون fMRI به‌انضمام مرحلة آماده­سازی تقریباً 35 دقیقه به طول انجامید. 

2ـ4. پروتکل تصویربرداری

تصاویر fMRI توسط اسکنر MRI سه تسلای زیمنس مدل پریزما^[59] با کویل سر 20 کاناله^[60] در آزمایشگاه ملی نقشه­برداری مغز ثبت شد. در یک جلسه، تصویربرداری ساختاریِ رزولوشن­ بالا و عملکردیِ حالت استراحت از مغز هر فرد انجام شد. پروتکل­ها و پارامترهای مورداستفاده در جدول (2) ارائه شد. تصاویر ساختاری با استفاده از توالی سه­بعدی اکو گرادیانت سریع مغناطشِ آماده­شده[61] و تصاویر عملکردی، به‌صورت تصویربرداری اکو صفحه­ای[62] گرفته شد. زمان تصویربرداریِ عملکردی 1290 ثانیه به طول انجامید. تعداد کل والیوم­ها[63] 430 عدد و هر والیوم نیز حاوی 45 اسلایس بود.

2ـ5. پیش‌­پردازش تصاویر

مطابق مطالعة میکده و همکاران (2023a) و با استفاده از ابزارهای موجود در نرم­افزار FSL مدل 00/6، پیش­پردازش تصاویر به شرح زیر انجام شد:

1ـ  حذف جمجمه و استخراج قشر مغز؛

2ـ انطباق دادة ساختاری T1-MPRAGE بر روی اطلس MNI و سپس انطباق داده­های عملکردی بر آن؛

3ـ تصحیح حرکت سر^[64]؛

4ـ تصحیح زمـان­بندی برش­ها^[65] با استفاده از درون­یابی فوریه[66]؛

5ـ نرم‌کردن مکانی^[67] توسط فیلتر کرنل گوسی[68] با FWHM برابر با 6 میلی­متر؛

6ـ بهنجار‌کردن^[69] دامنة همة حجم­ها در هر نقطة زمانی بر پایة شدت میانگین؛

7ـ فیلترکردن زمانی^[70] توسط فیلتر بالاگذر گوسی با سیــگمای 50 ثانیه؛

8ـ حذف مؤلفه­های نویز[71] از تصاویر پیش­پردازش­شده با استفاده از روش ICA. نهایتاً، از مدل خطی عمومی^[72]، جهت تحلیل سطح اول (اجرای فردی) و دوم (اجرای گروهی) استفاده شد. با استفاده از مدل تأثیر آمیخته^[73]، تحلیل‌های بین­گروهی[74] انجام و وکسل‌هایی با z-stat بالای 1/3 و سطح معناداری کمتر از 05/0 به­عنوان وکسل فعال تشخیص داده شد. فقط جملاتی که به آنها پاسخ درست داده شده بود، در چرخة تحلیل قرار گرفتند. 

2ـ6. روش تحلیل آماری

 جهت تعیین نقش ناحیة مخچه در پردازش همزمان زبان‌های اول و دوم در افراد دوزبانه و مطابق با مطالعات میکده (1400) و میکده و زومر (در دست انتشار)، تحلیلی با رویکرد کل ـ مغز[75] اجرا شد. در ادامه، در یک تحلیلِ ناحیة موردنظر[76]، درصد تغییر سیگنال^[77] به‌عنوان معیار «شدت»^[78] برای هر شرکت­کننده در ناحیة مخچه مطابق با اطلس هاروارد ـ آکسفورد^[79] در FSL محاسبه شد. شدت سیگنال به­عنوان متغیر وابسته و دستوری­بودگی (دستوری، نادستوری)، زبان (زبان اول، زبان دوم)، نیمکره (چپ، راست) و جنسیت (زن، مرد) به‌عنوان متغیرهای مستقل درنظر گرفته شدند. تحلیل آماری با استفاده از نرم­افزار SPSS نسخۀ 26 انجام شد. تغییرات شدت سیگنال از طریق آزمون استنباطی تحلیل واریانس[80] با اندازه‌گیری‌های مکرر[81] 2 × 2 × 2 × 2 بررسی شد.

جدول 2. پروتکل­های تصویربرداری ساختاری و عملکردی

3. یافته‌ها

در این بخش، یافته­های پژوهش، اعم از نتایج رفتاری و آزمایشگاهی در زیربخش­های جداگانه ارائه خواهد شد. به منظور شفاف­سازی نتایج و درک بهتر خوانندگان، نتایج آماری در قالب جداول ارائه و نمودارهای جعبه­ای ضمیمه می­گردد.

3ـ1. یافته‌های رفتاری

شرکت­کننده­ها، به­طور میانگین، به بیش از 99% محرک­ها پاسخ درست دادند. درصد پاسخ درست (و انحراف معیار) برای زبان اول 96/98% (18/1±) و برای زبان دوم 61/99% (79/0±) بود. میانگین زمـــان واکنش (و انحراف معیار) به محرک­های زبان اول و زبان دوم به‌ترتیب 88/0% (37/0±) و 78/0% (36/0±) هزارم­ثانیه بود.

جدول 3. نتایج آزمون­های رفتاری صحت پاسخ و زمان واکنش

شکل 1. تحلیل رفتاری زبان اول (ترکی) و زبان دوم (فارسی). (الف) نمودارهای میله­ای میانگینِ درصدِ پاسخ­های درست به محرک­های دستوری/نادستوری در هر زبان. (ب) نمودارهای جعبه­ای میانگین زمان واکنش به محرک­های دستوری/نادستوری در هر زبان به هزارم‌ثانیه. علامت ستاره نشانة معناداری است (سطح معناداری = 05/0)

نتایج تحلیل واریانس آمیخته 2 × 2 در جدول (3) ذکر شده است. نتایج آزمون تعقیبی نمونة تی‌زوجی[92]، اختلاف معنادار بین پاسخ­های درست به محرک­های دستوری و نادستوری را فقط در زبـــان اول (012/0 = p، 66/2 = ₍₃₅₎ t) و نه در زبان دوم (869/0 = p، 67/1 = ₍₃₅₎ t) تأیید کرد. در ارتباط با زمان واکنش، نتایج آزمون تعقیبی تی­زوجی نشان داد که اختلاف معنادار بین زبان‌ها محدود به زبان اول (000/0 = p، 51/4 = ₍₃₅₎ t) و نه به زبان دوم (546/0 = p، 610/0 = ₍₃₅₎ t) است. نتایج رفتاری در شکل (1) به تصویر کشیده شده است.

3ـ2. یافته‌های فعالیت کل ـ مغز

در سطح کل ـ مغز، فعالیت معنادار سیگنال بولد[93] در حین ارائة محرک­های دستوری و نادستوری هر دو زبان اول و دوم در ناحیة مخچه مشاهده شد (شکل (2)). مقایسة چشمی پنل‌های 1 و 2 حاکی از فعالیت بیشتر زبان اول در مقایسه با زبان دوم و نیمکرة راست در مقایسه با نیمکرة چپ است. براین‌اساس، یک تحلیل مبتنی بر ناحیة موردنظر برای هر دو زبان در مخچة چپ ‌و ‌راست اجرا شد تا الگوی فعالیت محرک­ها در این ناحیة مغزی مشخص گردد (Poldrack, 2007). 

شکل 2. میانگین فعالیت مغزی در ناحیة مخچه هنگام ارائة محرک­های شنیداری (الف) دستوری و (ب) نادستوری زبان اول (1) و محرک­های شنیداری (ج) دستوری و (د) نادستوری زبان دوم (2). 

3ـ3. یافته‌های ناحیة مخچه

شکل (3 الف) موقعیت ناحیة مخچه را در نیمکره­های چپ و راست مغز نشان می­دهد. در ناحیة مخچه، نتایج تحلیل واریانس آمیخته 2 × 2 × 2 × 2 (جدول 3) نشان داد که عامل اصلی دستوری­بودگی به سطح معناداری رسید. مشخصاً، درصد تغییر سیگنال جملات نادستوری (510/4) در مقایسه با جملات دستوری (712/3) بیشتر بود. عامل اصلی زبان با درصد تغییر سیگنال بیشتر برای زبان اول (311/4) نسبت به زبان دوم (911/3) به سطح معناداری رسید. عامل اصلی نیمکره نیز، با درصد تغییر سیگنال بیشتر برای نیمکرة راست (465/4) نسبت به نیمکره چپ (756/3) معنادار بود.

شکل 3. (الف) موقعیت ناحیة مخچه. (ب) نمودارهای جعبه‌­ای نشانگر درصد تغییر سیگنال به‌تفکیک هر نیمکره در زبان اول (ترکی). علامت ستاره نشانة معناداری است.

براین‌اساس، تعامل دو عامل دستوری­بودگی × زبان معنادار بود. با درنظرگرفتن عامل دستوری­بودگی، مشاهده شد که در زبان اول درصد تغییر سیگنال جملات نادستوری (919/4) در مقایسه با جملات دستوری (703/3) بیشتر بود (001/0 > p، 989/5 = ₍₃₅₎ t)، اما در زبان دوم اختلاف معناداری بین درصد تغییر سیگنال جملات نادستوری (101/4) و دستوری (720/3) مشاهده نشد (212/0 = p، 273/1= ₍₃₅₎ t). با در نظر گرفتن عامل زبان، مشاهده شد که در جملات نادستوری درصد تغییر سیگنال در زبان اول (919/4) در مقایسه با زبان دوم (101/4) بیشتر بود (001/0 > p، 811/5 = ₍₃₅₎ t)، اما در جملات دستوری هیچ تفاوتی بین درصد تغییر سیگنال زبان اول (703/3) در مقایسه با زبان دوم (720/3) مشاهده نشد (940/0 = p، 076/0- = ₍₃₅₎ t).

جدول 4. نتایج آزمون تحلیل واریانس آمیخته در ناحیة مخچه

اثر تعاملی دستوری­بودگی × نیمکره نیز به سطح معناداری رسید. با درنظرگرفتن عامل دستوری­بودگی، مشاهده شد که در نیمکرة راست درصد تغییر سیگنال در جملات نادستوری (042/5) در مقایسه با جملات دستوری (887/3) بیشتر بود (001/0 = p، 813/3 = ₍₃₅₎ t)، در نیمکرة چپ هم درصد تغییر سیگنال در جملات نادستوری (978/3) در مقایسه با جملات دستوری (534/3) بیشتر بود (034/0 = p، 206/2 = ₍₃₅₎ t). با درنظرگرفتن عامل نیمکره، مشاهده شد که در جملات نادستوری درصد تغییر سیگنال در نیمکرة راست (042/5) در مقایسه با نیمکرة چپ (978/3) بیشتر بود (004/0 = p، 071/3 = ₍₃₅₎ t)، اما در جملات دستوری هیچ تفاوتی در درصد تغییر سیگنالِ نیمکرة راست (888/3) و نیمکرة چپ (534/3) مشاهده نشد (224/0 = p، 238/1 = ₍₃₅₎ t).

نهایتاً، اثر تعاملی زبان _× نیمکره معنادار بود. با درنظرگرفتن عامل زبان، مشاهده شد که در نیمکرة راست درصد تغییر سیگنال جملات زبان اول (805/4) در مقایسه با زبان دوم (126/4) بیشتر بود (002/0 = p، 449/3 = ₍₃₅₎ t)، اما در نیمکرة چپ اختلاف معناداری بین درصد تغییر سیگنال جملات زبان اول (818/3) و دوم (695/3) مشاهده نشد (443/0 = p، 776/0 = ₍₃₅₎ t). با درنظرگرفتن عامل نیمکره، مشاهده شد که در زبان اول درصد تغییر سیگنال در نیمکرة راست (805/4) در مقایسه با نیمکرة چپ (818/3) بیشتر بود (002/0 = p، 451/3 = ₍₃₅₎ t)، اما در زبان دوم درصد تغییر سیگنال در نیمکرة راست (126/4) در مقایسه با نیمکرة چپ (695/3) تفاوتی نداشت (205/0 = p، 293/1 = ₍₃₅₎ t). شکل (2 ب) نمودار جعبه­ایِ اثرات دستوری­بودگی معنادار را در زبان اول نشان می­دهد. همانگونه که در جدول (3) مشاهده می­شود، جنسیت با سایر عوامل در تعامل نبود. نتایج آزمون­های تی­زوجی برای عامل دستوری­بودگی به‌ازای هر نیمکره و زبان در جدول (5) ذکر شده است.

جدول 5. نتایج آزمون تی­زوجی برای اثر دستوری­بودگی در ناحیة مخچه

4. بحث و نتیجه‌گیری

در پژوهش حاضر، عملکرد ناحیة مخچه در پردازش مطابقة دستوری زبان‌های اول و دوم در دوزبانه­های متوازن ترکی (زبان اول) ـ فارسی (زبان دوم با سن یادگیری 7 سالگی در بدو ورود به مدرسه) بررسی شد. محرک­های دستوری و نادستوری به­صورت تصادفی و محرک­های زبان‌های اول و دوم به­صورت متوالی توزیع شدند که این مسأله مستلزم مشارکت و عدم‌مشارکت متناوب بین زبان­هاست. در سطح کل ـ مغز، حساسیت ناحیة مخچة چپ و راست به محرک­های دستوری و نادستوری هر دو زبان اول و دوم در دوزبانه­های ترکی ـ فارسی مشاهده شد که این مسأله از نقش این ناحیه در پردازش زبان در افراد دوزبانه حکایت دارد (De Smet et al., 2013; Mariën et al., 2014; Mariën & Borgatti, 2018).

تحلیل مبتنی بر ROI، دو یافتة مهم دربرداشت. اولاً، اثر دستوری­بودگی در نیمکرة راست محرز شد که این نکته مؤید مطالعات پیشین در گروه­های نرمال (Mariën et al., 2014) و بیمار است (Silveri et al., 1994; Mariën et al., 1996; Gasparini et al., 1999). مهم­ترین استدلال در حمایت از نقش مخچة راست در پژوهش حاضر، فعالیت همزمان نواحی پارس­آپرکولایس، شکنج فوقانی­گیجگاهی­خلفی و مخچة راست است (به پژوهش میکده و همکاران (2021a) مراجعه شود) که با نتایج برکن[94] و همکاران (2016) همسو است. البته این پژوهشگران دوزبانه­های فرانسوی ـ انگلیسی را با تکنیک تصویربرداری تشدید مغناطیسی در حالت استراحت^[95] بررسی کردند و اتصالات کارکردی بین شکنج‌فرونتال­تحتانی چپ و مخچة چپ و راست را مشاهده کردند. باوجوداین، نکتة حائز‌اهمیت این است که یافته­های دوزبانه­های مطالعة حاضر که زبان دوم را از سن 7 سالگی آموخته بودند، با دوزبانه­های همزمان پژوهش برکن و همکاران (2016) ـ که هر دو زبان اول و دوم را از بدو تولد آموخته بودند (و نه دوزبانه­های متوالی که از سن 5 سالگی زبان دوم را فراگرفته بودند) ـ هم­راستا بود. لذا، این همسویی خود مؤید بسندگی بالای دوزبانه‌های ترکی ـ فارسی حاضر در زبان دوم است. دوماً، اثر دستوری­بودگی فقط در زبان اول تأیید شد. طبق فرضیة آستانة فعالیت (Paradis, 1993; 2001)، به  نظرمی‌رسد که در پژوهش حاضر دوزبانه­های ترکی ـ فارسی در حین زبان­گردانی زبان ترکی را به­عنوان زبان پایه و زبان فارسی را به‌عنوان زبان مهمان انتخاب کرده­اند.

اگرچه هر دو زبان ترکی و فارسی فعال هستند، اما زبان ترکی به‌عنوان زبان غالب فعالیت قوی­تری دارد (Green, 1998) که این مسأله اثرات تغییر نامتقارن^[96] را ایجاد کرده است (Zhu, et al., 2020). در بافت زبان‌گردانی، هنگامیکه (از بین دو زبان) تغییر به­سمت محرک­های زبان اول انجام می­شود، لازم است مهار زبان اول (که فعالیت بیشتری داشت) در طول پردازش جملات زبان دوم برطرف شود که این مسأله خود منجر به فعالیت بیشتر نواحی درگیرِ فرایندِ مهار می­شود (Meykadeh et al., 2021a).

نتایج رفتاری دوزبانه­ها در پژوهش حاضر نیز در راستای داده­های fMRI است. درواقع، شرکت‌کنندگان زمان بیشتری را برای پردازش جملات زبان اول در مقایسه با زبان دوم صرف کردند، زیرا تغییر به زبان پایه (زبان ترکی) مستلزم زمان بیشتری است تا به مهار قبلی که به این زبان اعمال شده بود، غلبه گردد؛ ضمن اینکه پردازش زبان اول با خطای بیشتری همراه بود و این مسأله به فعالیت مغزی بیشتر منتهی شد. به‌بیان‌دقیق‌تر، ازآنجاکه زبان دوم زبان ضعیف‌تری محسوب می­شود، کنترل شناختی مضاعفی لازم است تا زبان دوم پس از تولید زبان اول بازفعال شود (Zhu, et al., 2020). به­طورکلی، نتایج فعلی اهمیت ناحیة مخچه راست را در پردازش زبان دوزبانه­ها نشان داد. ضمناً، به­نظر می­رسد در افراد دوزبانه ناحیة مخچه نقش ویژه­ای در کنترل زبان دارد.

سپاسگزاری

این مقاله بخشی از یک طرح پژوهشی است که از حمایت مالی ستاد توسعة علوم و فناوری‌های شناختی (کد 7401) و وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ایران جهت تکمیل اهداف پروژه در دانشگاه هومبولت برلین[97] (آلمان) تحت راهنمایی نویسندة دوم این مقاله برخوردار بوده است. بدین‌وسیله مراتب تشکر و امتنان خود را از همکاری آن سازمان متبوع اعلام می دارم.

[1]. cerebellum

[2]. cerebrum

[3]. contralateral

[4]. pons

[5]. deep cerebellar nuclei

[6]. thalamus

7. lateralization
8. Imamizu, H.

[9]. tracking task

10. Mariën, P.
11. cost
12. language switching
13. pathology
14. Silveri, M. C.
15. basal ganglia
16. Justus, T.
17. lateral-frontal lobes
18. resting-state functional Magnetic Resonance Imaging (rs-fMRI)
19. functional connectivity
20. inferior-frontal cortex
21. simultaneous bilinguals
22. sequential bilinguals
23. agrammatism 
24. Gasparini, M.
25. auditory grammaticality judgment
26. canonical word-order
27. 6. Broca patients

[28]. اغلب پژوهشگران یا دو گروه افراد دوزبانه با میزان بسندگی مختلف (مثلاً بسندگی بالا و پایین) را به کار گرفته­اند یا دو گروه با سنین یادگیری متفاوت.

2. Kovelman, I.
3. Pliatsikas, C.
4. morphometry
5. voxel-based
6. cognitive control

[34]. competence

8. activation threshold hypothesis

[36]. base language

2. 2. guest language
3. subject-object-verb (SOV)
4. verbal agreement
5. shared syntax account
6. balanced bilingual

دوزبانة متوازن به کسی اطلاق می­گردد که تسلطش به هر دو زبان یکسان است (پورمحمد، 1397). 

7. normal
8. functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI)
9. Edinburgh handedness inventory(EHI)
10. reading span test
11. Meykadeh, A.
12. significant

[48]. لیست کامل محرک­ها در مقالة میکده و همکاران (2023a) ارائه شده است.

1. Cronbach’s alpha
2. psychoPy
3. event-related design
4. block
5. resting period
6. alternating language switching paradigm
7. run
8. hemodynamic baseline
9. task
10. sequence-based language switching paradigm
11. 3.0 tesla siemens prisma MRI scanner
12. 20 channel head coil

[61]. three-dimension magnetization-prepared rapid gradient-echo (MP-RAGE) sequence

4. echo planner imaging (EPI)

[63] volume

هر والیوم واحد، متشکل از عناصر مکعبی­شکل به نام وکسل است.

6. head motion correction
7. slice timing correction
8. Fourier interpolation
9. spatial smoothing
10. 10. gaussian kernel
11. normalization
12. temporal filtering
13. noise
14. generalized linear model (GLM)
15. mixed effects

[74]. between-subjects 

7. whole-brain
8. 8. region-of-interest analysis (ROI)
9. 9. percent signal change (PSC)
10. 10. intensity
11. 11. Harvard-Oxford atlas
12. analysis of variance
13. 13. repeated measures
14. voxel size
15. matrix size
16. echo time
17. repetition time
18. slice thickness
19. field of view
20. flip angle
21. eta squared (η2)

3. F-test
4. post-hoc paired sample t-test
5. blood-oxygen-level-dependent (BOLD)
6. Berken, J. A.

[95]. تشریح تفاوت بین fMRI در حالت استراحت و تکلیف ـ محور (Task-based) خارج از حوصلة پژوهش حاضر است. خوانندگان علاقه‌مند می­توانند برای اطلاعات بیشتر به پژوهش میکده و همکاران (2023b) مراجعه کنند.

3. asymmetrical switch effects

[97]. Humboldt-Universität zu Berlin