Document Type : Research Paper

Authors

1 PhD in Linguistics, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

2 Professor of Psychology - Humboldt University of Berlin, Berlin, Germany

3 Assistant Professor of Neuroscience, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

Abstract

The cerebellum is linked to all the key regions of the language control network. Currently, the cerebellum is recognized to be involved in the networks that handle grammatical aspects. Clinical and neuroimaging studies have confirmed cerebellar contributions to grammar processing. The present study intended to investigate the activity of the cerebellum in alternating L1-L2 processing in balanced bilinguals. We selected 35 Turkish-Persian bilinguals (21 women) who had learned their second language at the age of 7. Based on the Bilingual Dominance Scale, there was no significant difference between the high proficiency levels of the participants in L1 (Turkish) and L2 (Persian). Participants carried out an auditory grammaticality judgment task in an alternative language-switching paradigm while fMRI images were acquired using a standard protocol. Combining a whole-brain and regions-of-interest (ROIs) approach, we examined event-related fMRI during syntactic processing. Following the identification of the activity of the bilateral cerebellum at the whole-brain level according to the Harvard-Oxford Atlas in FSL, percent signal change was extracted per participant as an intensity measure in the cerebellar region and statistically analyzed in SPSS. The results indicate a right hemispheric superiority in bilingual language processing, confirming that the right cerebellum is more involved in language control. Furthermore, bilinguals have shown stronger activation for L1 as compared to L2 in the cerebellum, substantiating the reversed language dominance effects.

Introduction

The cerebellum, located at the back of the brain beneath the occipital lobes, contains approximately 80% of all brain neurons, but constitutes only approximately 10% of brain volume. Despite the fact that this brain region was previously known as a nervous system for movement control, many studies have confirmed that the cerebellum plays an important role in behavioral, sensory, and cognitive functions, including non-motor language functions. Hemispheric cerebellum asymmetry of functional activation during language processing is also reported. Due to the role of the cerebellum in language processing, we examined its contribution to morphosyntactic processing.
The main research questions are as follows:
RQ1. To what extent is the Cerebellum involved in the processing of grammatical agreement by balanced bilinguals?
RQ2. Does the left and right cerebellum act differently for the simultaneous processing of the L1 and L2?
To answer the research questions guiding this study, a bilingual task with an alternating language-switching paradigm was developed. In this task, brain imaging was performed using event-related fMRI while the participants listened to a total of 128 sentences in two Turkish and Persian languages.

Literature Review

Using normal participants, Kovelman et al. (2008) examined 11 Spanish-English bilinguals and 10 English monolinguals during a syntactic judgment task. Bilinguals received their bilingual exposure before age 5. Monolinguals were presented with 40 English sentences and bilinguals were presented with 40 English and 40 Spanish sentences. Based on their findings, although the activity of the cerebellum was detected in both bilinguals and monolinguals, bilinguals showed a stronger effect in the cerebellum as compared to the monolinguals. Given that no neuroimaging study to date has examined the pattern of brain activity within the same individuals in Planum Temporale, we aimed to contribute to the literature about morphosyntactic analysis of L1 and L2 in two Subject-Object-Verb (SOV) languages.
 
 

Methodology

In this section, the applied methods and procedures including the choice of participants and stimuli followed by a description of the fMRI data acquisition and preprocessing are presented.
3.1. Participants
To allow for reliable ROI-based analysis, 36 right-handed and balanced Turkish-Persian bilingual students were recruited to participate in this study. All participants were native speakers of Turkish and learned Persian at school from the age of seven. Participants' language proficiency levels were assessed by the Bilingual Dominance Scale (BDS) and no significant difference was observed between Turkish and Persian (i.e., between L1 and L2) in language dominance.
3.2. Materials and Procedure
During a bilingual grammaticality judgment task, participants heard 128 test sentences (64 in L1 and 64 in L2, with 50% violation per language) and made their judgment by pressing a button. Stimuli were presented using the Psychtoolbox in MATLAB via headphones. Stimuli were randomized for each condition, but alternated in a fixed sequence for language.
3.3. Imaging
MRI data were collected in NBML, Tehran, Iran, using a Siemens Prisma 3T scanner with a 20-channel head coil. For each participant, a high-resolution T1-weighted anatomical scan was acquired (TR = 1800msec, TE = 3053 msec, flip angle: 7°, 192 axial slices, slice thickness = 1 mm, field of view (FOV) = 256 mm2, 256 × 256 acquisition matrix, voxel size: 1×1×1 mm). After the anatomical scan, participants underwent a 21.5-min fMRI scan that used a whole brain echo planar imaging (EPI) sequence (TE: 30 ms, TR: 3000 ms, flip angle: 90°, slice thickness: 3 mm, voxel size: 3×3×3 mm, matrix size: 64×64, FOV: 192 mm2, 430 volumes and 45 axial slices per volume).
3.4. Data preprocessing
Processing of the fMRI data was carried out using FEAT in FSL. Preprocessing steps included motion correction, slice-timing correction, non-brain removal using BET, spatial smoothing (6 mm FWHM), normalization, temporal filtering (with sigma = 50.0 s), and exploratory ICA-based data analysis. Statistical analyses of fMRI data were conducted using general linear modeling (GLM), as implemented in FSL. Z statistic images were thresholded using clusters determined by Z > 3.1 and a (corrected) cluster significance threshold of P < 0.05. After detecting the Cerebellum activation in the whole-brain analysis, percent signal changes were extracted as an intensity measure in this brain region. All statistical analyses were conducted in IBM SPSS Statistics 26.

Results

In this section, results are presented starting with the whole-brain findings followed by the detection of cerebellum activity.
4.1. Whole-brain results
Widespread significant BOLD activation was found during the presentation of the sentences of L1 and L2 in the Cerebellum relative to the baseline (Figure 1). Visual inspection of panels 1 and 2 indicates more activity in L1 as compared to L2. Therefore, an ROI-based analysis was performed for both languages in the bilateral cerebellum to determine the activity pattern of the stimuli in this brain area.
Figure 1.
Whole-brain clusters (dark blue) of BOLD activation for (A) L1 and (B) L2 sentences in the Cerebellum, projected onto surface templates using MRIcroGL software in two experimental conditions including (from left to right) Ungrammatical and Grammatical conditions relative to the baseline.

4.2. Results of the region of Cerebellum
The location of the Cerebellum is rendered in Figure 2. A significant main effect of Grammaticality was found, indicating a stronger activation for ungrammatical as compared to grammatical conditions (4.510 vs. 3.712 PSC). There was also a significant main effect of Language, indicating that the L1 conditions generated stronger effects than the L2 conditions (4.312 vs. 3.911 PSC). The main effect of the Hemisphere was also significant with a higher PSC for the right (4.465) than that for the left hemisphere (3.756). A separate t-test of the grammaticality effects per language in Cerebellum showed that it was significant for L1 but not for L2. In L1, post-hoc analysis indicated a right hemispheric superiority in our participants.
 
 
Figure 2.
(A). Location of Cerebellum (in yellow). (B) Box plots of percent signal change (PSC) values for L1 in Cerebellum per hemisphere and condition. *p < 0.05


Conclusion

The present ROI-based analysis has two important findings. First, the grammaticality effect was detected in the right hemisphere, which confirms previous studies in normal (Marien et al. 2014) and patients (Silveri et al., 1994; Marien et al., 1996; Gasparini et al. ., 1999). The most important argument in support of the role of the right cerebellum in the present study is the simultaneous activity of the Pars opercularis, posterior Superior Temporal Gyrus (pSTG) and the right Cerebellum (see also Meykadeh et al., 2021a) which is consistent with the findings of Berken et al. 2016. Berken and his colleague examined the French-English bilinguals during resting-state fMRI and observed functional connections between the left inferior frontal gyrus and the bilateral Cerebellum. Second, the grammaticality effect was significantly stronger in L1 than in L2 in the Cerebellum region. In line with the activity threshold hypothesis (Paradis, 1993; 2001), our participants regarded Turkish (L1) as the base language and Persian (L2) as the guest language during language exchange.
Acknowledgments
This work was supported by the Cognitive Sciences and Technologies Council of Iran (Grant agreement, no. 7401); a Doctoral Dissertation Grant from the Department of Linguistics, Tarbiat Modares University, a Scholarship Fund (Ph.D. Visiting Scholar Program) from the Iranian Ministry of Science, Research and Technology.

Keywords

  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؟

 

 

  1. 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

زبان دوم

زبان اول

 

*ما1.pl بدهکاریمان را پرداختم.1.sg

*Ma1.pl bedehkari-ye-mân râ pardâxtam1.sg.

We debt-HI-OBJ-CLT.Def pay.PAST-1SG

(We paid our debts.)

نقض مطابقة دستوری

*بیز1.pl کیتابلاریمیزی گتیردیم1.sg.

*Biz kitâb-lar-i-mizi gatirdim.

We book-PL-HI-OBJ-CLT.Def bring-PAST-1SG

(We brought our books)

 

من1.sg نظرش را پذیرفتم1.sg.

Man1.sg nazar-aš râ paziroftam1.sg.

I offer-OBJ-CLT.Def accept.PAST-1SG

(I accepted her/his offer.)

مطابقة دستوری

من1.sg پالتارمی یودوم1.sg.

Man1.sg pâltâr-e-mi yudum1.sg.

I cloth-HI-OBJ-CLT.Def wash.PAST-1SG

(I washed my cloth.)

* 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

نام پروتکل

T1-weighted MP-RAGE

(ساختاری)

T2-weighted EPI-BOLD

(عملکردی)

اندازة وکسل[82] (mm3)

1 × 1 × 1

3 × 3 × 3

اندازة ماتریس[83] (mm2)

256

64

زمان اکو[84] (TE) (ms)

53/3

30

زمان تکرار[85] (TR) (ms)

1800

3000

ضخامت اسلایس[86] (mm)

1

3

میدان دید[87] (FOV) (mm2)

256

192

زاویة چرخش[88] α (deg)

90°

  1. 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

مجذور اتا[89]

معناداری

درجه آزادی[90]

آمارة F[91]

منبع تغییرات

آزمون رفتاری

273/0

001/0

1

750/12

دستوری­بودگی

صحت پاسخ

353/0

001/0>

1

556/18

زبان

179/0

010/0

1

389/7

دستوری­بودگی × زبان

122/0

037/0

1

739/4

دستوری­بودگی

زمان واکنش

209/0

005/0

1

981/8

زبان

104/0

055/0

1

954/3

دستوری­‌بودگی × زبان

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

مجذور اتا

معناداری

درجه آزادی

آمارة F

منبع تغییرات

355/0

001/0>

1

126/18

دستوری­بودگی

125/0

137/0

1

732/1

دستوری­بودگی × جنسیت

242/0

003/0

1

512/10

زبان

001/0

847/0

1

038/0

زبان × جنسیت

155/0

019/0

1

069/6

نیمکره

000/0

942/0

1

005/0

نیمکره × جنسیت

187/0

010/0

1

566/7

دستوری­بودگی × زبان

011/0

544/0

1

375/0

دستوری­بودگی × زبان × جنسیت

178/0

012/0

1

138/7

دستوری­بودگی × نیمکره

069/0

127/0

1

452/2

دستوری­بودگی × نیمکره × جنسیت

120/0

042/0

1

498/4

زبان × نیمکره

003/0

754/0

1

100/0

زبان × نیمکره × جنسیت

082/0

096/0

1

935/2

دستوری­بودگی × زبان × نیمکره

007/0

622/0

1

248/0

دستوری­بودگی × زبان × نیمکره × جنسیت

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

آماره t

میانگین شدت تغییر سیگنال (%) (انحراف معیار)

زبان

نیمکره

*586/2

022/1

648/0 (48/1)

238/0 (38/1)

زبان اول

زبان دوم

چپ

***554/5

197/1

789/1 (90/1)

417/0- (73/0)

زبان اول

زبان دوم

راست

  1. 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

  1. lateralization
  2. Imamizu, H.

[9]. tracking task

  1. Mariën, P.
  2. cost
  3. language switching
  4. pathology
  5. Silveri, M. C.
  6. basal ganglia
  7. Justus, T.
  8. lateral-frontal lobes
  9. resting-state functional Magnetic Resonance Imaging (rs-fMRI)
  10. functional connectivity
  11. inferior-frontal cortex
  12. simultaneous bilinguals
  13. sequential bilinguals
  14. agrammatism 
  15. Gasparini, M.
  16. auditory grammaticality judgment
  17. canonical word-order
  18. 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.

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

[34]. competence

  1. activation threshold hypothesis

[36]. base language

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

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

  1. normal
  2. functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI)
  3. Edinburgh handedness inventory(EHI)
  4. reading span test
  5. Meykadeh, A.
  6. 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

  1. echo planner imaging (EPI)

[63] volume

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

  1. head motion correction
  2. slice timing correction
  3. Fourier interpolation
  4. spatial smoothing
  5. 10. gaussian kernel
  6. normalization
  7. temporal filtering
  8. noise
  9. generalized linear model (GLM)
  10. mixed effects

[74]. between-subjects 

  1. whole-brain
  2. 8. region-of-interest analysis (ROI)
  3. 9. percent signal change (PSC)
  4. 10. intensity
  5. 11. Harvard-Oxford atlas
  6. analysis of variance
  7. 13. repeated measures
  8. voxel size
  9. matrix size
  10. echo time
  11. repetition time
  12. slice thickness
  13. field of view
  14. flip angle
  15. eta squared (η2)

  1. F-test
  2. post-hoc paired sample t-test
  3. blood-oxygen-level-dependent (BOLD)
  4. 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.

  1. asymmetrical switch effects

[97]. Humboldt-Universität zu Berlin

Antón, E., Carreiras, M., & Duñabeitia, J. A. (2019). The impact of bilingualism on executive functions and working memory in young adults. PLoS One, 14(2), 1-30. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206770
Berken, J. A., Chai, X., Chen, J. K., Gracco, V. L., & Klein, D. (2016). Effects of early and late bilingualism on resting-state functional connectivity. The Journal of Neuroscience, 36(4), 1165–1172. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1960-15.2016
Bialystok, E., Craik, F. I., & Ryan, J. (2006). Executive control in a modified antisaccade task: Effects of aging and bilingualism. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 32(6), 1341-1354. https://doi.org/10.1037/0278-7393.32.6.1341
Bialystok, E., Craik, F. I., & Freedman, M. (2007). Bilingualism as a protection against the onset of symptoms of dementia. Neuropsychologia, 45(2), 459-464. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2006.10.009
Buckner R. L. (2013). The cerebellum and cognitive function: 25 years of insight from anatomy and neuroimaging. Neuron, 80(3), 807-815. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.10.044
Comrie, B. (2009). The World’s Major Languages (2nd ed.). London: Routledge.
Declerck, M., & Philipp, A. M. (2015). A review of control processes and their locus in language switching. Psychonomic Bulletin & Review, 22(6), 1630-1645. https://doi.org/10.3758/s13423-015-0836-1
De Smet, H. J., Paquier, P., Verhoeven, J., & Mariën, P. (2013). The cerebellum: Its role in language and related cognitive and affective functions. Brain and Language, 127(3), 334-342. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2012.11.001
Dunn, A. L., & Fox Tree, J. E. (2009). A quick, gradient Bilingual Dominance Scale. Bilingualism: Language and Cognition, 12(3), 273–289. 
Friston K. (2012). Ten ironic rules for non-statistical reviewers. NeuroImage, 61(4), 1300-1310. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.04.018
Gasparini, M., Di Piero, V., Ciccarelli, O., Cacioppo, M. M., Pantano, P., & Lenzi, G. L. (1999). Linguistic impairment after right cerebellar stroke: A case report. European Journal of Neurology, 6(3), 353-356. https://doi.org/10.1046/j.1468-1331.1999.630353.x
Green, D. W. (1998). Mental control of the bilingual lexico-semantic system. Bilingualism: Language and Cognition, 1, 67-81. https://doi.org/10.1017/S1366728998000133
Hartsuiker, R. J., Pickering, M. J., & Veltkamp, E. (2004). Is syntax separate or shared between languages? Cross-linguistic syntactic priming in Spanish-English bilinguals. Psychological Science, 15(6), 409-414. https://doi.org/10.1111/j.0956-7976.2004.00693.x
Herculano-Houzel S. (2010). Coordinated scaling of cortical and cerebellar numbers of neurons. Frontiers in Neuroanatomy, 4(12), 1-8. https://doi.org/10.3389/fnana.2010.00012
Herculano-Houzel S. (2012). The remarkable, yet not extraordinary, human brain as a scaled-up primate brain and its associated cost. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109, 10661-10668. https://doi.org/10.1073/pnas.1201895109
Hollingshead, A. (1975). Four factor index of social status. [Unpublished Manuscript]. New Haven, CT: Yale University Department of Sociology.
Imamizu, H., Kuroda, T., Miyauchi, S., Yoshioka, T., & Kawato, M. (2003). Modular organization of internal models of tools in the human cerebellum. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 100(9), 5461-5466. https://doi.org/10.1073/pnas.0835746100
Justus T. (2004). The cerebellum and English grammatical morphology: evidence from production, comprehension, and grammaticality judgments. Journal of Cognitive Neuroscience, 16(7), 1115-1130. https://doi.org/10.1162/0898929041920513
Khodadadi, M., Asadzadeh, H., Kalantar Ghoreishi, M., & Amani, H. (2014). Working Memory Test. Daneman M. & Carpenter P. A., Software. Tehran: Institute for Behavioral & Cognitive Sciences. [In Persian]
Kovelman, I., Baker, S. A., & Petitto, L. A. (2008). Bilingual and monolingual brains compared: A functional magnetic resonance imaging investigation of syntactic processing and a possible “neural signature” of bilingualism. Journal of Cognitive Neuroscience, 20(1), 153-169. https://doi.org/10.1162/jocn.2008.20011
Lerman, A., & Obler, L. K. (2017). Aging in bilinguals: Normal and abnormal. In A. Ardila, A. B. Cieślicka, R. R. Heredia & M. Rosselli (Eds.), Handbook of Psychology of Bilingualism: The Cognitive and Emotional World of Bilinguals (Vol. 5) (pp. 189-210). Switzerland. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-64099-0_8
Mariën, P., Saerens, J., Nanhoe, R., Moens, E., Nagels, G., Pickut, B. A., Dierckx, R. A., & De Deyn, P. P. (1996). Cerebellar induced aphasia: Case report of cerebellar induced prefrontal aphasic language phenomena supported by SPECT findings. Journal of the Neurological Sciences, 144 (1-2), 34-43. https://doi.org/10.1016/s0022-510x(96)00059-7
Mariën, P., Ackermann, H., Adamaszek, M., Barwood, C. H., Beaton, A., Desmond, J., De Witte, E., Fawcett, A. J., Hertrich, I., Küper, M., Leggio, M., Marvel, C., Molinari, M., Murdoch, B. E., Nicolson, R. I., Schmahmann, J. D., Stoodley, C. J., Thürling, M., Timmann, D., Wouters, E., & Ziegler, W. (2014). Consensus paper: Language and the cerebellum: an ongoing enigma. Cerebellum, 13(3), 386-410. https://doi.org/10.1007/s12311-013-0540-5
Mariën, P., & Borgatti, R. (2018). Language and the cerebellum. Handbook of Clinical Neurology154, 181–202. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63956-1.00011-4
Meykadeh, S. (2021). An investigation of the effects of language proficiency and age of acquisition on neural organization for morphosyntactic processing using ERPs and fMRI [Doctoral dissertation, Tarbiat Modares University]. [In Persian]
Meykadeh, A., Golfam, A., Batouli, S. A. H., & Sommer, W. (2021a). Overlapping but language-specific mechanisms in morphosyntactic processing in highly competent L2 acquired at school entry: fMRI evidence from an alternating language switching task. Frontiers in Human Neuroscience, 26 (15), 1-13. https://doi.org/10.3389/fnhum.2021.728549
Meykadeh, A., Golfam, A., Nasrabadi, A. M., Ameri, H., & Sommer, W. (2021b). First Event-Related Potentials evidence of auditory morphosyntactic processing in a subject-object-verb nominative-accusative language (Farsi). Frontiers in Psychology, 16 (12), 1-9. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2021.698165
Meykadeh, S., Golfam, A., Batouli, S. A. H., & Sommer, W. (2023a). The neural basis of Number and Person phi-features processing: An fMRI study in highly proficient bilinguals. Bilingualism: Language and Cognition, 1–16. https://doi.org/10.1017/S1366728923000615
Meykadeh, S., Khadem, A., Sulpizio, S., & Sommer, W. (2023b). Functional connectivity during morphosyntactic processing: An fMRI study in balanced Turkish-Persian bilinguals. Journal of Neurolinguistics, 68 (101162), 1-12. https://doi.org/10.1016/j.jneuroling.2023.101162
Meykadeh, S., & Sommer, W. (In press). No sex differences in phi-features processing in balanced bilinguals: A functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) study. Iranian Journal of Comparative Linguistics Research.
Ogawa, S., Menon, R. S., Tank, D. W., Kim, S. G., Merkle, H., Ellermann, J. M., & Ugurbil, K. (1993). Functional brain mapping by blood oxygenation level-dependent contrast magnetic resonance imaging: A comparison of signal characteristics with a biophysical model. Biophysical Journal, 64(3), 803-812. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(93)81441-3
Paradis, M. (1993). Linguistic, psycholinguistic, and neurolinguistic aspects of “interference” in bilingual speakers: The activation threshold hypothesis. International Journal of Psycholinguistics, 9, 133-145.
Paradis, M. (2001). An integrated neurolinguistic theory of bilingualism (1976–2000). Paper Presented at the LACUS Forum 27, (pp. 5-15). Houston, TX.
Pliatsikas, C., Johnstone, T., & Marinis, T. (2014). Grey matter volume in the cerebellum is related to the processing of grammatical rules in a second language: A structural voxel-based morphometry study. Cerebellum13(1), 55-63. https://doi.org/10.1007/s12311-013-0515-6
Poldrack, R. A. (2007). Region of interest analysis for fMRI. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 2(1), 67-70. https://doi.org/10.1093/scan/nsm006
Pourmohammad, M. (2019). Psycholinguistics. Tehran: samt. [In Persian]
Silveri, M. C., Leggio, M. G., & Molinari, M. (1994). The cerebellum contributes to linguistic production: A case of agrammatic speech following a right cerebellar lesion. Neurology44(11), 2047-2050. https://doi.org/10.1212/wnl.44.11.2047
Silveri M. C. (2021). Contribution of the cerebellum and the basal ganglia to language production: Speech, word fluency, and sentence construction-evidence from pathology. Cerebellum, 20(2), 282-294. https://doi.org/10.1007/s12311-020-01207-6
Strick P. L. (1985). How do the basal ganglia and cerebellum gain access to the cortical motor areas? Behavioral Brain Research18(2), 107-123. https://doi.org/10.1016/0166-4328(85)90067-1
Wang, Y., Kuhl, P. K., Chen, C., & Dong, Q. (2009). Sustained and transient language control in the bilingual brain. NeuroImage47(1), 414-422. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2008.12.055
Zhu, J. D., Seymour, R. A., Szakay, A., & Sowman, P. F. (2020). Neuro-dynamics of executive control in bilingual language switching: An MEG study. Cognition199, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2020.104247