辽宁师范大学刘欢欢课题组发文：模仿学习与共同在场学习对构词规则习得的影响：基于fNIRS超扫描的研究
研究背景
随着个体的发展与成熟，他们会获得新的语言知识，这些知识通常是在他人参与的社交场景中习得的。快速映射理论指出，构词法规则的学习涉及词汇与词义之间的映射关系，而这一过程与社会环境有着密切的关联。例如，儿童在家庭中观察照顾者的生活经验，并在照顾者或教师的指导下，通过模仿学习和共同在场学习与同伴互动。因此，学习被视为个体与其社会环境相互作用的结果。模仿学习和共同在场学习被认为是社会学习的常见形式。本研究旨在探讨模仿学习与共同在场学习对构词法规则习得的不同影响。
研究方法
本研究采用功能近红外光谱（fNIRS）超扫描技术，记录120名健康成年人在模仿学习和共同在场学习过程中习得构词规则的认知神经机制。实验设计为2（单词学习类型：被试内，简单构词规则vs. 困难构词规则）× 2（社会学习类型：被试间，模仿学习vs. 共同在场学习）的混合设计。同时，我们使用FDR校正方法来控制假阳性率。
图1 模仿学习（a1）和共同在场学习（a2）条件下的实验设计，以及单个试次中简单（b1）和困难（b2）构词规则的学习过程。
实验结果
行为结果显示，模仿学习显著提高了困难构词规则的正确率。
图3 学习构词规则的正确率。
注：“Easy”指学习构词规则容易的单词，而“difficult”则指学习困难构词规则的单词。彩色圆点表示每位学习者在不同条件下的平均准确率，黑色水平线表示小提琴图中的中位数，黑点表示极值，方框表示四分位数（75%和25%）。彩色星号标示出相应条件之间的显著差异（p < .05）。
表征相似性（RSA）结果与脑间同步性（IBS）分析表明，与模仿学习条件相比，在共同在场学习条件下，学习困难构词规则时，左额中回（LMFG）表现出更高的表征相似性。
图4 学习构词规则的表征相似性和同步性。
注：我们在左额中回中获得了4 × 4的表征不相似性矩阵。每个矩阵单元表示一个学习者在所有试次中的表现。示范者和模仿者的表征不相似性矩阵分别如（a1）和（a2）所示，而共同学习者的表征不相似性矩阵则如（b1）和（b2）所示。不相似性值范围从0到1，其中接近0表示神经模式高度相似，1则表示相似度较低。示范者、模仿者和共同学习者的表征不相似性矩阵用于计算相似性神经表征（c）。在学习任务期间，成对学习者的HbO浓度时间序列之间的脑间同步性频率范围为0.12 - 0.31 Hz，数值越高表示脑间同步性越强（d, e）。左额中回的表征相似性和脑间同步性（f）的小提琴图显示了显著差异（p < .05，FDR校正）。在左额中回（g）中，显示了共同学习者之间的脑间同步性。在小提琴图中，彩色点反映了每位学习者在不同条件下的平均值，黑线表示中位数，黑点表示极值，方框表示四分位数（75%和25%）。**符号表示其对应条件之间存在显著差异。
我们的研究结果表明，在模仿学习过程中，模仿者在学习困难构词规则时的正确率高于共同在场学习环境。模仿学习通过观察示范者的行为并复制该行为，能够减少错误并提高学习效率。此外，我们发现，在前额叶皮层的一个亚区，模仿学习与更高的脑间同步性相关，尤其是在学习困难构词规则时，与共同在场学习相比。格兰杰因果关系（GC）分析显示，在学习困难构词规则的模仿阶段，模仿学习诱发了更强的同步信息单向传递。具体而言，两个大脑之间的脑间同步性方向主要是从模仿者指向示范者，并且主要集中在右额上回（RSFG）。
图5右额上回中的脑间同步性和格兰杰因果关系揭示成对学习者在词汇学习过程中的表现。
（a, b）模仿阶段中HbO浓度时间序列之间的脑间同步性，频率范围为0.12 - 0.31赫兹。数值越高，表示脑间同步性越强。我们从两个方向分析了格兰杰因果关系，即从模仿者到示范者及其反向关系。图（d）的箭头指示模仿阶段脑间同步性的方向。两个方向上的平均格兰杰因果关系分别用红色和蓝色箭头表示，结果显示从模仿者到示范者（红色实线）的平均因果关系显著高于反向的平均因果关系（蓝色实线）。右额上回包含通道9、10和12。脑间同步性（c）和格兰杰因果关系（e）的小提琴图展示了显著差异（p < .05，FDR校正）。在小提琴图中，彩色点反映了每位学习者在不同条件下的平均值，黑线表示中位数，黑点表示极值，方框表示四分位数（75%和25%）。**符号表示其对应条件之间存在显著差异。
共同在场的学习增强了共学习者左额中回之间的脑间同步性和表征相似性。相比之下，模仿学习则增加了右侧额上回的脑间同步性，并且格兰杰因果分析显示，神经活动是单向从模仿者流向示范者。这些发现表明，模仿学习与共同在场学习背后存在不同的神经机制。
本研究采用fNIRS超扫描技术，探讨了模仿学习和共同在场学习对简单和困难构词规则习得的影响。我们的研究结果表明，这两种学习方式在构词规则的学习过程中具有显著差异。在共同在场学习中，左额中回在构词规则的习得中发挥了重要作用，表现出较高的脑间同步性和较强的表征相似性。而在模仿学习中，当学习困难构词规则时，神经活动则以单向方式从模仿者流向示范者，主要集中在右额上回。本研究从社会在场学习的新视角为快速映射理论提供了新的神经证据。
名称及DOI号
Shen, Y., Wang, X., Schwieter, J.W., Liu, H. (2025). Imitation learning and co-presence learning influence the acquisition of word formation rules: A fNIRS hyperscanning study. NeuroImage, 121564. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121564
