美国手语如何帮助揭示语言的隐藏模式

这些发现可能会改变我们学习、恢复和模仿语言的方式

通过 莫林·l·斯坦顿

话语是武断的吗?

几个世纪以来,科学家们认为,单词本质上是被赋予意义的随机声音。  例如,“狗”这个词的发音并不能告诉你它的意思——这只是我们学到的东西。 按照这个逻辑,狗可以很容易地被称为“gleep”或“zorbo”。 对于我们的狗朋友来说,没有什么比“gleep”或“zorbo”更合适的发音了。 “词语是任意的”这一假设深刻地影响着我们对语言、学习甚至思维方式的看法。

艾琳·坎贝尔,波士顿大学新濠影汇线上赌场研究助理教授,通讯作者

现在,波士顿大学领导的一项新濠影汇线上赌场研究用一种意想不到的来源颠覆了传统思维:美国手语(ASL)。 新濠影汇线上赌场研究人员发现,在美国手语以及英语和西班牙语的口语中,表示相似事物的单词和符号通常看起来或听起来相似。 新濠影汇线上赌场研究结果表明,单词并不是随机的; 相反,它们的外观和声音反映了有意义的、非任意的模式.

新濠影汇线上赌场研究结果发表在 美国国家科学院院刊(PNAS), 揭示人类语言如何运作的新见解,为我们如何教授语言和构建未来技术开辟新的途径。

发现:结构,而非偶然,塑造了语言

在美国手语中,吃的手势模仿了把食物送到嘴里的动作

语言(如英语、西班牙语和美国手语)都有一组意义相似、发音相似的单词。 想想英语单词“glitter”,“glimmer”和“glisten” 它们都能唤起一种光或闪光的感觉,并且具有相似的语音特征。 新濠影汇线上赌场研究人员已经知道这些群集,但认为它们是罕见的病例。 其中一个缺失的部分是理解这些星团是如何被称为 系统性)的形式。

这篇论文的一个中心发现是,系统性是 比以前认为的要普遍得多。 新濠影汇线上赌场研究人员观察到,54%的美国手语、39%的英语单词和24%的西班牙语单词是系统地相互关联的。

拿俄米Caselli,聋人教育副教授,聋人中心主任,波士顿大学人工智能与教育倡议主任

The sec在d big discovery is 为什么 系统性 occurs: 它是由象形性驱动的——当一个词或符号 类似于它的意思。 例如,在英语中,“buzz”让人想起蜜蜂的声音或振动。 在美国手语中,吃的手势模仿了把食物送到嘴里的动作。

新濠影汇线上赌场研究人员发现,当单词或符号具有标志性时,它们之间更有可能有系统的联系。 例如,  ”年代“Niff”、”年代neeze”和”年代nout”都与鼻子有关,并以”年代n”开头 鼻地 共振)。 在美国手语中,与思考有关的手势在签名者的太阳穴附近产生。

“ASL is an ideal language for studying ic在icity because it includes both highly ic在ic signs—like ‘eat’—and signs with little or no visual resemblance to their meaning,” says 艾琳·坎贝尔, Research Assistant Professor at 波士顿大学’s Wheelock College of Educati在 & Human Development. “它提供了一个独特的视角,让我们看到语言实际上可能比我们传统上认为的更有结构。”

形象化符号和口语的象似性和系统性

来衡量 ic在icity and 系统性, the researchers built a software system for collecting and annotating large datasets of sign language videos with the help of the 软件应用与创新实验室(SAIL) at Hariri Institute. 这使他们能够识别哪些符号在语义上彼此相关。 They combined this informati在 with ph在ological informati在 from ASL-LEX 2.0, the largest database of lexical and ph在ological properties of American Sign Language. 这种方法使该团队能够可视化语言网络的整体景观,以描述口语和手语如何相互关联。  

Ic在ocity社区,按颜色编码,更多的标志性词语在品红。

为了跨语言和语言模式进行比较,新濠影汇线上赌场研究人员利用了英语口语和西班牙语口语的并行数据集。 为了探索单词对之间的语音和语义关系,他们提出了每种语言系统的网络可视化。

虽然数据集的主要用途是让新濠影汇线上赌场研究人员了解语言结构如何与人类或机器学习联系起来,但它提供了许多有前途的应用,拿俄米Caselli说,他是聋人教育副教授,聋人中心主任,也是波士顿大学人工智能和教育计划的主任。 

他说:“这项新濠影汇线上赌场研究不仅挑战了基本的语言理论,而且具有实际应用价值。 Caselli。 “它可以通过突出单词模式而不是要求记忆来改善我们向儿童或新学习者教授语言的方式。 它可以帮助患有失语症的成年人重新学习语言。 它为推进机器学习模型开辟了新的可能性,为更有效、更包容、更直观的语言技术铺平了道路。”

美国手语测试了极限并扩展了极限

本新濠影汇线上赌场研究采用美国手语作为理解人类语言的一个引人注目的边缘案例。

“在编程课程中,我们教初学者思考‘边缘情况’,即应用程序可能被使用的罕见方式,”卡塞利说。 “如果我们不这样做,那么边缘情况可能会搞乱整个应用程序,这与语言类似。 我们必须有意识地寻找人们思考语言的不同方式。 这些人类语言的‘边缘案例’可以提供非常丰富的信息,让我们对语言的运作方式有更深入的了解。”

ASL-LEX 2.0的未来方向 

这项新濠影汇线上赌场研究花了大约七年的时间在多个地点进行,是世界上最大的手语词汇数据集。 用于构建数据集的数据和软件是免费提供的,来自世界各地的团队,包括肯尼亚和德国手语,已经开始用各自的语言复制这个数据集。 这将使新濠影汇线上赌场研究人员能够进行跨语言比较,以了解其他语言中系统性的普遍程度。 

卡塞利说:“有了这个庞大的数据集,我们现在有机会利用美国手语的自然语言处理(NLP)工具的进步,帮助弥合手语和口语之间的差距。”

The full list of word pairs and the code used in the statistical analyses are available at https://osf.io/5y6s4/

本新濠影汇线上赌场研究由美国国家科学基金会资助(1918252,1625793,2234787至NC; 1918556, 1625954到KE和ZS, 1918261, 1625761到AG, 2234786到ZS)

论文引用: E.E. Campbell, Z.S. Sehyr, E. P在tecorvo, A. Cohen-Goldberg, K. Emmorey, & N. Caselli, “Ic在icity as an organizing principle of the lexic在,” Proc。国家的。 学会科学。 U.S.A. 122 (16) e2401041122, https://doi.org/10.1073/pnas.2401041122 (2025).

新濠影汇线上赌场研究的作者:

艾琳·坎贝尔, 博士,波士顿大学会德洛克教育与人类发展学院新濠影汇线上赌场研究助理教授

Zed Sehyr, PhD, 助理教授, Communicati在 Sciences and Disorders, Crean College of Health and Behavioral Sciences, Chapman University

伊莱P在tecorvo, EdM, PhD student, Speech, Language and Hearing Sciences, 萨金特健康与康复科学学院, 波士顿大学

阿里尔Cohen-Goldberg,博士,塔夫茨大学心理学副教授

凯伦Emmorey美国圣地亚哥州立大学语言与认知神经科学实验室语言语言主任

拿俄米Caselli波士顿大学聋人教育副教授、聋人中心主任、人工智能与教育倡议主任