1 引言
认知控制(cognitive control)指个体以优化的方式控制和调节多种认知加工过程，以维持和达成目标(Miyake et al., 2000)。认知控制包含抑制控制、认知灵活性等多个子成分。抑制控制又可分为反应抑制(response inhibition)和干扰控制(interference control)，前者是对优势反应的抑制，后者是对冲突刺激的监测与控制(Bialystok et al., 2006; Brydges et al., 2013)。双语或多语者在日常交流中需根据交谈情境切换语言，这涉及语言监控、选择以及抑制非目标语言干扰的操作(叶嘉文 等, 2011; Wu et al., 2019)。多语者的语言切换经验是否会改变其一般性认知控制能力及其对不同子成分的具体影响，目前仍需进一步的探讨。
语言切换过程可以训练双语者的反应抑制能力。抑制控制模型(inhibition control model, ICM)认为，双语者在选择目标语言时需抑制非目标语言，激活之前抑制的语言时需克服先前的抑制(Green, 1998)。长期的语言切换可增强双语者的反应抑制能力，如双语被试在Go/No-go任务上的表现更佳(Jiao et al., 2019)。然而，短暂的语言切换情境是否同样影响双语者后续任务中的反应抑制水平仍需研究。反应抑制任务要求被试抑制已有反应倾向或动作，如Go/No-go任务和停止信号反应时间(SSRT)任务等(李莹 等, 2023)。面孔任务(Faces Task)是Bialystok等人(2006)基于反扫视任务范式开发的，用于同时评估多种认知控制子成分。被试需要根据面孔眼睛的颜色按下相应的按钮，其中一种颜色类似于go刺激，另一种颜色类似no go刺激。通过计算两者的反应时差值来衡量反应抑制能力。
语言切换经验对干扰控制过程也有重要影响。双语冲突监测理论(conflict monitoring theory, CMT)认为，双语者的两种语言会平行激活并相互干扰，而语言控制则是监测和解决这些冲突的过程(Abutalebi et al., 2013)。即使在单一语言环境中，非目标语言也可能被激活(Shook & Marian, 2019)，双语者必须对其进行监测与控制。这种经验有助于提升一般性的干扰控制能力，使双语者在Stroop、Flanker、Simon等任务中的冲突条件有更好的表现(Markiewicz et al., 2023)。语言切换过程中，双语者需要实时监测和切换语言，以确保正确输出目标语言，从而增强干扰控制能力。面孔任务的研究也表明，双语切换情境下的干扰控制反应时短于单语情境(范小月 等, 2012; Bialystok et al., 2006)。该任务通过眼睛注视方向来操纵干扰程度，用目光转换试次与直视试次的反应时差值来衡量干扰控制水平。
此外，语言切换可能影响认知灵活性。适应控制假说(adaptive control hypothesis, ACH)认为，与单语语境相比，双语者在双语切换语境下需灵活切换语言，这促进了认知灵活性的发展(Green & Abutalebi, 2013)。认知灵活性任务要求被试根据规则变化调整反应，评估个体适应新情况和任务切换的能力(李美华, 白学军, 2005)。研究显示，双语者在任务切换中表现出认知灵活性优势(Wiseheart et al., 2016)。面孔任务通过混合和单一反应区块的反应时差值评估认知灵活性，发现熟练双语者的反应时短于非熟练双语者(刘聪 等, 2016)。然而，当语言切换是自由发生时，则未显示出认知灵活性优势(Blanco-Elorrieta & Pylkkänen, 2018)。研究者认为认知灵活性在早期迅速发展并在成年后趋于稳定(李莹 等, 2023)，短暂的语言切换经验不会对其产生影响。
语言优势度(language dominance)是指双语或多语个体在语言使用频率、暴露程度以及选择倾向性上的相对强度(周晓林 等, 2008; Goldrick & Gollan, 2023)。语言优势度强调在特定情境下倾向于使用某一种语言的程度，这对语言切换有显著影响。在不同语言间切换时，词汇处理的负荷会增加，即语言切换代价(Bobb & Wodniecka, 2013)。从非优势语言切换至优势语言时代价更高(Meuter & Allport, 1999)。这是因为优势语言的表征更稳固，抑制它需要更多努力，再次切回优势语言时更难摆脱前期抑制。当两种语言优势度接近时，切换代价趋于对称(Tse & Alt Arriba, 2015)。因此，对于维−汉−英三语者来说，在优势度平衡或不平衡的语言间切换时，所需的认知努力不同，这会调节语言切换对个体反应抑制能力的影响。此外，非目标语言的优势度越高，其自动激活水平也越高(常松 等, 2013)，导致不平衡语言间切换时，优势语言对非优势语言的干扰更强。因此，两个高优势度语言或高−低优势度语言间切换对于干扰控制的适应性影响可能存在差异。随着二语优势度的提高，语言加工过程更加自动化，双高优势语言切换对认知资源的需求减少(Green & Abutalebi, 2013; Zhang et al., 2021)。对于维−汉−英三语者而言，不同语言间的切换频率也会对认知灵活性产生不同影响。
综上，虽然语言切换被认为能促进双语者的认知控制表现，但其对各认知子成分的具体影响尚未得到系统全面的研究，且语言切换中不同认知子成分的参与度可能受语言优势度调节。本研究旨在探讨双高优势和高−低优势度语言间的短暂切换对认知控制子成分的适应性影响。选取维−汉−英三语者，先进行双高优势(维/汉)或高−低优势(维/英)语言切换情境以及单语情境(汉/英)下的数字命名任务，再通过面孔任务评估其认知控制子成分上的表现，考察不同优势度语言切换情境对认知控制的影响。本研究预期：(1)双高优势度语言间的双语切换对认知控制需求较低，不会显著改变被试认知控制水平；(2)高−低语言优势度间的双语切换依赖更多认知控制的参与，相较于单语情境，双语切换情境能适应性地改变认知控制水平。
2 实验1：双高优势度双语切换情境对三语者认知控制子成分的影响
2.1 研究方法
2.1.1 被试
使用G*Power 3.1软件(Faul et al., 2007)估计样本量，设定显著性水平为0.05，效应量f=0.25，得出样本量为28人时，统计检验力可达到0.95(Cohen, 1988)。选取30名某高校维吾尔族本科生(女性19人)，平均年龄22.67±0.72岁。被试的母语为维吾尔语(以下简称维语)，从小学一年级开始接受系统的国家通用语言(以下简称汉语)教育，从小学三年级及更晚开始学习英语，即汉语为二语，英语为三语。所有被试均为右利手，无色觉障碍，视力或矫正视力正常。
使用Li等人(2020)修订的语言历史问卷(Language History Questionnaire 3.0, LHQ 3.0)测查语言经验。结果显示(见图1 )，被试三种语言的熟练度差异显著，F(2, 87)=69.91，p<0.001，维语(0.88±0.13)和汉语(0.86±0.13)熟练度均显著高于英语(0.54±0.14)，但两者之间无显著差异(p>0.1)；三种语言的优势度差异显著，F(2, 87)=49.32，p<0.001，汉语优势度(0.64±0.15)显著高于维语(0.55±0.13)和英语(0.32±0.09)，维语的优势度显著高于英语。进一步分析发现，维−汉优势度间的差异(−0.08±0.14)显著小于维−英优势度间的差异(0.23±0.12)，t(58)=−9.04，p<0.001，Cohen’s d=0.14。
2.1.2 实验程序
所有被试需依次完成单语(汉语)或双语(维−汉)切换数字命名任务，面孔任务，双语或单语数字命名任务，及面孔任务。单语和双语数字命名任务的顺序在被试间进行了平衡处理。本实验重点考察这两种命名任务对随后面孔任务中不同认知控制成分的影响，通过分析面孔任务中的正确率与反应时来评估。
(1)数字命名任务
屏幕中央呈现红/绿色方框1000 ms以作命名线索提示，随后随机呈现1～9的阿拉伯数字1000 ms，之后出现空白页2000 ms，要求被试根据线索颜色用相应的语言对数字进行命名(见图2 )。在单语数字命名任务中，仅有红色方框，被试需完成128个汉语命名试次。在双语切换数字命名任务中，共包含128个试次，其中红色方框时用汉语命名，绿色方框时用维语命名，每种颜色各随机出现64次。此外，颜色线索与语言之间的对应关系在不同被试之间进行平衡处理。
(2)面孔任务
首先呈现笑脸简笔画和其两侧的空方框1000 ms，随后500 ms中笑脸的眼睛瞳孔会变成红色或绿色，之后200 ms笑脸消失剩下两个空白方框，然后两个方框中的一个会出现星号刺激并持续150 ms，当瞳孔颜色是绿色时被试按键选择出现过星号的方框，而当瞳孔颜色是红色时选没有出现过星号的方框。选择左侧方框按“A”键、选择右侧方框按“L”键(见图3 )。
任务包含目光直视和转换两类区块，前者笑脸的眼睛瞳孔居中，后者在瞳孔颜色变化的同时瞳孔会偏向左侧或右侧，形成目光斜视。目光斜视条件下形成一致试次(绿眼看向目标、红眼看向非目标)和不一致试次(绿眼看向非目标、红眼看向目标)，被试需忽略目光方向的干扰，仅根据瞳孔颜色进行反应。此外，目光直视和斜视条件下均包含单一颜色区块(绿眼红眼区块各1个)和2个红绿眼睛随机混合呈现区块。每个区块包含16个试次。故面孔任务总共8个区块，128个试次。目光直视与转换区块顺序在被试间平衡。实验前进行20个试次的练习。实验程序由E-Prime 2.0编制，记录被试的正确率及反应时。
2.2 结果
所有被试的正确率超过80%，因此保留所有数据。根据反应时在200 ms以下和2000 ms以上的标准剔除极端数据(0.89%)，再剔除两个标准差外的数据(1.03%)。根据Bialystok和Viswanathan(2009)的方法，计算反应抑制、干扰控制和认知灵活性的量值。其中反应抑制通过红眼试次(需反向按键)与绿眼试次(直接按键)的反应时差值计算。干扰控制由混合区块中目光转换试次(需抑制目光朝向的干扰)与目光直视试次(无目光朝向干扰)的反应时差值计算。认知灵活性由混合区块与单一区块的反应时差值计算。为节省篇幅，仅报告统计显著结果。
对正确率和反应时(见表1 )的差值进行2(语言情境：单语、双语切换)×3(认知控制成分：反应抑制、干扰控制、认知灵活性)的重复测量方差分析。正确率结果显示，认知控制成分主效应显著，F(2, 58)=8.95，p=0.003，η$_{\mathrm{p}}^2 $ =0.24，事后检验发现，认知灵活性正确率差值(−0.35±0.05)显著小于干扰控制(0.08±0.04)，p<0.001，其余结果均不显著。反应时结果显示，认知控制成分主效应显著，F(2, 58)=7.79，p=0.001，η$_{\mathrm{p}}^2 $ =0.21，事后检验显示，认知灵活性反应时(47±8 ms)显著长于反应抑制(19±4 ms)，p=0.014，显著长于干扰控制(11±8 ms)，p=0.003，而反应抑制和干扰控制差异不显著。
表1 汉语单语及维−汉双语切换情境下认知控制子成分的正确率和反应时差值(M±SD) |
| 语言情境 | 反应抑制 | 干扰控制 | 认知灵活性 | |||||
| 正确率 | 反应时(ms) | 正确率 | 反应时(ms) | 正确率 | 反应时(ms) | |||
| 汉语单语 | 0.08±0.24 | 17±27 | 0.08±0.29 | 18±48 | −0.35±0.36 | 47±44 | ||
| 维−汉双语切换 | −0.27±1.08 | 20±37 | 0.07±0.33 | 5±49 | −0.34±0.29 | 47±53 | ||
实验1结果显示，被试的认知控制成分主效应显著，表明反应抑制、干扰控制和认知灵活性存在内在机制的差异，这与以往研究一致(刘聪 等, 2016; Bialystok & Viswanathan, 2009)。然而实验1并未发现语言切换情境对各认知控制子成分的影响。为验证语言切换对认知控制成分的影响是否受语言优势度调节，实验2将重新招募维−汉−英三语者，在低优势度语言(英语)和高−低优势度双语切换(维−英)情境下进行数字命名任务和面孔任务。
3 实验2：高−低优势度双语切换情境对三语者认知控制子成分的影响
3.1 研究方法
3.1.1 被试
参照实验1被试筛选标准，重新选取32名某高校维吾尔族本科生(女性15人)，平均年龄22.35±0.70岁。语言历史问卷(LHQ 3.0)显示(见图4 )，三种语言的熟练度差异显著，F(2, 93)=37.67，p<0.001，维语(0.83±0.18)和汉语(0.82±0.19)的熟练度显著高于英语(0.51±0.13)的熟练度(ps<0.001)，但两者之间无显著差异(p>0.1)。三种语言的优势度差异显著，F(2, 93)=44.21，p<0.001，汉语的优势度(0.65±0.18)显著高于维语(0.54±0.16)和英语(0.31±0.09)，维语优势度显著高于英语。进一步分析发现，维−英优势度间的差异(0.23±0.16)显著大于维−汉优势度间的差异(−0.11±0.21)，t(62)=7.17，p<0.001，Cohen’s d=0.20。
3.1.2 实验程序
本实验的任务流程与实验1相同，但数字命名任务需要被试根据线索提示使用英语单语或维−英双语切换进行命名。为避免顺序效应，在被试间平衡两种情境的顺序。
3.2 结果
所有被试的正确率超过80%，因此保留所有数据。根据反应时在200 ms以下和2000 ms以上标准剔除极端数据(0.59%)，再剔除两个标准差外的数据(0.87%)，数据计算同实验1。
对正确率和反应时(见表2 、图5 )的差值进行2(语言情境：单语、双语切换)×3(认知控制成分：反应抑制、干扰控制、认知灵活性)的重复测量方差分析。正确率结果显示，认知控制成分的主效应显著，F(2, 62)=32.61，p<0.001，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.51，事后检验显示，干扰控制(0.12±0.03)和反应抑制(−0.01±0.04)正确率均显著大于认知灵活性(−0.33±0.04)，ps<0.001，而两者的差异不显著。反应时结果显示，认知控制成分主效应显著，F(2, 62)=3.41，p=0.039，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.10；干扰控制反应时(21±7 ms)显著短于认知灵活性(41±8 ms)，p=0.023，与反应抑制(20±5 ms)差异不显著。
更重要的是，语言情境与认知控制成分的交互作用显著，F(2, 62)=7.20，p=0.020，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.19。简单效应分析发现：(1)反应抑制方面，维−英双语切换情境下的反应时(9±48 ms)显著短于英语单语情境(31±31 ms)，F(1, 31)=6.14，p=0.019，95%CI=[−40.74, −3.95]，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.17，表明高−低优势度语言切换提升了被试反应抑制能力；(2)干扰控制方面，维−英双语切换情境下的反应时(39±53 ms)显著长于英语单语情境(3±65 ms)，F(1, 31)=5.01，p=0.033，95%CI=[3.19, 68.62]，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.14，表明高−低优势度语言切换降低了被试干扰控制表现；(3)对于认知灵活性方面，两种情境下的反应时未发现显著差异，F(1, 31)=1.24，p=0.274。
结合实验1的结果，进行2(语言优势度：高优势度、低优势度)×2(语言情境：单语、双语切换)×3(认知控制成分：反应抑制、干扰控制、认知灵活性)混合设计方差分析。结果发现(见图6 )，认知控制成分主效应显著，F(2, 120)=10.63，p=0.001，η$_{\mathrm{p}}^2 $ =0.15，进一步分析发现，认知灵活性反应时(44±6 ms)显著长于反应抑制(19±3 ms)和干扰控制(16±5 ms)，ps<0.001，反应抑制和干扰控制差异不显著。语言优势度、语言情境和认知控制成分的交互作用显著，F(2, 120)=6.90，p=0.001，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.11。通过进一步的简单简单效应分析发现：对于反应抑制，(1)低优势度语言中，双语切换情境的反应时(9±8 ms)显著短于单语情境(31±5 ms)，F(1, 60)=6.80，p=0.012，95%CI=[−39.49, −5.20]，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.10；而在高优势度语言中，两者差异不显著，p=0.773；(2)在单语情境下，高优势度语言的反应时(17±5 ms)短于低优势语言的(31±5 ms)反应时，F(1, 60)=3.46，p=0.068，95% CI=[−28.24, 1.02]，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.06；而在双语切换情境下两者并无显著差异，p=0.302。对于干扰控制，(1)在低优势度语言中，双语切换情境的反应时(39±9 ms)显著长于单语情境(3±11 ms)，F(1, 60)=6.57，p=0.013，95%CI=[7.88, 63.93]，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.10；在高优势度语言中，两者并无显著差异，p=0.386；(2)在双语切换情境下，双高优势度语言的反应时(5±9 ms)显著短于高−低优势语言的反应时(39±9 ms)，F(1, 60)=6.75，p=0.012，95%CI=[−59.35, −7.71]，η$ _{\mathrm{p}}^2 $ =0.10；而在单语情境下，两者无显著差异，p=0.342。对于认知灵活性，所有方向的检测均未达到显著(ps>0.05)。
4 综合讨论
本研究发现语言切换情境对认知控制的适应性影响受语言优势度调节。具体表现为：高−低优势度双语切换情境提高了反应抑制水平，降低了干扰控制能力，却对认知灵活性无显著影响。
4.1 短暂语言切换经验对认知控制子成分的影响
首先，高−低优势度语言切换显著提升了被试的反应抑制水平，这与非熟练双语者的研究结果一致(Gosselin & Sabourin, 2023)。维−汉−英三语者在低优势度单语情境中需持续抑制两种高优势度语言，而在高−低优势度切换情境中需根据线索产出L1(维语)或L3(英语)。换言之，双语切换情境中，高优势度语言(L1)的反应倾向是被允许的，并不是强抑制的。这要求被试频繁抑制非目标语言L1的错误反应倾向，从而训练了抑制控制过程，提升了后续抑制控制任务的表现。
其次，高−低优势度语言切换降低了被试在干扰控制任务中的表现，这也与先前研究发现相似(刘聪 等, 2016)。双语冲突监测理论指出，非目标语言会对目标语言加工造成干扰(Abutalebi et al., 2013)。本实验中，高−低优势度语言切换使得两种语言都处于较高水平的激活，会产生相互干扰；而单语情境中，非目标语言L1(维语)或L2(汉语)被抑制，干扰程度低。因此，前期切换情境消耗了大量干扰控制能力，导致后续干扰控制任务表现下降。
本研究中未发现语言切换对认知灵活性有显著影响。这符合认知灵活性在儿童早期快速发展并在成年后稳定的观点。先前研究显示，仅在未成年群体中观察到认知灵活性的双语优势(李莹 等, 2023; Dick et al., 2019)。本研究中的成年三语者已达到认知灵活性的稳定状态，不受短暂语言切换的影响。
4.2 语言优势度对语言切换作用的调节
语言切换对认知控制子成分的影响因语言优势度而异。在高优势度语言中，双高优势度语言切换情境和单语情境对认知控制的影响并无显著差异。这可能是由于双高优势度语言切换较为平衡，激活强度和抑制在成本上一致，并且这种切换符合个体日常语言使用习惯，类似于“密集语言切换”(dense code-switching context)，属于一种自由切换。当双语者被允许自由切换语言时，认知负担和行为成本会显著降低，甚至消失(Blanco-Elorrieta & Pylkkänen, 2018)。此外，本研究的被试均长期生活在L2语言环境中，频繁进行L1和L2的切换，使得切换成本降低，无需额外的认知控制参与(Zhang et al., 2021)。
综合两个实验结果，无论是在单语还是在双语切换情境中，高优势度语言的认知表现均优于低优势度语言，这支持了平衡且频繁控制语言的双语者有更好的执行功能表现的观点(Yow & Li, 2015)。高优势度语言的反应抑制表现优于低优势度语言，表明随着语言优势度的提升，语言控制过程更加自动化，降低了对认知控制的需求(Zhang et al., 2021)。
根据抑制控制模型(Green, 1998)，低优势单语情境需要抑制两种高优势度语言，而高优势度单语情境只需抑制一个高优势度语言和一个低优势度语言。因此，低优势度单语情境需要更多的认知资源，需在各子过程之间重新分配认知资源，导致后续认知表现欠佳(Markiewicz et al., 2023)。三语者在日常交流中，由于低优势度语言的使用频率低，使得同时抑制两个高优势度语言的训练不足。因此，低优势度单语情境中反应抑制水平低于高优势度语言。
在双语切换情境中，双高优势度语言切换的干扰控制表现出显著优于高−低优势度语言切换，表明语言优势度的提高增强了语言切换对认知控制的积极作用。高−低优势度双语切换中，当高优势度为非目标语言时所有语言可能都处于高激活状态(Mosca, 2019)。相比之下，双高优势度切换中，低优势度为非目标语言激活水平较低，无需额外干扰控制。因此，高−低优势度切换需要更多的认知资源，这可能导致后续干扰控制反应时变长。总体而言，这些结果表明语言切换能适应性地影响认知控制成分，且这种影响受语言优势度调节。
本研究通过考察维−汉−英三语者在双高和高−低优势度语言切换情境下对后续认知控制任务的影响，发现短暂的语言切换经验对不同认知控制子成分的适应性作用，揭示了多语经验对人类认知能力的塑造机制。然而，本研究存在以下局限：首先，所涉及的三种语言属于不同的语系，无显著的相似性，但语言相似性对语言切换的影响值得进一步探讨。其次，实验中的短暂即时语言切换无法反映长期语言切换经验的作用。未来研究可考察被试日常语言切换习惯，探讨长期语言经验对认知能力的影响。最后，短暂语言切换经验的效果是否持续尚不清楚，未来研究可追踪语言切换的长期效应，为认知退化干预提供参考。
5 结论
(1)短暂的语言切换经验可以适应性地改变后续认知控制任务的反应，具体表现为，语言切换提升了反应抑制能力，而降低了干扰控制能力。(2)语言优势度可以调节语言切换的训练效应，仅高−低优势度语言间的切换表现出适应性的调节效应。