background image

2014-04-22 

Introduction to linguistics 

Lecture 10: Psycholinguistics 

Sources 

• Yule, 2006. The study of language. CUP. 

– Chapter 13: Language and the brain. 

• Fromkin, Victoria, Robert Rodman, Nina 

Hyams. 2003. An introduction to language.  

– Chapter 2: Brain and language. 

Neurolinguistics 

• Neurolinguistics 

– the study of the 

relationship between the brain and language: 

– speech, hearing, reading, writing and nonverbal 

communication. 

– Studies the way language is processed in the 

brain, 

– especially the processing of spoken language 

when certain areas of the brain are damaged. 

• N. is an interdisciplinary study. 

Subfield 

Description 

Research questions 

Phonetics  

The study of speech 
sounds 

How the brain extracts speech 
sounds from an acoustic signal; 
how the brain separate speech 
sounds from background noise. 

Phonology 

The study of how 
sounds are organized 
in a lg 

How the phonological system of a lg 
is represented in the brain. 

Morphology  

The study of how 
words are structured 
and stored  

How the brain stores and accesses 
words that a person knows. 

Syntax  

The study of how 
sentences are 
constructed 

How the brain combines words into 
phrases and sentences; how 
structural and semantic information 
is used in understanding sentences 

Semantics  

The sudy of how 
meaning is encoded in 
lg 

Language and the brain 

• The human brain is divided into 

a lower section (

the brain 

stem

) and a higher section (

the 

cerebrum

). 

• The 

brain stem 

controls such 

critical functions as breathing, 

heartbeats and consciousness. 

• The 

cerebrum 

integrates us 

with the environment. 

Language is likely to be 

organized here. 

– Divided into 2 parts: the left and 

right hemispheres, linked by a 

series of bridges. 

 

The hemispheres 

• Each hemisphere controls the opposite side of 

the body, 

– but they do not function in the same way. 

• Certain functions tend to be dominated by 

one hemisphere. 

• The specialization of brain functions by area is 

called 

lateralization

.  

background image

2014-04-22 

Evidence 

• The Wada test 

(developed by Wada in the 

1940s) – a barbiturate is introduced into one 
of the arteries; the drug reaches one 
hemisphere and shuts it down; then it is 
possible to evaluate the working of the other 
hemisphere. 

– The patient is given a number of language tests to 

see which hemisphere  takes part in language 
processing. 

Evidence 

• Dichotic listening test 

(Kimura 1967; Obler and 

Gjerlow 1999) – a participant puts on 
headphones; then two different speech signals 
are played, each into different ears; the 
participant has to repeat the words aloud. 

• Most participants repeated the word played into 

the right ear (i.e. they showed a right ear 
advantage
) – proof 

that the left hemisphere 

processes linguistic signals

 and the right 

hemisphere – non-linguistic signals. 

Language and the brain 

• The majority of normal human beings (about 

90%) have speech located primarily in the 

left 

hemisphere. 

• Other researchers discovered that the left 

hemisphere seems to be linked to 

right-

handedness

– Most humans are right-handed, and most people’s 

speech is controlled by the left hemisphere. 

Language functions: (usually) the left 

hemisphere 

10 

Language functions: (usually) the left 

hemisphere 

1. Broca’s area 

– a region in the human brain 

with functions linked to 

speech production

– In the 1860s, a French surgeon, Paul Broca, 

reported that damage to this  part of the brain 
was related to great difficulty in producing speech. 

• Recent studies show that Broca’s area also 

plays an important role in language 
understanding. 

 

11 

Language functions: (usually) the left 

hemisphere 

2. Wernicke’s area 

– a region in the brain 

involved in the understanding of written and 
spoken language.  

– In the 1870s, a German doctor, Carl Wernicke, 

reported that damage to this part of the brain 
caused speech complrehension problems. 

3. The motor cortex 

– an area that generally 

controls movement of the muscles (of hands, 
feet, facial muscles, etc.) 

 

12 

background image

2014-04-22 

Language functions: (usually) the left 

hemisphere 

4. The arcuate fasciculus                                         

- a bundle of nerve fibres which form a vital 
connection between Wernicke’s and Broca’s 
areas. 

• Damage to each of these brain areas (often 

because of stroke or head injury) may cause 
various problems with producing or 
understanding language. 

• This condition is called 

aphasia

   

13 

The localization view 

• is a way of describing how the brain processes 

language: 

– The brain follows a certain pattern when it is actively 

involved in hearing a word, understanding it, and then 

saying it. 

1. The word is heard and understood via the Wernicke’s 

area. 

2. The signal is then sent via the arcuate fasciculus to 

Broca’s area – there preparations are made to 

produce it. 

3. A signal is sent to the motor cortex to physically 

articulate the word. 

14 

Minor language production difficulties 

• Problems with getting the brain and speech 

production to work together smoothly may 
provide possible 

clues 

to 

how our linguistic 

knowledge is organized within the brain

• The tip of the tongue phenomena 

(malapropisms) 

– we feel that some word is 

eluding us, that we know the word but it just 
won’t come to the surface. 

– E.g. a speaker wanted to name a particular 

navigational instrument (

sextant

) but kept producing 

secant, sextet 

and 

sexton

15 

Minor language production difficulties 

• Slip of the tongue 

– producing expressions in 

which the first letters of words or whole words 
are transposed, e.g. 

a long shory stort 

(instead of 

a long story short

), or 

use the door to open the 

key

.  

– Slips of the tongue are also called spoonerisms after 

William Spooner, an Anglican clergyman at Oxford 
University, who was renowned for his tongue-slips, 
e.g. 

– He was killed by a blushing crow 

(He was killed by a 

crushing blow). 

16 

Minor language production difficulties 

• Slips of the ear 

– show how the brain tries to 

make sense of the auditory signal it receives. 

– E.g. someone says 

gray tape 

but you’ve heard 

great ape

.  

• Perhaps some Malapropisms originate as slips 

of the ear. 

• However, some problems with language 

production and comprehension result from 
more serious disorders in brain function. 

17 

Broca’s aphasia (motor aphasia) 

• Damage to Broca’s area frequently disrupts 

the ability to speak

– The patient’s speech becomes 

slow 

and 

distorted

functional morphemes 

(e.g. articles, prepositions) 

and 

inflections 

tend to be 

omitted

, while only 

lexical morphemes (i.e. nouns, verbs, etc.) are left. 

– Such patients often additionally suffer from 

paralysis or weakening of the right arm and leg, 
because this region of the brain also controls body 
movement. 

18 

background image

2014-04-22 

Wernicke’s aphasia 

• Damage to Wernicke’s area often 

destroys 

language comprehension

– Patients produce grammatical speech without 

effort, but 

they can’t convey the meaning

– They usually have no body weakness, because this 

area is far from the parts controlling movement.  

19 

Conduction aphasia 

• Damage to the arcuate fasciculus results in 

patients producing and understanding speech 
well, but being 

unable to repeat what has 

been said

– Patients may 

mispronounce 

words and may have 

disrupted rhythm 

because of pauses and 

hesitations.  

20 

Aphasia 

• This classification of various types of aphasia 

is an over-simplification:  

– recent studies have shown that 

it is impossible to 

connect precisely brain areas and the traditional 
symptom classifications

– Serious damage to either area typically 

disrupts 

all aspects of speech

– There are patients with damaged Broca’s or 

Wernicke’s areas who 

don’t suffer any language 

disorder

21