ストループ タスクを使用したバイリンガル言語制御の検証

Summary

このバイリンガルストループタスクは、第一言語(L1)のみ、第2言語(L2)のみ、およびL1とL2の組み合わせでブロックで提示された合同、不一致、中立の刺激を使用します。このタスクは、L1とL2の両方で言語処理と認知制御の検査を可能にします。

Abstract

多くのバリエーションのStroopタスクは、心理学、言語学、神経科学などの分野で、読書、言語処理、認知制御の自動性に関する質問を調べるために使用されてきました。バイリンガルの個人を見るとき、このタスクは、バイリンガルの第一言語(L1)と第二言語(L2)の両方で言語干渉と制御の尺度を取得し、バイリンガル優位性仮説をテストするために使用することができます。Stroopタスクは、一致する色で書かれた色の用語(例えば、赤いフォントで書かれた単語RED)、矛盾した色(例えば、緑色のフォントで書かれた単語RED)、コントロールのための非色用語(例えば、TREEで提示される単語TREE)を参加者に提示します。色)、干渉および円滑化の程度を評価するために異なる条件からの反応時間を使用する。Stroopのバイリンガルタスクの秘密バージョン(すなわち、参加者は声に出して命名するのではなくボタンを押して応答する)では、L1とL2の刺激は通常別々のブロックで提示されます。これにより、各言語における処理と認知制御のシンプルで効果的な評価が可能になりますが、バイリンガルの若年成人グループ内の処理と制御の潜在的な違いを捉えることができなくてはなっていません。本課題は、単一言語ブロックと新規複合言語ブロックを組み合わせてタスクの難易度を高め、若年成人の認知制御のテストに適しています。単一言語ブロックと混合言語ブロックのパフォーマンスの違いを示す代表的な結果を示し、混合言語ブロックの利点について説明します。

Introduction

そのクリエイタージョン・リドリー・ストループにちなんで名付けられたストループのタスクは、文学¹で80年以上の人気を享受してきました。この単純なタスクは、心理学、言語学、神経科学などの分野で多様な集団や研究の質問を調べるために作成された異なる変異体で、何百もの研究で使用されています。特に、研究者は、書かれた単語読み取り²の自動性や関連する認知制御プロセスなどの言語プロセスを調べることを可能にしました。後者は「エグゼクティブコントロール」とも呼ばれ、阻害(すなわち干渉抑制)、注意、競合モニタリングと解決、選択、およびタスク切り替えを含むが、これらに限定されない一連のプロセスを包含する。特にバイリンガルを見ると、このタスクは、バイリンガル第1言語(L1)と第二言語(L2)の両方で言語干渉と制御の尺度を得るのに適しており、現在はかなり議論されているバイリンガル優位性仮説³をテストするのに非常に適している。⁴

元のタスクでは、赤、緑、青、茶色、紫の色が一連の3つの実験で使用されました。最初の実験では、参加者は不一致な色で印刷された色の単語のリスト(例えば、紫色の単語は青いインクで印刷され、正解「紫」)と黒インクで印刷された同じリストを声に出して読みました。2番目の実験では、参加者はリスト内の単語の色(例えば、紫色の単語が青いインクで印刷され、正解「青」)を声に出して言い、色付きの正方形として単に提示された同じ色を命名しました。最後に、3 番目の実験では、これらのタスクの実践が結果に影響を与えるかどうかを調べ、すべてのケースで、特定のリストの項目を読み取ったり名前を付けたりするのに必要な時間として測定しました。

結果は、単語読み取りと色の命名の間の興味深い非対称性を明らかにしました:異なる色と黒の単語を読むことの違いは、有意でない2.3秒(または色の単語を読むのに必要な時間の5.6%の増加)でしたが、違いは違う色の単語が書かれた色の名前と正方形の色の命名の違いは47.0秒、または有意な74.3%^でした。つまり、色は単語の読み取りを妨げなかったが、読み取りは色の命名を強く妨げた。矛盾する書かれた単語の存在下での色の命名時間の増加は、ストループ効果として知られるようになっており、練習はその大きさを減らすことができますが、干渉を完全に排除することはできません。

ストループ効果を説明するために異なる理論が提案されており、50年にわたるストループ文献の広範なレビューでは、MacLeod⁵は、より優勢なものの2つ、1)処理の相対的な速度と2)選択的注意を記述しています。前者では、単語は色の名前よりも速く読み取られ、この相対的な処理時間の違いはStroop効果を引き起こします。後者では、制御されたリソースを消費する色の命名プロセスは、読み取りの自動プロセスと並行して行われます。発散する単語と色の情報の間の直接の競合は、干渉源とストループ効果²です。選択的注意の理論は、現在、より受け入れられているビュー^{6、7、8、9}です。

単語色の競争を解決することは、タスクの目標に注意を向けながら、気を散らす情報を阻害する必要がある認知的に要求の厳しいプロセスです。色に正しい名前を付けるためには、自動的に処理された書き込み単語からのこの干渉を抑制する必要がありますが、注意は、あまり実践されていない、したがって、色の命名の制御タスクに向ける必要があります。従って、ストループタスクは、阻害だけでなく、注意の尺度となり、そして様々な操作を通じて、異なるレベルの認知制御を検査することを可能にする^10。典型的には、ストループ干渉の大きさの減少は、より良い阻害および注意的な資源割り当てを示していると考えられる。Stroop タスクの完全な理論的レビューは、現在の論文の範囲を超えていますが、以前の作品^2、5から入手可能です。Stroop タスクの言語的でないバージョン (例えば、数値¹¹、 oculomotor¹²、 spatial¹³) が存在するが、現在の作業は言語認知制御に関心を持ち、したがって、議論の残りの部分は、タスクの元の言語バージョンに焦点を当てます。

元のストループタスクは、1935年以来、様々な変更を受けています, 一般的に使用されるタスクには、色の単語が名前の色で提示される合同条件(青色のインクで提示される単語BLUE、正解、「青」)、元のタスク、アスタリスク(***)、X、%s、#などのシンボルの行、または高周波の非色関連単語(例えば、DOG)で構成できるコントロール条件が含まれています。これらの追加により、ストループタスクはファシリテーション効果を調べることができます。ファシリテーション効果は、書かれた単語からの情報と、合同状態の視覚色の収束によってもたらされ、それによって命名時間⁷を高速化します(ただし、ファシリテーション効果に関する信頼性の問題についてはMacLeod⁵を参照してください)。また、コントロール項目を使用してベースライン読み取り時間や色の命名時間の測定を取得するためにも使用できます。ファシリテーションと干渉は、合同と制御の間の応答時間の差として定義され、また、それぞれ不一致と対照試験の差として、ストループ効果は、当初のタスク⁶のように、合同試験と不一致試験の差として計算することができる。タスクでは、合同、不一致、中立的な条件は、個々のブロック (すべての一致、すべての不一致、またはすべての中立的な試行) または 3 つの条件すべてで構成される単一のブロックで、さまざまな言語で提示できます。

バイリンガルストループタスクでは、バイリンガル第1言語(L1)または第2言語(L2)、またはその両方の色用語が提示され、参加者は2つの言語のいずれかで色に名前を付けるように指示することができる。この種のタスクを使用すると、研究者は言語内の干渉(L1とL2の単語にL1単語をL2に含めること)と言語間の干渉(L2でL1単語の命名、またはその逆)の両方を調べることができ、バイリンガルがどのように言語を処理し、管理するかをより深く洞察できます。例えば、言語間の干渉は、語彙表現と、精神語彙における言語間の接続の強さについて教えてくれる可能性があり、この干渉は通常、言語内干渉¹⁴よりも小さい。

ストループ・タスクのバイリンガル・アダプテーションには、中国語-英語^15、16、日本語-英語^{15、17、18、}スペイン語-英語^{15、19、20、}フランス語-アラビア語^21、アラビア語-ヘブライ語^22、英語-ギリシャ^語14、英語-ドイツ^語14、オランダ語-英語⁷など、さまざまな言語ペアが使用されています。¹⁵を指摘している人もいるように、これらの言語のオーソグラフィなどの要因は、言語内干渉と言語間干渉の大きさに影響を与える可能性があります。それでも、大きさの違いにもかかわらず、ストループ効果は常に明らかです。

2つの言語を同時に²⁰に組み込む研究の多くは、語彙的アクセス効果²³の影響を受けやすい、明示的な命名を必要とすることに注意することが重要です。ボタンを押す必要があるタスクでは、L1 と L2 は通常は²⁴色で表示され、3 色または 4 色^{の 6色 、8}色のみが含まれます。しかし、このようなプレゼンテーションは、認知制御能力がピーク²⁵にある若い成人にとってタスクを単純にしすぎて、すべての参加者が天井で演奏する結果となる可能性があります。したがって、少数の応答を伴う単一言語のプレゼンテーションは、成人の若年者バイリンガル群間の可能性のある差異を引き出すには不十分である可能性がある。したがって、現在のプロトコルは、色用語の数を増やし、L1とL2の両方の項目を単一のブロックに混合することによってタスクの課題を増やそうとしており、読解の自動性、注意、認知制御プロセスを調べるだけでなく、若年成人集団におけるバイリンガル認知制御のテストに適したタスクを作成します。

このバイリンガルの仕事では、英語とフランス語で刺激が選ばれました。使用する私たちの刺激の例は、図1に示されています。ただし、2 つの言語を使用できます。このため、以下のプロトコルは、言語A(La)と言語B(Lb)を使用して各言語の刺激を記述します。実験プロトコルの詳細については、前の作品^26,27を参照してください。

Protocol

ここに記載されているすべての方法と手順は、オタワ大学研究倫理委員会によって承認されています.

図1:ストループタスクサンプル刺激現在の実験で使用されている背景色と同様に、色と非色の用語が示されています。不一致および中性刺激の場合、サンプルの色ワード刺激が示されます。実験では、任意の単語が6色のいずれかである可能性があります。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

1. バイリンガルストループタスクの刺激を準備する

注:Stroopタスクは、行動実験のプレゼンテーション用に設計された多くの市販のソフトウェアパッケージでプログラムすることができます(資料の表を参照してください)。

1. 言語 a (La) で、6 つの色の単語をプログラミングして、文字の単語とフォントの色が一致するサイズ 60 回の新しいローマ字フォントを作成して、合同アイテムを作成します。たとえば、緑色のフォントで GREEN という単語を、赤のフォントで赤という単語を表示します。
2. 書かれた単語とフォントの色が一致しないサイズ60回ニューローマンフォントで大文字で書かれた6つの色の用語をプログラミングすることによって、Laで不一致の項目を作成します。たとえば、緑色のフォントで GREEN という単語を表示し、赤という単語を緑色のフォントで表示します。
3. サイズ 60 回の新ローマフォントで大文字で書かれた 6 つの非色と非色関連の用語をプログラミングすることで、La でニュートラル項目を作成します。この読み取りベースのタスクのベースライン読み取り速度を引き出すために、記号の代わりに単語が使用されます。
   1. 前の 2 つの手順で使用した各色に各単語を表示します。たとえば、BOOK という単語を緑と赤の両方のフォントで表示します。
4. 上記の 3 つの手順を繰り返して、言語 b (Lb) で項目を作成します。2 つの言語で同じ色の用語を使用しないようにします (例えば、英語とフランス語の BLUE と BLEU という単語をそれぞれ使用してください)。
   注: 現在の実験では、La は英語で、色の用語は赤、黄、緑、黒、銀、白でした。Lbはフランス語で、色の用語はルージュ、ジャウネ、ヴァート、ノワール、アージェント、ブランでした。

2. 2 つの単一言語ブロックを作成する

1. 25 の合同、25 の不一致、25 のニュートラルアイテムを含む La ブロックを作成し、合計 75 個のアイテムをブロックに含めます。ブロックの先頭に 5 つのニュートラル練習項目を含めます。
2. 図 2に示すように、ランダム化混合試行のすべての項目を提示するように実験をプログラムします。

図 2: ストループ タスクの手順不一致の裁判が示されている。試験は250msの固定十字架から始まり、参加者が応答ボタンを押すか4,000 ms経過したときに終了しました。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

3. ブロック内の合計 75 項目について、Lb の 25 の合同、25 の不一致、25 のニュートラルアイテムで、前の 2 つの手順を繰り返します。
4. 2 つのブロック間の自動改行と、後述のパート 3 で説明する混合言語ブロックのプレゼンテーションの前に、自己タイミングの休憩を含めます。

3. 1 つの混合言語ブロックを作成する

1. La の 25 の合同、25 の不一致、25 のニュートラル 項目、および Lb の 25 の合同アイテム、25 個のニュートラル アイテムを含むブロックを作成し、ブロック内の合計 150 アイテムを作成します。ブロックの先頭に 5 つのニュートラル練習項目を含めます。
2. 図 2に示すように、ランダム化混合試行のすべての項目を提示するように実験をプログラムします。

4. テスト参加者

1. テスト参加者は、健全に減衰したテストルームまたはブースで行います。参加者は、ボタンボックスまたはキーボードを前にして、コンピュータ画面の前に快適に座る必要があります。
2. 参加者に対して、前面に異なる色の単語が表示され、その参加者のタスクは、表示されるテキストの色に合ったボタンを押すことを説明します。できるだけ早く正確に答えるべきですが、間違っても大丈夫であることを強調します。参加者が質問する時間を与えます。
3. 参加者が作業に慣れたら、試験室/ブースを出て実験を開始します。実験が完了するまでに約8分かかります。
4. 実験の最後に、参加者の時間に感謝し、タスクとその目的について報告します。

Representative Results

単一言語ブロックと複合言語ブロックの両方を含む利点の1つは、各参加者の言語で期待される結果(ファシリテーションおよび阻害効果)を確認することができる点です。その後、混合言語ブロックからの結果を解釈することが可能になります。以下に示す結果は、英語とフランス語のバイリンガルを調査した研究の結果です。私たちの主な研究課題の1つは、第二言語が学ばれる年齢(取得年齢、またはAoA)が言語的および一般的な認知処理にどのような影響を与えるかに焦点を当てています。したがって、ここでは、AoAに基づくバイリンガリズムの異なる利点を示すために、説明の目的のために以前に調べたAoAグループを使用しています。これらのデータには、生まれたときから英語とフランス語の両方を取得した同時バイリンガルのグループと、第一言語として英語を取得し、その後、初期のイマージョンスクールプログラムで第二言語としてフランス語に没頭した初期のバイリンガルのグループが含まれます。これらの参加者は、7歳になる前にフランス語にさらされ、没頭しました。参加者は全員、現在英語とフランス語の両方を日常的に使用していると報告しており、グループは習熟度の尺度に大きな違いはなかった。

最初の分析は、各参加者グループが単一言語ブロック内の各言語における予想される促進および阻害効果を示したかどうかを調べることでした。下図3に見られるように、各参加者群は、ファシリテーション効果と阻害効果の両方を示した。しかし、単一言語のブロックのみを使用して、同時バイリンガルと初期バイリンガルの違いを主張する理由はありませんでした。したがって、これら2つの異なるタイプのバイリンガルはしばしば分析のために一緒にグループ化され、バイリンガルと単一言語の間に認知制御の違いがないという発見の一部の原因となる可能性があります。

図 3: 単一言語ブロックの結果合同性(促進及び阻害)の主な効果は、各参加者群について見られた。グループ間で有意な違いは見られなかった。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

しかし、同じ効果を見て、混合言語ブロック(図4)では、各言語グループは、ファシリテーションと阻害の異なる効果を示しました。タスクがより困難になると、グループ間の違いが現れ始めました。ファシリテーションと阻害効果の異なるパターンが見つかり、同時および早期バイリンガル参加者グループ全体で崩壊する議論を支持することはできなくなりました。混合言語ブロックは言語切り替え効果を引き起こす可能性があり、一部の参加者の認知コストが発生する可能性があります。興味深いことに、これはLaとLbの間の切り替えコストを具体的に見ることも可能にするかもしれません。しかし、この議論は現在の論文の範囲を超えています。

図 4: 混合言語ブロックの結果同時バイリンガルは、英国の試験に有意な阻害効果を示し、初期のバイリンガルは英語試験に対して強力な促進効果とフランスの試験に対する強力な阻害効果を示した。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

Discussion

ここで提示される実験的な設計は、伝統的なStroopタスクのねじれを記述しています。このねじれの主な目標は、パフォーマンスのピーク時にテストされているグループ間の違いが生じる可能性のあるタスクに複雑さのレベルを追加することです。基本的に、グループ間を区別できるようにタスクをより困難にするために、従来のStroopタスクに混合言語ブロックを追加しました。この変種が機能するためには、研究者は、重要な刺激に同種の項目が含まれず、制御語が特定の色を呼び起こさないようにする必要があります(例えば、緑色との関連のために「草」を使用しないでください)。現在のタスクで解決されていないもう 1 つの問題は、言語モード²⁸の効果が役割を果たしているかどうかです。私たちは現在、参加者と一緒に実験者が使用する言語を制御していません:すべての参加者は英語でテストされましたが、これは必ずしもすべての参加者の支配的な言語ではありませんでした。したがって、言語モードの制御は、今後の研究において重要な追加となる可能性が高い。さらに、言語ストループタスクのすべての変形と同様に、認知制御は視覚的に提示された言語を通してテストされる。したがって、二か国語認知制御能力のテストにタスクを使用する場合、認知制御の非言語的タスクも採用する必要があります。言語モードの制御と非言語認知のテストは、バイリンガリズムから生じる認知的利益のより現実的なパターンを示す追加の比較を提供する可能性があります。

結果が示すように、一言語のみが必要なタスクで参加者をテストした場合、一致する試行への円滑化と不一致の試行への阻害の期待結果が明らかになりました (図 3参照)。同時バイリンガルと初期のバイリンガルの間に違いは見つからなかった。この結果は、一度に 1 つの言語をテストする他の Stroop タスクで見つかったデータと一致しています^。ただし、この実験で混合言語タスクが行われたときに、これらのグループ間の類似性が見られなくなったことに注意することが重要です。このタスクは参加者にとってより困難であり、この困難が増え、行動データに違いが生じました。実際、ストループ以外の競合解決タスクで単一言語条件と混合言語条件の両方を使用した別の研究では、条件間の違いが見つかり、混合言語条件²⁹の間に大きなエグゼクティブコントロール機能が見つかりました。

他の²⁶で述べたように、混合言語のストループタスクで見つかったファシリテーションと阻害の異なるパターンは、同時および早期バイリンガルの参加者の両方が早期に両方の言語を取得したにもかかわらず、各言語にリンクされている異なる基礎プロセスがある可能性が高いことを示唆しています。重要なことに、これは、これらの参加者が自分の言語とさらに一般的な認知能力をテストするタスクで一緒にグループ化されるべきではないことを意味します。さらに、混合言語ブロックで見つかったこれらの違いは、単に複雑さが増したためですが、言語コンテキストの影響を考慮する価値もあります。バイリンガルは非常に異なる方法で言語を使用する非常に異質なグループであり、バイリンガル都市(例えば、カナダのオタワ)で英語とフランス語のバイリンガルは、参加者の言語でバイリンガリズムが少ない都市(例えばトロント、カナダ)とは異なるパフォーマンスを発揮する可能性があります。これらのコンテキスト効果 (Green および同僚^30,31参照) は、バイリンガル参加者の過去と現在の両方の言語の使用法を慎重に検討して検討する必要があります。しかし、見つかった行動の違いでは、どのような基礎となるプロセスがこれらのグループ間の影響を引き起こすのかは明らかではないことに注意する必要があります。この種の研究の将来の方向性は、脳データ(例えば、事象関連の脳電位)と行動データを同時に測定することによって、神経学的レベルで何が起こるかを探求することです。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Button box	Cedrus		Button box for response; however, any response pad or the computer keyboard can be used to collect responses.
Desktop computer (Windows OS)	Dell		Computer system for delivering stimuli; however, any computer, including laptops, can be used.
Presentation	Neurobehavioural Systems		Software for presenting behavioural experiments; however, the experiment can be programmed using a variety of experimental software.