Summary
Vi præsenterer en protokol til at udforske den relative aktivering sekvens af fonologi og semantik i visuel ordgenkendelse. Resultaterne viser, at semantiske og fonologiske repræsentationer i overensstemmelse med interaktive regnskaber kan behandles interaktivt, og sproglige repræsentationer på højere niveau kan påvirke tidlig behandling.
Abstract
Kontroverser har altid eksisteret i forskning relateret til læsefærdigheder; om trykte ord opfattes på en feedforward-måde baseret på ortografiske oplysninger, hvorefter andre repræsentationer, såsom fonologi og semantik, aktiveres, eller om disse er fuldt interaktive og højtstående semantiske oplysninger påvirker tidlig behandling. En interferens paradigme blev gennemført i den præsenterede protokol af fonologiske og semantiske dom opgaver, der udnyttede de samme før-mål par til at udforske den relative rækkefølge af fonologiske og semantiske aktivering. De høj- og lavfrekvente målord blev efterfulgt af tre betingelser: semantisk relateret, fonologisk -relaterede (homofoner) eller ikke-relaterede. Resultaterne viste, at den inducerede P200-komponent af lavfrekvente ordpar var betydeligt større end højfrekvente ord i både semantiske og fonologiske opgaver. Derudover forårsagede både homofonerne i den semantiske opgave og de semantisk beslægtede par i den fonologiske opgave reduktion i N400 sammenlignet med kontrolbetingelsen, ordfrekvens-uafhængigt. Det er værd at bemærke, at for de lavfrekvente par i den fonologiske domsopgave var P200, der blev frigivet af de semantisk beslægtede ordpar, betydeligt større end i kontroltilstanden. Samlet set blev semantisk behandling i fonologiske opgaver og fonologisk behandling i semantiske opgaver fundet i både høj- og lavfrekvente ord, hvilket tyder på, at samspillet mellem semantik og fonologi kan fungere på en opgave-uafhængig måde. Det specifikke tidspunkt, hvor denne interaktion opstod, kan dog være blevet påvirket af opgaven og hyppigheden.
Introduction
Det kritiske spørgsmål i enhver ordgenkendelsesmodel er at forstå fonologiens rolle i processen med semantisk adgang1. For alfabetiske sprog, mange undersøgelser konsekvent se fonologi som spiller en vigtig rolle i semantisk adgang, herunder engelsk2,3,4, hebraisk5,fransk6,og spansk7. Med andre ord involverer skriftlig ordgenkendelse ikke kun ortografiske, men også fonologiske og semantiske behandlinger. Denne observation i den interaktive connectionistmodel forklares ved udvidelser, der aktiveres i hele netværket, hvor ortografi er forbundet med fonologiske og semantiske repræsentationer gennem vægtede forbindelser8. Denne spredning af aktivering giver den centrale mekanisme for den visuelle ordgenkendelsesmodel, som forudsætter, at fonologiske og semantiske repræsentationer automatisk aktiveres som reaktion på ortografiske input9.
Men den nuværende empiriske dokumentation, der understøtter hypotesen om interaktiv automatisering, er stadig kontroversiel. Nogle undersøgelser hævder, at aktiveringen af fonologiske og semantiske repræsentationer kan justeres eller forhindres ved opgavekrav eller opmærksomhed, hvilket indebærer en vis top-down indflydelse på de processer på højt niveau, der er involveret i ordopfattelse10,11. Den ovennævnte beskrivelse er imidlertid blevet sat spørgsmålstegn ved af mange fund, der rapporterer fonologiske og semantiske effekter i visuel ordgenkendelse, selv om disse repræsentationer er fuldstændig irrelevante for opgaven eller ikke kan tilgås direkte12, hvilket understøtter det synspunkt, at semantik og fonologi kan tilgås automatisk og med magt under læseprocessen13 . Derfor er der usikkerhed om, hvorvidt den fonologiske og semantiske aktivering i visuel ordgenkendelse afhænger af den specifikke opgave, eller om den opstår med magt og automatisk på en opgaveuafhængig måde.
Svaret på ovennævnte spørgsmål er svært for kinesiske læsere. Sammenlignet med engelsk er kinesisk et logografisk script, hvis tegn repræsenterer morfemer i stedet forfonemer 14. På nuværende tidspunkt er fonologiens rolle for semantisk adgang til kinesiske ord stadig kontroversiel. Nogle undersøgelser har hævdet, at fonologi spiller en vigtig rolle i semantisk adgang til kinesiske ord15,16,17. Andre har imidlertid haft den modsatte opfattelse18,19. Efter at have evalueret ovennævnte forskning til kinesisk fonologisk behandling fandt vi ud af, at det eksperimentelle paradigme og specifikke forskningsmetoder er forskellige. I det hele taget var det hovedsageligt opdelt i to paradigmer: ord priming15,18,19 og krænkelse paradigme i sætningen17,20,21. Målordet er normalt indlejret i slutningen af sætningen i overtrædelsesparadigmet22. Med hensyn til sprogmekanisme er en kort sætning på to ord en mere håndterbar enhed end en komplet sætning, der er vanskelig at behandle23. Desuden kan variabler, der er vanskelige at kontrollere i en sætning, f.eks. Ordet priming paradigme er en metode, der almindeligvis anvendes til at udforske ordgenkendelse modeller, enten i alfabetiske sprog eller kinesisk. Opgaven med dette paradigme er at bedømme, om målet ord forud for primtal er et rigtigt ord eller pseudoord; det vil sige, at dette paradigme normalt kun indeholder en leksikalsk opgave. En enkelt leksikalsk beslutningsopgave er dog muligvis ikke det bedste valg til at løse problemet med, om aktiveringen af fonologi og semantik afhænger af opgaven. Derfor kan to forskellige opgaver være mere velegnede til at udforske dette spørgsmål.
Derfor havde denne forskning til formål at udforske fonologiens rolle i kinesisk ordgenkendelse og samtidig forsøge at afgøre, om aktiveringen af fonologi og semantik er i opgave uafhængig. Vores forskning omfatter to opgaver ved hjælp af interferensparadigmet: semantisk dømmekraft og fonologisk dømmekraft. Så vidt vi ved, er dette den første hændelsesrelaterede potentielle (ERP) undersøgelse af kinesisk to-tegns sammensat anerkendelse ved hjælp af dette interferensparadigme, og denne metode forekommer sjældent i undersøgelser af alfabetiske sprog. Konkret skal deltagerne i den semantiske domsopgave vurdere, om målordet og dets præcedens er semantisk beslægtede, mens de i den fonologiske opgave skal vurdere, om de parrede ord har samme udtale.
Førstnævnte er en semantisk matchningsopgave, der ikke kræver en forudgående fonologisk behandling, og sidstnævnte er en fonologisk domsopgave, der ikke kræver en på forhånds semantisk behandling. Derfor sammenlignede vi homofonpar og ikke-relaterede kontrolgrupper i den semantiske domsopgave for at afsløre, om og hvordan fonologi påvirker semantisk behandling. På samme måde sammenlignede vi semantisk relaterede ordpar med ikke-relaterede kontrolbetingelser i den fonologiske domsopgave for at afsløre, om og hvordan semantik påvirker den fofonologiske behandling. Derudover blev ovennævnte problem verificeret med høj- og lavfrekvente ord. Således kan denne komplementære semantiske og fonologiske domsopgave ikke kun afsløre betydningen af fonologisk behandling i kinesisk tekstgenkendelse, men også afsløre, om og hvordan fonologi og semantik interagerer.
Hvis fonologien og semantiske processer er tidlige, automatiske og interaktive, skal effekten af fonologisk og semantisk aktivering observeres i responstiden for de to opgaver. For ERP udløser fonologiske og semantiske processer to forskellige elektrofysiologiske markører2,7. Desuden bør deres tidskurser og deres geografiske fordelinger være forskellige. En tidlig positiv komponent (P200) bør afspejle fonologisk behandling , og den typiske semantiske forarbejdningsmarkør N400 bør også identificeres20,21. Vi antog, at både de fonologisk beslægtede par i den semantiske opgave og de semantiske par i den fonologiske opgave ville forårsage et betydeligt fald i N400, hvilket ville have indikeret, at fonologisk behandling kan føre til en vis grad af aktivering på leksikalsk-semantiske niveauer. Derudover overvågede vi, om P200, som karakteriserer fonologisk behandling, dukkede op i den semantiske domsopgave eller den fonologiske domsopgave. I den fonologiske domsopgave udløser semantiske forhold P200, som kan ses som bevis for semantikens tidlige indflydelse på den fonologiske behandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Den protokol, der anvendes til denne undersøgelse blev godkendt af Institutional Review Board of Tsinghua University.
1. Stimuli konstruktion og præsentation
- Stimuli konstruktion
- Stimuli forberedelse: Forbered mål ord, der indeholder ca. 140 kinesiske to-tegn forbindelser, hvoraf lav- og højfrekvente ord tegner sig for halvdelen. Forud for hvert mål med tre analoger: et falskologisk identisk ord (enslydende ord), et ord med relateret betydning og et irrelevant kontrolord.
- Sørg for, at højfrekvente mål altid indledes med højfrekvente forhistorie, og at lavfrekvente mål altid indledes med lavfrekvente fortilfælde, uanset om det er under relaterede forhold eller ikke-relaterede kontrolgrupper. Derudover skal du sikre, at par før mål er ens i antallet af slag og frekvens.
BEMÆRK: Alle ordene til denne undersøgelse blev udvalgt fra Modern Chinese Frequency Dictionary (Xiandai Hanyu Pinlu Cidian). Hyppigheden af lavfrekvente ord var mindre end otte gange pr. million, og hyppigheden af højfrekvente ord oversteg 800 gange pr. Million.
- Sørg for, at højfrekvente mål altid indledes med højfrekvente forhistorie, og at lavfrekvente mål altid indledes med lavfrekvente fortilfælde, uanset om det er under relaterede forhold eller ikke-relaterede kontrolgrupper. Derudover skal du sikre, at par før mål er ens i antallet af slag og frekvens.
- Stimulivurdering: Rekruttér en separat gruppe på ca. 30 studerende for at evaluere graden af semantisk relevans mellem ordpar på en syvpunktsskala, hvor 1 afspejler den laveste korrelation, og 7 afspejler den højeste korrelation.
- Endelig stimulusbestemmelse: Slet upassende ordpar, såsom ordpar med lavere scorer i semantisk relaterede forhold og ordpar med højere scorer i homofon og irrelevante tilstandsresultater.
- Beregn de respektive gennemsnitlige scorer af høj- og lavfrekvente semantiske ordpar, og sørg for, at der ikke er nogen signifikant forskel mellem de to.
- Derudover skal du sikre, at scoren af homofonpar og uafhængige par ikke er signifikant forskellige ved både høj og lav frekvens. Endelig bestemmes det endelige eksperimentelle stimulusmateriale (se tabelmaterialer).
BEMÆRK: For de semantiske værdier for de semantiske par i dette eksperiment var de endelige gennemsnitsværdier henholdsvis 5,62 og 5,73 for højfrekvente og lavfrekvente par, og der var ingen signifikant forskel mellem de to (p > .1). Derudover var den semantiske relatedness mellem de homofoniske og uafhængige par ikke signifikant anderledes (p > .1).
- Stimuli forberedelse: Forbered mål ord, der indeholder ca. 140 kinesiske to-tegn forbindelser, hvoraf lav- og højfrekvente ord tegner sig for halvdelen. Forud for hvert mål med tre analoger: et falskologisk identisk ord (enslydende ord), et ord med relateret betydning og et irrelevant kontrolord.
- Stimuli præsentation
- Byg et program til at vise opgaven til emnerne og udfylde de ovennævnte materialer (programmet kan skrives i E-prime eller andre programmeringssprog).
- Kontroller, at hver kernestruktur i programmet starter med et skærm, der viser et " + " tegn, der varer 300 ms, umiddelbart efter hvilket det foregående ord skal vises for 140 ms uden mellemrum mellem de to.
- Derefter skal du indstille en tom skærm, der varer 360 ms, og derefter indstille målordet, som vises for 500 ms. Endelig skal du indstille et spørgsmålstegn (?), der fortsat vises, indtil deltageren har besluttet sig for det ordpar, der lige er vist og trykket på knappen så hurtigt og præcist som muligt.
- Fortæl deltagerne på forhånd, at de skal vurdere, om ordparret er semantisk relateret i den semantiske domsopgave, og om fonologien er den samme i den fonologiske domsopgave.
- Opsætning af øvelsessession: Konfigurer to øvelsesgrupper til at omfatte henholdsvis semantiske bedømmelses- og fonologiske bedømmelsesopgaver med ikke mindre end 10 ordpar for hver opgave. Informer deltagerne om, at de kan gentage øvelserne for at sikre, at nøjagtigheden i øvelsen er mere end 70%.
- Formel eksperimentopsætning: Del hele eksperimentet op i 6 blokke, hvor den semantiske dømmekraftsopgave og den fonologiske domsopgave hver tegner sig for halvdelen.
- Sørg for, at der ikke er gentagne målord i hver blok, og at antallet af primingtyper i hver blok er det samme. Derudover skal du oprette et par fyldstofforsøg for at reducere responsafvigelsen forårsaget af det ulige antal tests, der kræver positive eller negative reaktioner.
- Randomiser rækkefølgen af elementer i hver blok og modvægt blokrækkefølgen blandt emnerne.
BEMÆRK: Hele eksperimentet kan også opdeles i otte eller ti eller flere blokke i henhold til antallet af eksperimentelle materialer, der skal fremstilles, hvilket minimerer gentagelsen af målord i hver blok.
2. Eksperiment forberedelse og elektrofysiologisk optagelse
- Rekruttér højrehåndede kinesiske talere med en normal vision, der kan være blevet rettet tidligere.
- Ekskluder deltagere med neurologiske eller psykiatriske sygdomme.
- Sørg for, at der er et afbalanceret antal kvindelige og mandlige deltagere i den ønskede aldersgruppe (18-28 år).
- Sørg for, at deltagerne ikke har nogen historie perming eller farvning deres hår for de sidste to måneder.
- Informer deltagerne om, at de skal have tilstrækkelig søvn- og hviletid før eksperimentet25.
- Når du deltager i eksperimentet, skal du sørge for, at deltagerne er i en sund tilstand på tidspunktet for udførelsen af eksperimentet.
- Når en deltager ankommer til laboratoriet, introducere eksperimentelle udstyr, opgaver og tidsomkostninger. Forklar kravene (såsom ikke at være søvnig, bevæge sig og blinke) for at hjælpe dem med at forstå hele processen og fjerne unødvendige bekymringer.
- Hvis deltageren ikke har andre spørgsmål om eksperimentet, skal du bede dem om at udfylde Edinburgh Handedness Query Form, som bruges til at bekræfte, at alle deltagere har de samme højrehåndede vaner.
- Giv deltagerne den informerede samtykkeformular, og bed dem om at læse og underskrive omhyggeligt. Hvis deltagerne har spørgsmål om indholdet af samtykkeformularen, skal du give dem de nødvendige forklaringer.
- Instruer deltageren til korrekt at rense deres hovedbund og tørre deres hår i laboratoriet. Mens du venter på deltagerne, skal du forberede alle eksperimentelle materialer.
BEMÆRK: EEG-signalet (Electroencephalogram) forstærkes ved hjælp af et forstærkersystem med en båndføring på 0,01 til 100 Hz og prøver kontinuerligt ved 500 Hz. - Bed deltagerne om at sidde komfortabelt på en stol i kammeret, hvor eksperimentet vil blive udført. Instruerede dem i ikke at flytte stolen.
- Brug vatpinde og ansigtsskrubber til at rense huden under deltagerens venstre øje (til den lodrette elektro-oculographic elektrode), nær højre øjes ydre kanhus (til den vandrette elektro-oculographic) og omkring højre og venstre mastoide knogler (til Tp9 og Tp10, som vil blive brugt som nye offline referencer).
BEMÆRK: Fordelingen af elektroder kan variere afhængigt af de anvendte hætter. - Placer den elastiske hætte på deltagerens hoved og sørg for, at Cz elektroden er i midten af toppen af hovedet. Fastgør elektrodehætteremmen under hagen med omhu for at sikre, at den ikke er for stram eller for løs.
- Sørg for, at hætten og forstærkeren er tilsluttet optagelsessystemet. Skift derefter optagesoftwaren til impedansovervågningsgrænsefladen.
- Sørg for, at impedansen af alle elektroder ikke overstiger 5 kΩ eller 10 kΩ, begyndende med referencen (Ref) og jorden (GND) elektroder.
- Pass sprøjten fyldt med ledende gel gennem det lille hul i en elektrode til hovedbunden og derefter skubbe stemplet til at injicere en lille mængde ledende gel i hovedbunden, mens du er omhyggelig med ikke at forårsage et overløb. Samtidig skal du overvåge skærmsystemet, der viser impedansen i realtid, indtil impedansen falder til tærsklen.
- Når Ref og Gnd elektroder er udarbejdet, reducere impedans af de andre elektroder på samme måde. Behandl impedansreduktionen af okulær elektricitet omhyggeligt.
- Tape de små huller på den ene side af de to elektro-oculographic elektroder for at forhindre den injicerede ledende gel i at lække. Fix dem til bunden af venstre øje og den ydre canthus af højre øje med tape.
- Når alle elektroderne er forberedt, skal du instruere deltagerne i at være klar til eksperimentet. Instruer deltagerne til at slappe af og undgå overdreven øjenlyd og kropsbevægelse under eksperimentet.
- Præsenter stimulus via stimulus demonstrationsprogrammet og lad deltagerne praksis i praksis sektion.
BEMÆRK: Efter øvelsen kan deltagerne stille spørgsmål, hvis de er i tvivl eller spørgsmål om, hvordan de skal fortsætte. - Start det formelle eksperiment, og registrer EEG-oplysningerne. Overvåg optagelsessystemet under optagelsen. Hvis en elektrode er løs, eller modstanden overstiger tærsklen, skal elektroden genopfyldes, når deltageren hviler.
BEMÆRK: Deltagerne kan hvile i 4-10 minutter efter hver blok. - Når forsøget er afsluttet, skal du gemme EEG-signalet og slukke for udstyret, f.eks. Tag derefter deltagerens kasket af og bed deltageren om at vaske den ledende gel af hår og hud. Endelig belønne deltagerne og takke dem for deres samarbejde.
3. EEG-forbehandling
- Udnyt halvautomatisk okulær korrektion med uafhængig komponentanalyse.
- Beregn ERP'erne fra 100 ms til 600 ms efter starten af destinationsordet (100 ms baseline før destination).
- Indstil EEG-båndpassfiltreret offline fra 0,05 til 30 Hz (nulfaseskifttilstand, 24 dB/okt).
- Kassér epoker, der overstiger ±80 μV ved afvisning af artefakt, og fjern forsøg med fejlagtige reaktioner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Denne protokol blev brugt i en nylig undersøgelse til at undersøge fonologiens rolle i kinesisk to-tegns sammensat anerkendelse og til at udlede ordgenkendelsesmodel26. Alle stimuli, der anvendes i denne undersøgelse blev fuldt oplyst26. Tre tidsvinduer blev valgt på basis af global feltstrøm (GFP): ved henholdsvis 100-150 ms, 160-280 ms og 300- 500 ms for komponenterne N1, P200 og N400 på henholdsvis26. De gennemsnitlige amplituder af ovenstående to tidsvinduer blev analyseret ved gentagne målinger analyse af varians (ANOVA), og frekvens (lav og høj), forholdet type (fonologisk eller semantisk relateret, eller uafhængige), og laterale områder (venstre og højre halvkugle × forreste, midterste og posterior regioner = seks områder i alt) eller midline elektroder (Fz, Cz, Pz), som var de tre inden for deltager faktorer involveret. Mere detaljerede resultater og grafer kan findes i Wang et al. (2021)26.
ERP resultater for den semantiske dom opgave
Perioden 100-150 ms (N1)
For mellemlinjeelektroderne gav ANOVA en hovedeffekt af frekvens [F(1, 23) = 9,451, P = 0,005, ƞ2p = 0,291], hvilket indikerer, at højfrekvente par fremkaldte en betydeligt mere negativ bølgeform end lavfrekvent tilstand. ). En lignende signifikant hovedeffekt af frekvens blev også observeret på de laterale steder. For højfrekvente par blev der desuden også observeret en signifikant hovedeffekt af RelationsType [F(1, 23) = 8,826, P = 0,007, ƞ2p = 0,277], hvilket viser, at ikke-relaterede par fremkaldte en betydeligt mere negativ bølgeform end homofontilstand. En lignende signifikant hovedeffekt af Relation Type for højfrekvente par blev også observeret på venstre halvkugle.
Perioden 160-280 ms (P200)
For mellemlinjeelektroderne gav ANOVA en hovedeffekt af frekvens [F(1, 23) = 5,546, P = 0,027, ƞ2p = 0,194], hvilket indikerer, at lavfrekvente par fremkaldte en betydeligt mere positiv bølgeform end højfrekvente tilstand. Der blev ikke observeret andre signifikante virkninger eller interaktioner i mellemlinjeelektroderne. Desuden blev hovedeffekten af Frekvens også fundet på laterale steder.
Perioden 300-500 ms (N400)
I tidsvinduet på 300-500 ms gav ANOVA en signifikant hovedeffekt af Relationstype [F(1, 23) = 27.783, P <.001, ƞ2p = 0,547] i mellemlinjeelektroderne, hvilket viste, at et mål, der blev ejet af homofoner, fremkaldte betydeligt mindre negativ amplitud end den ikke-relaterede betingelse (se figur 1). En lignende signifikant hovedeffekt af Relation Type blev observeret på laterale steder.
Figur 1: Grand gennemsnitlige hændelsesrelaterede potentialer som reaktion på målord, fra repræsentative elektroder (Fz, Cz, Pz), for homofoniske og kontrolpar i den semantiske opgave. Dette tal, taget fra Wang et al. (2021)26, viser, at homofonpar i den semantiske domsopgave frigav en mindre N400-komponenter end irrelevante forhold uanset høje og lave frekvenser. Klik her for at se en større version af dette tal.
ERP Resultater for Homophone Dom Task
Perioden 100-150 ms (N1)
Der blev ikke fundet nogen signifikant effekt eller interaktion i mellemlinjeelektroderne eller laterale steder.
Perioden 160-280 ms (P200)
Der blev ikke observeret nogen signifikant hovedeffekt for Relation Type eller Frequency (ps > .1) ved de forreste frontalelektroder. Der blev dog fundet en betydelig interaktiv effekt mellem frekvens- og relationstype [F(1, 23) = 7.951, P = .010, ƞ2p = 0,257]. Yderligere analyse viste, at påvirkningen af relationstype kun var signifikant under lavfrekvente forhold ved de forreste frontalelektroder (FPz: P =.055; RP1: P =.027; RP2: P =.004; AF3: P =.060; AF4: P =.021; AF8: P =.009), hvilket indikerer, at ERP-signalet i P200-tidsvinduet var betydeligt mere positivt under semantisk relaterede forhold end under ikke-relaterede forhold (se figur 2).
Desuden viste analyserne, at frekvenseffekten var signifikant i to regioner (venstre central: F(1, 23) = 4,506, P = 0,045, ƞ2p = 0,164 og venstre bagmand: F(1, 23) = 10,470, P = 0,004, ƞ2p = 0,313).
Figur 2: Grand gennemsnitlige begivenhed-relaterede potentialer som reaktion på mål ord fra seks forreste frontal elektroder (Fpz, Fp1, Fp2, AF3, AF4, AF8) for semantisk relaterede og kontrol par lavfrekvente i homofon opgave. Dette tal, taget fra Wang et al. (2021)26, viser, at i den fonologiske domsopgave frigav lavfrekvente semantiske relaterede ord en mere positiv P200-komponent end uafhængige ord. Klik her for at se en større version af dette tal.
Perioden 300-500 ms (N400)
I tidsvinduet N400 blev der fundet en signifikant hovedeffekt af Relationstype [F(1, 23) = 9,082, P = 0,006, ƞ2p = 0,283] i mellemlinjeelektroderne, hvilket indikerer, at målet, der blev primet med semantisk relaterede ord, udløste en betydeligt mindre negativ amplitud end ikke-relaterede primtal (se figur 3). Derudover blev der observeret en signifikant hovedeffekt af Relation Type på de laterale steder.
Figur 3: Grand gennemsnitlige hændelsesrelaterede potentialer som reaktion på målord, fra repræsentative elektroder (Fz, Cz, Pz), for de semantisk relaterede og kontrolpar i homofonopgaven. Dette tal, taget fra Wang et al. (2021)26, viser, at i den fonologiske domsopgave frigav semantisk relaterede par en mindre N400-komponenter end irrelevante forhold uanset høje og lave frekvenser. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Eksperimentelle resultater og betydning:
Formålet med denne protokol var at udlede følgende: 1) om ordet anerkendelse model er en feedforward model eller en interaktiv model og 2) samspillet mellem de fonologiske og semantiske mønstre i kinesisk to-tegn sammensatte anerkendelse af høj og lav frekvens under forskellige opgaver. Et interferensparadigme af fonologisk og semantisk matchning opgave ved hjælp af ERP teknik blev vedtaget. ERP-svarene forud for homofoner og ikke-relaterede ord til mål blev sammenlignet i semantiske domsopgaver, der ikke krævede en på forhåndssproget behandling for at afsløre, hvornår og om fonologi påvirker semantisk behandling. På samme måde blev ERP-svar fra målord udløst af semantiske og ikke-relaterede ord sammenlignet for at afsløre, om og semantik forstyrrer den fonologiske behandling. Dernæst blev det relative tidsforløb for semantisk og fonologisk behandling sammenlignet i henhold til latenstiden for de relevante ERP-komponenter, og ordfrekvensens indflydelse på sådanne behandlingsmønstre blev kontrolleret.
Vores resultater viste, at målet primet af semantisk relaterede fortilfælde i den fonologiske opgave og de mål, der er primet af homofoner i den semantiske dom opgave både udløste en betydeligt mindre negativ N400 komponent end gjorde de uafhængige forude, uanset ord frekvens. For højfrekvente ord antydede dataene derfor, at semantisk aktivering forekommer tidligere eller i det mindste senest fonologisk behandling under anerkendelsen af kinesiske forbindelser med to tegn i forskellige opgaver. Derudover var den inducerede P200-komponent af lavfrekvente ordpar betydeligt mere positiv end for højfrekvente ordpar i både semantiske og fonologiske opgaver. Andre undersøgelser har også konkluderet , at tidlige ERP-komponenter kan være følsomme over for ordfrekvens27,28. De tidligste N1- og P200-effekter kan også i det mindste delvis skyldes den semantiske behandling af det foregående ord. For lavfrekvente ord i den fonologiske domsopgave blev det imidlertid konstateret, at de semantisk beslægtede par frigav en betydeligt større P200 end kontroltilstanden. I modsætning hertil blev det konstateret, at P200 udløst af lavfrekvente semantisk relaterede ordpar var betydeligt mere positive end lavfrekvente kontrolbetingelser i fonologiske domsopgaver. Dette resultat synes ikke at være vanskeligt at forklare for lavfrekvente ord, da fonologisk aktivering forventes i fonologiske domsopgaver, men den indlysende P200-komponent blev udløst af semantiske fortilfælde, som igen styrkede hypotesen om, at semantisk behandling ikke kan forekomme senere end fonologisk behandling.
Ovenstående interaktion mellem semantik og fonologi bekræftede interaktionsmodellen for ordgenkendelse, der foreslog, at systemet kan være fuldt interaktivt, med oplysninger på lavt niveau, der strømmer fra bund til top til hele leksikalske oplysninger, og oplysninger på højt niveau, der strømmer fra top til bund for at danne tidlig visuel tekstbehandling1. Desuden bekræftede P200 som følge af frekvensvirkningerne i de to opgaver også spekulationen om, at sprogoplysninger på højere niveau allerede kan udøve sin indflydelse under den tidlige behandling. Bemærk, at de interaktioner, der findes i de to opgaver, uanset høj- og lavfrekvente forhold, understøttede den automatiske og muligvis obligatoriske adgang til fonologi og mening under læsning. Det specifikke tidspunkt, hvor denne interaktion fandt sted, kan dog være blevet påvirket af opgaven og hyppigheden. For ord med lav frekvens blev det f.eks. konstateret, at interaktionen fandt sted i vinduet P200-tid i den fonologiske opgave, mens den var i vinduet N400-tid i den semantiske domsopgave. Ikke desto mindre blev interaktionen for højfrekvente ord observeret i N400-tidsvinduet for både semantiske eller fonologiske opgaver. Afslutningsvis tyder de nuværende resultater på automatisk interaktion mellem semantik og fonologi på en opgave-uafhængig måde, samtidig med at man overvejer, at den interaktive tid og tilstand kan blive påvirket af opgaver, frekvens osv.
Metodens effektivitet
Generelt kan dette interferensparadigme mere omfattende udforske interaktionstilstandene for fonologisk og semantisk behandling. Vores eksperimenter omfattede fonologiske matchende opgaver, der ikke kræver på forhånds semantisk behandling og semantiske matchende opgaver, der ikke kræver forudgående fonologisk behandling. På denne måde kan semantikens indflydelse på fonologisk behandling eller fonologiens indflydelse på semantisk behandling observeres tydeligere. Da fortilfældenes fonologi eller semantik og målordet skal sammenlignes i begge opgaver, aktiveres fonologien eller semantik desuden med magt i de to opgaver. Derfor, hvis der opstår interferenseffekt, vil det være mere indlysende. Den fælles metode til at udforske ordgenkendelse er en leksikalsk beslutningsopgave, der omfatter priming betingelser. Konkret behøver det kun at bedømme, om målordet er et rigtigt ord eller et pseudoord. For det første er den semantiske aktivering af leksikalske beslutningsopgaver muligvis ikke stærk nok, og for det andet kan en enkelt domsopgave ikke udforske interaktionstilstanden under forskellige opgaver. Derfor kan interferensparadigmet for de to opgaver være mere egnet til at udforske ordgenkendelsesmodellen. For de to forskellige opgaver af interferens paradigme, den ene har brug for kraftigt at aktivere semantisk behandling, og den anden har brug for kraftigt at aktivere fonologisk behandling, hvilket er mere befordrende for at undersøge, om samspillet mellem fonologi og semantik er opgave-uafhængig og hvordan man interagerer under forskellige opgaver.
Fremtidige anvendelser af teknikken
Den nuværende protokol var den første til at bruge interferens paradigme til at udforske den semantiske adgang til kinesiske to tegn sammensatte af høj- og lavfrekvente. I øjeblikket vises to-opgave indblanding paradigme sjældent i undersøgelserne af ordgenkendelse i alfabetiske sprog. Derfor kan denne metode give en ny mulighed for forskellige sprog, der karakteriserer ved forskellige relationer mellem ortografi, fonologi og semantik for at udforske ordgenkendelsesmodeller.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Der er ingen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af Major Program af National Natural Science Foundation of China (62036001).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| BrainAmp DC amplifier system (Brain Products GmbH) | Brain Products, Gilching, Germany | BrainAmp S/N AMP13061964DC Input 5.6DC=150mA Operation 7mA Standby | |
| Easycap (Brain Products GmbH) | Brain Products, Gilching, Germany | 62 Ag/AgCl electrodes with a configuration of the international 10–20 system of electrode |
References
- Carreiras, M., Armstrong, B. C., Perea, M., Frost, R. The what, when, where, and how of visual word recognition. Trends in Cognitive Sciences. 18 (2), 90-98 (2014).
- Grainger, J., Kiyonaga, K., Holcomb, P. J. The time course of orthographic and phonological code activation. Psychological Science. 17 (12), 1021-1026 (2006).
- Ashby, J. Phonology is fundamental in skilled reading: Evidence from ERPs. Psychonomic Bulletin Review. 17 (1), 95-100 (2010).
- Wilson, L. B., Tregellas, J. R., Slason, E., Pasko, B. E., Rojas, D. C. Implicit phonological priming during visual word recognition. Neuroimage. 55 (2), 724-731 (2011).
- Frost, R., Ahissar, M., Gotesman, R., Tayeb, S. Are phonological effects fragile? The effect of luminance and exposure duration on form priming and phonological priming. Journal of Memory and Language. 48 (2), 346-378 (2003).
- Ferrand, L., Grainger, J. Effects of orthography are independent of phonology in masked form priming. The Quarterly Journal of Experimental Psychology. 47 (2), 365-382 (1994).
- Carreiras, M., Perea, M., Vergara, M., Pollatsek, A. The time course of orthography and phonology: ERP correlates of masked priming effects in Spanish. Psychophysiology. 46 (5), 1113-1122 (2009).
- Pattamadilok, C., et al. Automaticity of phonological and semantic processing during visual word recognition. Neuroimage. 149, 244-255 (2017).
- Harm, M. W., Seidenberg, M. S. Computing the meanings of words in reading: Cooperative division of labor between visual and phonological processes. Psychological Review. 111 (3), 662-720 (2004).
- Brown, M. S., Roberts, M. A., Besner, D. Semantic processing in visual word recognition: Activation blocking and domain specificity. Psychonomic Bulletin & Review. 8 (4), 778-784 (2001).
- Devlin, J. T., Matthews, P. M., Rushworth, M. F. S. Semantic processing in the left inferior prefrontal cortex: A combined functional magnetic resonance imaging and transcranial magnetic stimulation study. Journal of Cognitive Neuroscience. 15 (1), 71-84 (2003).
- Rodd, J. M. When do leotards get their spots? Semantic activation of lexical neighbors in visual word recognition. Psychonomic Bulletin & Review. 11 (3), 434-439 (2004).
- Frost, R. Toward a strong phonological theory of visual word recognition: True issues and false trails. Psychological Bulletin. 123 (1), 71-99 (1998).
- Yu, L., Reichle, E. D. Chinese versus English: Insights on cognition during reading. Trends in Cognitive Sciences. 21 (10), 721-724 (2017).
- Tan, L. H., Perfetti, C. A. Phonological activation in visual identification of Chinese two-character words. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 25 (2), 382 (1999).
- Liu, Y., Perfetti, C. A., Hart, L. ERP evidence for the time course of graphic, phonological, and semantic information in Chinese meaning and pronunciation decisions. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 29 (6), 1231 (2003).
- Ren, G. -Q., Liu, Y., Han, Y. -C. Phonological activation in chinese reading: an event-related potential study using low-resolution electromagnetic tomography. Neuroscience. 164 (4), 1623-1631 (2009).
- Wang, K., Mecklinger, A., Hofmann, J., Weng, X. From orthography to meaning: an electrophysiological investigation of the role of phonology in accessing meaning of Chinese single-character words. Neuroscience. 165 (1), 101-106 (2010).
- Wong, A. -K., Wu, Y., Chen, H. -C. Limited role of phonology in reading Chinese two-character compounds: Evidence from an ERP study. Neuroscience. 256, 342-351 (2014).
- Meng, X., Jian, J., Shu, H., Tian, X., Zhou, X. ERP correlates of the development of orthographical and phonological processing during Chinese sentence reading. Brain research. 1219, 91-102 (2008).
- Liu, B., Jin, Z., Qing, Z., Wang, Z. The processing of phonological, orthographical, and lexical information of Chinese characters in sentence contexts: an ERP study. Brain research. 1372, 81-91 (2011).
- Leminen, A., Smolka, E., Dunabeitia, J. A., Pliatsikas, C. Morphological processing in the brain: The good (inflection), the bad (derivation) and the ugly (compounding). Cortex. 116, 4-44 (2019).
- Pylkkänen, L. The neural basis of combinatory syntax and semantics. Science. 366 (6461), 62-66 (2019).
- Halgren, E., et al. N400-like magnetoencephalography responses modulated by semantic context, word frequency, and lexical class in sentences. Neuroimage. 17 (3), 1101-1116 (2002).
- Huang, Y., Jiang, M., Guo, Q., Wang, Y., Yang, F. -P. G. Dissociation of the confounding influences of expectancy and integrative difficulty residing in anomalous sentences in event-related potential studies. Journal of Visualized Experiments. (147), e59436 (2019).
- Wang, Y., Jiang, M., Huang, Y., Qiu, P. An ERP study on the role of phonological processing in reading two-character compound chinese words of high and low frequency. Frontiers in Psychology. 12, 637238 (2021).
- Carreiras, M., Vergara, M., Barber, H. Early event-related potential effects of syllabic processing during visual word recognition. Journal of Cognitive Neuroscience. 17 (11), 1803-1817 (2005).
- Hauk, O., Davis, M. H., Ford, M., Pulvermuller, F., Marslen-Wilson, W. D. The time course of visual word recognition as revealed by linear regression analysis of ERP data. Neuroimage. 30 (4), 1383-1400 (2006).
