本文介绍了一种利用迷宫任务检测句子加工过程中与年龄相关衰退的实验方案,该任务使我们能够在阅读过程中定位受试者在句子每个词上的加工困难。
本文介绍了一种利用迷宫任务检测句子加工过程中与年龄相关衰退的实验方案,该任务使我们能够在阅读过程中定位受试者在句子每个词上的加工困难。
先前的研究发现,老年人在处理句法复杂的句子时比年轻人面临更大的困难。然而,这些困难具体出现的区域尚未被完全确定。本研究采用迷宫任务,探究老年人和年轻人在处理两种不同句法复杂度句子时的差异,即主语关系从句和宾语关系从句。参与者需在句子的每个片段处从两个选项中做出选择。该任务要求参与者以严格的增量方式进行语言加工。记录每个片段的阅读时间,从而量化句子阅读的难度。该任务使我们能够识别出加工困难的确切位置,进而更准确地评估与年龄相关的句子加工能力下降情况。结果表明,年龄效应主要出现在中心名词位置,而不在句子的其他区域,这一发现提示迷宫任务是识别年龄效应在句子加工中具体位置的有效方法。本文还讨论了该实验范式在研究年龄对句子加工影响方面的意义。
句子加工是人类理解自然语言句子的基本过程,需要将输入的词语整合到已有的句子结构中,并根据语法限制建立句子内词语之间的关系。由于句子加工是一个资源消耗较大的过程,老年人因工作记忆随年龄增长而下降,往往在这一过程中遇到困难。以往研究发现,老年人在理解和加工具有复杂句法结构(如关系从句)的句子时存在显著困难。 "该记者承认了错误,此前曾遭到参议员的抨击"1大多数先前的研究集中于关系从句(RCs),以探讨老化对句子加工的影响。与年轻成人相比,老年成人在关系从句理解方面的准确性和效率较低。然而,尽管针对老年人关系从句加工的研究已十分广泛,但老年人在逐词阅读句子时,关系从句中哪些部分更难加工仍不明确。Zurif 等(1995)发现,老年人在关系从句的动词位置上表现出更大的加工困难"攻击")因为将患者角色分配给动词的宾语效率较低"报告基因")2然而,一些研究表明,老年人在任何特定区域的表现并未与年轻对照组有所不同,困难出现在参与者读完整个句子之后。3然而,其他一些研究发现,老年人在关系性认知(RC)任务上的表现不如年轻人高效。"参议员")和动词("攻击")4,5换句话说,老年人在加工过程中遇到困难的具体位置尚未被明确识别。
句子加工是一个需要充足认知资源的渐进过程。根据依存局部性理论(Dependency Locality Theory, DLT)6,7,句子加工中的加工困难或加工成本取决于当前输入词与其所依附的依存词之间的距离,因此加工成本在句子的不同区域可能有所不同。当一个词与其依存词之间的距离越长时,加工成本就越高。因此,由于老年人工作记忆能力下降,他们在距离其依存词较远、认知成本较高的词(如宾语关系从句中的动词“attacked”)上可能比年轻人遇到更大的加工困难。尽管先前研究支持了依存局部性理论8,9,但该理论也受到一些研究的质疑10。精确考察老年人和年轻人在句子加工中困难出现的具体位置,有助于检验依存局部性理论的有效性,并帮助我们理解句子加工与认知资源之间的关系。同时,这也能更细致地揭示衰老如何影响在线句子加工过程。
以往关于老化对阅读过程中句子加工影响的研究,主要采用逐词阅读5,11、逐句听读4和跨模态启动2等方法。作为一种在线测量手段,跨模态启动任务可用于探测句子加工过程中句法或词汇信息的激活情况。然而,该任务仅能揭示特定词或短语处的加工表现,因此无法测量参与者在句子不同片段的加工表现,从而难以确定其加工困难主要集中于何处。事实上,迄今为止仅有一项研究使用跨模态启动任务来考察与年龄相关的句子加工能力下降。Zurif 等人(1995)发现,当空位与填充词之间的距离较长时,老年人在英语宾语关系从句的动词区域加工中遇到更大困难2。该研究表明,关系从句加工能力的年龄相关性下降可能是由于工作记忆资源不足所致2。然而,由于方法学上的限制,该研究未能提供有关关系从句其他区域加工困难的信息。
在研究老化对句子加工影响的过程中,自定步速阅读(SPR)任务是最常用的方法之一。该任务要求参与者通过按压特定按钮逐字阅读句子。参与者按下按钮表示已读完屏幕上显示的单词,随后下一个单词将取代前一个单词出现。参与者重复此过程,直至句子中的所有单词均呈现完毕,此时他们需要回答一个与刚刚阅读的句子意义相关的理解问题。记录阅读时间(RTs),用于衡量每个句子片段的加工难度;同时通过句子末尾问题的回答情况来评估句子理解的准确性。SPR任务与自然阅读存在显著差异:每次仅允许显示一个单词,且无法进行回视性眼动12。SPR任务的这种非自然特性具有减少参与者使用多种策略的优势,从而可最大限度地降低加工策略对参与者表现的干扰。因此,SPR任务有助于研究人员识别与句子中每个单词加工相关的认知困难。SPR任务的主要问题在于其无法确保RTs测量的准确性,因为参与者可能延迟按键以记忆句子内容,或加快按键速度以便为后续句子结构的构建预留信息缓冲12。
除了SPR任务外,眼动追踪也常被用于句子加工研究13,14,15。在眼动追踪实验中,向参与者呈现完整的句子,并要求其自然阅读。记录眼睛注视的持续时间和位置以及回视情况。眼动追踪的优势在于允许自然阅读,对参与者阅读句子的方式限制较少12。然而,眼动追踪的自然性也使得研究者难以评估确切的加工负荷,因为参与者可能采用多种多样的阅读策略,例如略读或逐字阅读12。因此,我们尚不清楚注视位置和持续时间反映的是加工难度,还是特定阅读策略的应用。
在本研究中,我们采用了一种迷宫任务16,17,该方法可解决事件相关电位(SPR)任务、眼动追踪以及跨模态启动任务中存在的这些问题。迷宫任务是一种更为现代的阅读范式,是对自定步调阅读任务的一种改进。该任务是心理语言学实验中常用的一种方法,用于记录参与者逐字阅读句子时的反应时间(RTs)。在该任务中,参与者需要通过在句子每个片段的两个备选项之间进行选择,来完成句子的阅读16。迷宫任务的具体流程如图1所示。

图1:迷宫句中连续帧的示例显示。 该图显示,每个帧中有两个备选词,但只有其中一个可以延续句子。请点击此处查看此图的放大版本。
如果句子的第一个词是 的,随后是配对 猫 和 在参与者应选择 猫 通过按下按钮表示左侧的单词是句子的语法延续。当下一对单词(到 和 之前)被呈现时,参与者应选择 之前 因为它可以作为句子的谓语。此过程将重复进行,直至参与者到达句子的末尾。如果参与者出错,当前试验将终止,并开始下一次试验。Kenneth Forster 提供的迷宫任务在线演示可访问 http://www.u.arizona.edu/~kforster/MAZE 查看。
迷宫任务是一种高度受限的实验范式,参与者在完成任务时不允许前瞻或回视句子的先前部分18,19。每个词必须在参与者进入下一个词之前,与已有的句子结构进行整合。该方法要求参与者非常仔细且准确地处理句子,同时减少了参与者可采用的加工策略。这使得我们能够对句子在线理解过程中的反应时间(RTs)进行客观测量。此外,迷宫任务对词语整合到句子中所涉及的加工成本更为敏感12,16,因为它对参与者可用的加工策略施加了非同寻常的限制。从这个意义上讲,迷宫任务特别适用于老年人句子加工的研究。由于语言经验更为丰富,老年人倾向于采用多种补偿策略(例如预测),使其表现与年轻人相当4。这些策略使得句子加工中的年龄差异变得不那么明显。在迷宫任务中,如果参与者过早做出反应,他们将被迫在下一画面中随机作答,从而极有可能产生错误。因此,该任务不允许参与者进行预测,任务所测量的效应本质上是不可预期的。通过减少老年人在句子加工过程中可使用的策略数量12,16,迷宫任务能够更客观地评估老年人在阅读句子时所面临的加工困难。
本研究采用迷宫任务来确定老年人在句子理解过程中的加工困难,并定位老化效应。由于老年人通常比年轻人加工速度更慢、阅读时间更长,大多数先前的研究通过测量句法复杂性或加工负荷受年龄调节的程度来评估老化效应,这是研究老化对句子加工影响的常见做法。多数研究选择使用宾语关系从句(ORCs)和主语关系从句(SRCs)作为实验刺激材料,因为它们分别代表句法上更复杂的结构和较简单的结构,如下例所示。因此,在本研究中,我们通过评估年龄对SRCs与ORCs之间加工差异的影响,来考察老化效应。
a. 主语关系从句(SRC):那个追赶男孩的女孩戴着一顶帽子。
b. 宾语关系从句(ORC):那个被男孩追赶的女孩戴着一顶帽子。
根据吉布森的依存局部性理论6,7,句子(b)比句子(a)更难处理,因为在句子(b)中将“患者”这一语义角色分配给中心名词girl时涉及更高的存储成本和整合成本。通过比较参与者在处理主语关系从句(SRCs)和宾语关系从句(ORCs)时的表现,我们可以了解他们如何处理具有不同认知负荷的句子。然而,以往研究在句法复杂性效应的解释上存在分歧。一些研究认为,如果句法复杂性效应在老年人中更为显著,则表明老年人对加工成本比年轻人更敏感3,20,因此,句法复杂性效应的增强被视为句子加工能力随年龄增长而下降的证据。然而,另一些研究则提出,句法复杂性效应的存在表明老年人能够将认知资源分配到句子加工过程中,因而应将其视为老年人句子加工能力得以保留的标志21。这两类研究对句法复杂性效应的解释之所以不同,主要是因为这些研究所采用的实验方法(如自定步速阅读任务SPR或跨通道启动任务)无法判断老年人究竟是动用了工作记忆资源将词语整合到句子前文结构中,还是由于缺乏工作记忆资源而无法完成整合。迷宫任务(maze task)可以为这一问题提供理想的解决方案,因为在该任务中,参与者必须将词语整合到先前的句子结构中。因此,可以合理地认为,迷宫任务所获得的反应时(RTs)真实反映了句子加工过程中的实际加工成本或加工难度。迷宫任务为探究老年人的句子加工提供了有效手段。Qiao、Shen 和 Forster(2002)曾使用迷宫任务考察普通话关系从句的加工,发现该技术对普通话主语提取和宾语提取关系从句加工中的句法复杂性效应具有高度敏感性19。该研究表明,迷宫任务适用于旨在定位普通话句子加工或词汇加工中实验效应的研究。
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本实验经北京外国语大学伦理委员会批准,并符合涉及人类受试者的实验指南。所有实验参与者均提供了书面知情同意书。
1. 刺激材料的构建

图2:两个实验句子的示例。 该图显示,参与者在每个画面中会看到两个中文词语,并需选择其中可以语法上延续句子的那个词。画面中的词语为汉字 ,括号内提供了相应的英文对照。 请点击此处查看此图的放大版本。
2. 实验参与者的筛选与实验前准备
3. 实验步骤
4. 数据分析
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本研究旨在通过迷宫任务考察老化对在线句子加工的影响。句子各片段的反应时(RTs)用于指示加工难度。本研究探讨了一组老年人(Mage = 65.2,SD = 3.04,范围 = 59–74)与年轻人(Mage = 19.1,SD = 1.04,范围 = 18–23)在加工汉语主语关系从句(SRCs)和宾语关系从句(ORCs)时的差异。两个年龄组在教育水平(M老 = 12.8,SD = 3.21;M年轻 = 13.2,SD = 0.75;p = .620)和性别比例(老年组:14名女性;年轻组:15名女性;χ2 = .067,p = .796)上均相匹配。具体而言,本研究旨在探究年轻人与老年人在加工汉语主语关系从句和宾语关系从句时的整体差异,以及这些差异的确切位置。研究假设认为,由于工作记忆能力下降,老年人相较于年轻人对句法复杂性实验操纵以及将词语整合到先前句子片段所需的加工成本更为敏感。因此,在需要更多加工资源的区域(如关系从句的...
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本研究采用迷宫任务来确定老化对句子加工影响的确切位置。研究考察了老年人和年轻人在加工中文主语关系从句(SRCs)和宾语关系从句(ORCs)时的差异。在该任务中,参与者需通过在两个选项之间进行选择来阅读句子,其中仅有一个选项是句子的语法延续。他们被要求尽可能快速且准确地做出选择。如果参与者按顺序选择了正确的选项,则所选词语构成一个合乎语法的句子;如果选择了错误选项,则当前试验立即终止,随即开始下一次试验。结果表明,年龄相关差异仅出现在句子的中心名词(yanyuan,"演员")处。老年人在加工这些中心名词时比年轻人遇到更大的困难。这可能是因为中心名词是句法解析器开始建立“空位”与“填充成分”之间联系并将其整合以完成语义角色指派的关键位置。根据依赖局部性理论(DLT),关系从句的加工成本取决于填充成分与其所连接的空位之间的距离。在中文主语关系从句中,中心名词与空位之间的距离比宾语关系从句更长,因此需要更多的加工资源来将中心名词与空位关联起来。由于老年人的工作记忆能力下降,在主语关系从句的中心名词处增加的加工成本使其难以高效完成句子加工。相比之下,年轻人拥有足够的工作记忆资源,即使在中心名词处加工成本增加,仍能顺利处理句子。因...
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作者声明不存在任何竞争利益。
本研究得到山东省社会科学规划基金[17CQRJ04]和中国教育部人文社会科学研究基金[18YJA740048]的资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 计算机 | N/A | N/A | 用于呈现刺激材料并记录受试者的反应。 |
| E-prime | PST | 2.0.8.22 | 刺激呈现软件 |
| 数字工作记忆广度测试 | N/A | N/A | 用于评估受试者的工作记忆广度。引自 Wechsler (1987)。 |
| 整体衰退量表(GDS) | N/A | N/A | 用于评估受试者的一般认知状态。引自 Reisberg, Ferris, de Leon 和 Crook (1988)。 |
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