事象関連の潜在的研究における異常文における期待と統合困難の交絡的影響の解離

Summary

我々は、異常な文章に対する参加者の期待を高めるために複数の繰り返しを適用することにより、セマンシー的に異常な文における統合的な難しさと予期せぬ要因の絡み合いを解離するためのプロトコルを提示する。解離は、言語研究におけるN400のような引き出された事象関連ポテンシャル(ERP)効果の主要な要因を調査するのに役立ちます。

Abstract

言語研究における異常な文章に自然に存在する予期せぬものと意味的統合の難しさの混同要因は、ERP成分の根本的な処理メカニズムを決定することを困難にする。コーパス周波数またはクローズ確率を介して期待値を操作する従来の静的アプローチとは異なり、このプロトコルは、複数の繰り返しによってめったに満たされない異常な文章に対する参加者の期待を高める動的な方法を提案します。セマンティック統合の困難を維持します。複数の繰り返しに起因する時間コストの増加に対処するために、このプロトコルは、セマンシーに富んだ、はるかに有益な提示する前に、異常な文から抽出された厳密に単純化されたコア構造のみを繰り返すことを提案します。セマンティック統合処理を再開するために異常なコア構造を含む完全な異常文。完全な異常文はP600効果を引き起こした。これは、参加者が繰り返しの後に異常な情報の処理をあきらめず、同じセマンティック統合の難しさが正常に再始動されたことを示唆しています。重要なことに、代表的な実験結果は、複数の繰り返しによって引き起こされる大幅に減衰されたN400効果がフォローアップ再開始されたセマンティック統合の難しさによって回復されなかったことを明らかにした。減衰N400効果は、主に複数の繰り返しによる異常な情報の期待の増強に起因するべきであることを示唆している。実験結果は、この方法が意味統合の難しさを維持しながら、異常な文章に対する参加者の期待を効果的に高めることができることを示している。

Introduction

異常な文章は、言語学者が通常の言語のオンライン認知処理を研究するために広く使用されています。例えば、イベント関連のポテンシャル(ERP)研究では、意味的異常を伴う文章(例えば、「彼は靴下で暖かいパンを広げる」)は、N400効果1を引き出すと報告された(ただし、意味的P600効果を報告するいくつかの他の研究も参照してください)。^2,3)、構文上の困難または異常を伴う文章(例えば、「ドアに答えるように説得された女性...」)は、P600効果4、5を引き出すために報告された。これらの電気生理学的成分は、構文やセマンティクスなど、言語のさまざまな側面から情報を処理する通常の時間的経過を調査するための信頼できる指標として広く使用されています。

異常な文は、理解中の意味統合処理に大きな困難を引き起こします。しかし、予期せぬ要因(すなわち、異常な発現は当然予想外の発現である)などの交絡因子は、異常な文によって引き起こされた観察された効果の根底にある真の認知過程を決定することを困難にする。例えば、N400効果が異常な文によって引き起こされる場合、それが予期せぬ6、7、8または統合難易度1、9、10によって引き起こされるかどうかは不明である。.

引き起こされた電気生理学的効果に寄与する期待値または意味統合の難しさを確認するには、これら2つの因子を解離する必要があります。伝統的に、期待値はコーパス周波数(単語研究)またはクローズ確率(文科)によって測定されることがよくあります。従来の実験で期待値を操作するために広く適用される方法は、期待されるグループと予期しないグループを形成するために、期待値の高得点と低得点の刺激を選択することです。この方法は、期待値の操作に有効であり、豊富な洞察力のある結果を生み出しています。

ただし、期待値を操作するための静的なアプローチとして、予期されるグループと予期しないグループが同じセマンティック統合の難易度を持つことは困難です。この操作では、予期されるグループと予期しないグループに対して選択された刺激が異なる必要があります。したがって、異なる期待値またはクローズ確率を持つ異なる刺激を使用して期待値を操作する場合、セマンティック統合の難易度が変化します)予期しないが合理的な表現(すなわち、合理的なメッセージに正常に統合できる単語で構成される予期しない表現)を見つけるかもしれませんが、これらの予期しないが合理的な統合的な努力が必要な場合があります。式は、通常の式で必要とされるものとは異なります。違いが制御されない場合、脳反応の有意な差異が生じる可能性があり、明確な証拠は、予期しないが合理的な新しい比喩的表現の統合処理が脳反応を全く異なって引き起こすことを示している。従来の比喩11、12によって引き起こされたものから.

この問題に対処するために、セマンティック統合の難しさを維持しながら、異常な文章に対する参加者の期待を動的に高める新しい方法を提案する。具体的には、不慣れな異常な文章を参加者に素早く理解させ、複数回の繰り返しを通じて期待を高めます。重要なのは、複数の繰り返しは刺激自体を変更しないことです。したがって、意味的に異常な情報自体は変更されません (つまり、重要な単語をコンテキストに正常に統合することはできません)。

しかし、異常な情報が以前のコンテキストに正常に統合できないことを知った後、脳は統合をあきらめるかもしれません(つまり、統合処理が欠落して統合が困難にならない可能性があります)。したがって、このプロトコルは、まず異常文から抽出されたコア異常情報のみを繰り返し、その後、同一の異常情報を含む完全な異常文をセマンチンカルに充実したバージョンとして使用することを提案する。このコア異常情報は、繰り返し条件で新しいセマンティック統合処理を開始する。意味的に豊かな完全な異常文と開始された新しいセマンティック統合処理における同一の異常情報を使用すると、完全に異常な情報によって引き起こされるセマンティック統合の難しさが想定されます。複数の繰り返しの後の異常な文は、繰り返しの前に異常な情報によって引き起こされたものとほぼ同じままでなければなりません(繰り返しの間に意味統合処理の状態に関係なく)。したがって、意味的に豊かな完全な異常文における意味的統合の難しさの要因は、対応する単純化されたコア構造と同じ繰り返しの後に変わらないと仮定しますが、期待値は大幅に向上します。

これらの仮定に基づいて、我々は、繰り返されるコア異常情報を含む完全な異常な文を含むセマンシーに濃縮された完全な異常文によって引き起こされたN400効果を比較し、新たに出会った完全な異常文によって引き起こされたもので、メジャーを調査する。この引き出されたERP効果の貢献者。働く仮説は次の通りです:以前の研究によると、N400効果は繰り返しによって著しく減衰します。減衰N400に基づいて、同じ異常情報の新たに開始されたセマンティック統合が、減衰N400効果の回復を引き起こす場合、新たに満たされた同じタイプの異常情報によって引き起こされるレベルに繰り返しのない異常な文章は、意味統合の難しさが引き出されたN400効果の支配的な要因であることを示唆している。それ以外の場合は、予期しないことが主な要因であることを示唆しています。

Protocol

本議定書は清華大学の機関審査委員会によって承認された。

1. 刺激構造

1. 繰り返しおよび非繰り返しグループの重要な異常な文を作成する
   1. 異常な文章の構築のための正しい文の十分な数を準備する(少し40以上)。たとえば、「これら 2 つのコンポーネントは遠心装置で分離されました。できるだけ感情のない文章だけを使うようにしてください。
   2. 正しい文に基づいて異常な文を作成し、繰り返しグループに半分を割り当て、半分を非繰り返しグループに割り当てます。
      1. たとえば、繰り返しグループに「これら 2 つのコンポーネントが遠心装置によって分化された」という文を、非繰り返しグループに「これら 2 つの成分を遠心装置によってセミコロン化した」という文を割り当てます。異常な文の 2 つのグループが、妥当性、違反の種類、長さなどの要素に非常に匹敵していることを確認します。
   3. すべての異常な文を通常の文のグループ(つまり、統合の難しさのない文章)とランダムに混ぜて、通常の文と異常な文のリストを形成します。
   4. ネイティブスピーカーのグループ(30人以上)を招待し、高い許容性を表す高い値で、1-7ポイントの尺度を使用して異常な文章の受け入れを得点します。
   5. 受容性スコアに基づいて刺激として使用するために、適切な異常文(35以上)の十分なペアを選択します。異常な文章は、受容性を可能な限り低くする必要があります(例えば、スコアが2より低い場合)。2 つの異常な文群が受容性スコアに大きく異ならないようにします(分散の繰り返しメジャー分析を行うことをお勧めします)。
2. 繰り返しのためのこれらの重要な異常な文章のための対応する刺激を準備する
   1. 繰り返し群の場合、完全な異常文からコア異常要素を抽出して繰り返しのコア構造を形成する(例えば、N400効果を研究するために、意味的不一致を引き起こすコア要素を抽出する)。
      1. 最も単純化されたコア異常要素のみが保持されていることを確認します (つまり、調査対象の効果の引き出しとは無関係な情報を削除します)。例えば、セマンテ的に異常なコア構造だけを抽出する「成分が分化された...」完全な異常な文から"これらの2つの成分は遠心装置によって分化された。
   2. 非繰り返し群の場合、完全な異常文から抽出されたものと異なるようにコア構造を変更し、完全な異常文に含まれる異常なコア構造の繰り返しを防止する(すなわち、調製する繰り返しの使用のための異なるコア構造)。
      1. 例えば、コア構造を抽出した後に「成分がセミコロン化された...」という批判的な異常文から「これら2つの成分は遠心装置によってセミコロン化した」非繰り返しグループ内のキーワードを置き換える「差分」などの別の単語で抽出されたコア構造(すなわち、「コンポーネントが違った...」を使用する)「コンポーネントがセミコロン化された...」非繰り返しグループでの繰り返し)。
   3. (オプションのマイナーな変更)抽出されたコア構造(例えば、時制または単数形/複数形)に小さな変更を加えるが、新しいコア構造が対応する完全な異常文と同じ効果を引き出すことができることを確認する。
      1. 例えば、異常なコア構造の過去形と複数形は、現在の時制と単数形にさらに変更することができます:「成分は参加しています...」「コンポーネントが参加した」の代わりに。
         注: マイナーな変更手順はオプションです。繰り返しに使用する抽出された異常なコア構造は、異常完全な文の中核構造と同じ形式と順序を持つことを強くお勧めします。マイナーな変更の目的は、参加者がコア構造をユニット全体として記憶するのを防ぎ、異常な完全な文のフォローアッププレゼンテーションがセマンティック統合をより良く再開できるようにすることです。このプロトコルは、マイナーな変更を適用することを選択します。
   4. 繰り返しグループと非繰り返しグループの両方で、抽出(および変更)されたコア構造のそれぞれに対してフィラー短い式を作成します。例えば、コインと正しいが似たフィラー式を導入する「コンポーネントが混在しています...」異常なコア構造のために「コンポーネントは参加しています...」繰り返しグループ内で。
   5. 同様に、コインと別の正しいが、同様のフィラー式を導入 "コンポーネントが発見されました..."異常なコア構造のために「コンポーネントが違う...」非繰り返しグループ内で。
      注:フィラー短い表現は、(i)異常なコア構造の正しさとのバランスをとるために、(ii)異なる繰り返し段階で可能な引き出し効果を観察するためのベースラインとして機能する(例えば、N400効果初回、5回目または10回目の繰り返し)は、正しい刺激でさえ複数の繰り返しの影響を受ける可能性があるためです。

(a) セマンシーに濃縮された完全な異常文とその前のコア構造の例
	繰り返しコア構造	セマンティカルに充実した完全な文章
コントロール		これら2つの成分を遠心装置で分離した。
繰り返しグループ	* コンポーネントが参加しています...	*これら2つの成分は遠心装置によって分化した。
非繰り返しグループ	* コンポーネントが異なっています...	*これら2つの成分を遠心装置により半コロニー化した。
(b) 繰り返し部の簡略化されたコア構造の例
	信じられない表現	もっともらしい表現
繰り返しグループの場合	* コンポーネントが参加しています...	コンポーネントが混在しています...
繰り返しでないグループの場合	* コンポーネントが異なっています...	コンポーネントが検出されました...

表1:刺激の例:完全な文章と簡略化されたコア構造。表の上半分には、完全な文部分とそれに対応する異常なコアに、完全な文の例(対照群、繰り返される異常文グループ、繰り返し異常文グループ、および繰り返し繰り返し異常文グループ)の例が表示されます。繰り返し部分で使用される構造体。表の下半分には、異常なコア構造と、繰り返し部分にその妥当な充填剤の短い式が表示されます。

3. フィラー文の構築
   1. 文型を充実させ、通常の文と異常な文の数のバランスが整っていることを確認するのに十分な充填文を準備します。
   2. 入力者の文から正しい入力文の数を選択し(繰り返しグループ内のすべての重要な異常文の数に基づいて)、繰り返しを作成するのと同じ方法で選択した各フィラー文の繰り返し部分を作成します。重要な異常文の部分:各正しいフィラー文からコア構造を抽出し、このコア構造に対応する短いフィラー式をコインします。
      注: クリティカル異常な文(それ以前にも繰り返し部分がある)の露出を避けるために、各正しいフィラー文の前に繰り返し部分が導入されます。この手順の後、完全な文には、前の繰り返し部分を持つ文 (すべての重要な文と、繰り返し部分の前に選択されたフィラー文を含む) と、前の繰り返し部分のない文の 2 種類があります。

2. 刺激プレゼンテーション

1. 繰り返し部分の提示
   1. 抽出されたコア構造とその正しい充填体式(表1bを参照)を、特定の回数(例えば7回)をランダムに提示します(図1の繰り返し部分を参照)。
2. 意味的な改起完全な文のプレゼンテーション
   1. 対応する繰り返し部分の直後に完全な異常文を提示します(図1を参照)。
      注:繰り返し部分と完全な文(例えば、濃い青と濃い緑)の異なる色は、参加者がこれらの2つの部分を区別するのに役立ちます。
   2. (オプションの変更)研究者が完全な文部の結果だけを気にしている場合は、短い式をユニット全体として表示して時間を節約できます。

図1:刺激プレゼンテーションの概略図。図の上半分は、繰り返し部分を提示するフローチャートを表示し、対応するフォローアップ完全な異常文を表示し、下半分の左側は、各短い表現を提示する詳細な方法を表示し、右側下半分には、各完全な文章を提示する詳細な方法が表示されます。この図のより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. 繰り返し部分と完全な文部のタスク設定
   1. 繰り返し部分の各コア構造に対してタスクを与えて、参加者の焦点を合わせ続ける(または、参加者が異なるコア構造に異なる応答を必要とする同様のタスク、例えば、式が以前に与えられました)。
   2. 以前の関連研究で広く使用されている完全な文部分(例えば、妥当性判定)のタスクを選択して、結果を以前の研究の結果と比較できるようにします。
4. 全体的な刺激組織
   1. 各繰り返し部分(対応する後続の完全な文と共に)を異常な文の後にのみ提示し、通常の文の後に別の完全な文(それが正常か異常であるか)の後に存在する(図2を参照)。
      注:これは、(i)一部の文が繰り返し部分の前にある理由について参加者に合理的な説明を提供し、他の文はそうでない(例えば、研究者は、誤った文の後に誤った文だけが繰り返し部分が続くと説明する場合があります)。正しい文は、繰り返し部分をバイパスし、別の完全な文に直接ジャンプする力を持っています。(ii) 単調さを避け、参加者が集中し続けるのを助けることによって、実験をより面白くする。

図2:各ブロックにおける刺激の組織。この図は、すべての異常な完全な文 (対応する繰り返し部分を含む) のプログラミングの全体的なフローチャートと、各ブロック内の正しい完全な入力文 (前の繰り返し部分なし) を表示します。この図はHuang^ら14から許可を受けて採用されています。この図のより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. 実験準備と電気生理学的記録

1. 正常または修正された正常な視力を持ち、同じ利答性を持つネイティブスピーカーを募集します(エジンバラのハンドネステストを使用して^参加者13を選択できます)。参加者は神経疾患や精神疾患を持たないべきであり、中枢神経系に影響を与える薬を服用してはならない。
2. テストの2ヶ月前に、参加者にパーマや染毛の履歴がないことを確認してください。必要な年齢層の男女の参加者のバランスの取れた数を確保します。
3. 実験の前に十分な睡眠と休息を取るように参加者に知らせる。実験に参加している間、彼らが健康な状態(咳、発熱、頭痛などなし)であることを確認してください。
4. 参加者が研究室に到着した後、実験に使用する機器や材料、実験の手順、実験のタスクと時間コスト、および要件(動きやまばたきなど)制限)は、参加者が全体的な手順に関する基本的な知識を持ち、不必要な懸念を排除するために役立ちます。
5. 参加者が実験に関するそれ以上の質問や心配を持っていない場合は、参加者にエジンバラの手渡しクエリフォームに記入してもらい、実験に参加することに同意します。すべての参加者が同じハンドネスを持っていることを確認します。
6. インフォームド コンセント フォームを参加者に渡し、参加者に注意深く読んでもかます。参加者がコンテンツに関する質問がある場合は、必要な説明を行います。参加者がすべての内容を理解し、同意した後、参加者に指定された場所でフォームに署名してもらい、次のステップに進みます。
7. 実験室で頭と乾いた髪を適切にきれいにするように参加者に指示します。参加者を待っている間、すべての実験材料を準備しておいてください。
   注:実験材料の準備は、特定の記録システムの要件に依存します。
8. 参加者に実験を行う部屋の椅子に快適に座ってもらいます。
9. 額の対応する電極(例えば、電極Fpz、Fp1、Fp2、Af7、Af8)の参加者の皮膚をきれいにし、左目の下(例えば、垂直電気電極[VEOG]電極の場合)、右目の外側のカナスの近く(例えば、水平電気学[HEOG]電極)、および左右の乳房骨の周り(例えば、Tp9およびTp10の電極は、新しい参照としてオフラインで使用される)を顔のスクラブおよび綿棒と共に。
   1. 肌を優しく洗い、参加者に不快感を与えないようにするだけでなく、死んだ皮膚細胞や化粧品などの他の物質が除去されることを確認してください。
      注:電極の分布は、使用するキャップによって異なる場合があります。使用中のキャップ上の電極の分布または国際的な10-20系の電極配置のガイダンスに従って、上記の皮膚洗浄のための上記の領域で対応する位置を見つけてください。
10. 弾性キャップを参加者の頭の上に電極で置きます。キャップの電極Czがヘッドの頂点に位置し、キャップが左右対称で、中線電極がヘッドの中線の上に配置されていることを確認します。
    注:電極がキャップに固定されていない場合は、参加者の頭皮上の電極配置の国際10-20システムに従ってください。
11. 電極に目の動きを記録し、よく固定します。2つの別々のHEOGとVEOG電極を導電性ゲルで充填し、右目の外側のカンサスと左目の下にそれぞれ置き、粘着テープを使用して固定します。
    注:システムが導電性ゲルを必要としない場合は、ゲル充填ステップをスキップします。
12. 実験中に隣接する電極が動かないように、あごの下にストラップを固定します。ストラップがきつすぎたり、ゆるすぎたりしないでください。キャップ/電極を記録システムに接続します。
13. すべての電極のインピーダンスを、ERP スタディで広く適用されているインピーダンスしきい値を下回るレベルまで下げます(通常は 5 kΩ または 10 kΩ 未満)。これは次のように行うことができます。
    1. 録音ソフトウェアをインピーダンス監視インターフェイスに切り替えます。
    2. グラウンド(GND)とリファレンス(参照)電極から始めます。
    3. 導電性ゲルを含む注射器の鈍い先端針を、頭皮の皮膚に到達するまで電極と毛髪のアイレットを通して渡し、注射器プランジャーを押して、ゲルが金属ciを接続するまで、導電ゲルの少量を皮膚に注入する。電極と皮膚に対してrcleを付けます。
       注:余分なゲルが隣接する電極を接続する場合にあまりにも多くのゲルを注入しないように注意してください。システムが導電性ゲルを必要としない場合は、このステップをスキップしますが、システムの要件に従って動作します。
    4. インピーダンスがしきい値を下回るまで、モニターに異なる色で表示されるリアルタイムインピーダンスレベルを確認します。
       注:インピーダンスが非常にゆっくりと減少する場合は、ゲルが皮膚とより良い接触を持つことができるように、またはそれを動かさずに綿棒(または注射器)で円を作ることによって、綿棒(または鈍い針先)でゲルを静かに押すことによって、プロセスをスピードアップすることができます。頭皮の先端。
    5. 接地電極と基準電極を調製した後、他の電極を同じ方法で処理します。
       注: インピーダンス低減プロセスでは、参加者が不快に感じることはありませんのでご注意ください。電極を準備しながら、参加者との会話を開始し、維持すると便利です。
14. 参加者に実験の準備をしてもらいます。参加者にリラックスするように伝えるだけでなく、実験中に過度の目のまばたきや体の動きを避けるようにしてください。
15. 繰り返し部分のタスクについて参加者に知らせる(つまり、各コア構造に従ってキューを見た上でコア構造の妥当性を判断する)と、メイン文部分のタスク(すなわち、完全な異常の妥当性を判断する)。各文に続く合図を見た上で、参加者に実験に応じて対応してもらいます。
16. 実験を開始する前に、間違った文の後に繰り返し部分が続き、別の完全な文(正しいか正しくない可能性があります)が正しいことを参加者に明示的に伝えます。
    注:これは、後続の完全な文ではなく、その前に繰り返し部分と文の間の関係に参加者の注意を向けることができます。
17. 刺激プレゼンテーションプログラムを開始し、参加者に練習セクションで練習をさせてください。
    注: 実験に含まれるすべてのタイプの刺激が、この実習に表示されていることを確認します。
18. 正式な実験セッションを開始し、電気生理学的信号を記録します。参加者が各ブロック間で約10分間休憩できるように、すべての刺激を異なるブロックに分割します。
19. 録画中に記録システムを監視します。問題が発生した場合は、問題が正しく解決されるまで、実験と記録を一時停止します。
20. 記録された電気生理学的データを保存し、参加者がキャップを脱ぐのを助けます。参加者に皮膚と髪の導電性ゲルを洗い流す。
21. 参加者に報酬を与え、参加者の参加に感謝します。

Results

本プロトコルは、N400効果がセマンティック統合^処理14を反映しているかどうかを調べるために、我々の最近の研究の1つで使用された。その研究で使用された刺激は、表2に示すように中国語であった。

(a) 繰り返し部の簡略化されたコア構造の例
	信じられない表現	もっともらしい表現
繰り返しグループ	*

Discussion

実験結果と意義
繰り返し部分では、結果は、N400効果がほとんど存在しないまで小さくなったことを実証しました。大幅に減衰したN400効果は、複数の繰り返しがN400の振幅を著しく調節したことを証明した。ただし、この部分の結果は、N400 が実際に期待値の変更またはセマンティック統合の影響を受けたかどうかを示すことはできません。減衰N400効果は、まだ異なる方法で説明することができます。一つの説明は、複数の繰り返しが異常な表現のための参加者の期待を高めたという点でN400の減衰に寄与したということです。これは、N400 指数が意味的統合の難しさではなく、期待値を示していることを示唆しています。もう一つの説明は、異常な表現に慣れた後、脳は表現の単語が単にもっともらしいメッセージにうまく統合できないことに気づき、それ以上の試みをあきらめたということです。情報。この説明は、N400 インデックスがセマンティック統合であることを示唆しています。

完全な文部では、ERP結果は繰り返し条件ではN400効果を明らかにしないが、非繰り返し状態では有意なN400...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
BrainAmp DCアンプシステム(Brain Products GmbH)	Brain Products、ギルヒング、ドイツ		BrainAmp S / N AMP13061964DC入力5.6DC = 150mA動作7mAスタンバイEasycap
(Brain Products GmbH)	Brain Products、ギルヒング、ドイツ		62 Ag/AgCl電極、国際10&ndashの構成 。20 電極のシステム