Summary
Vi presenterar ett protokoll för att utforska den relativa aktivering sekvensen av fonologi och semantik i visuella ord erkännande. Resultaten visar att förenligt med interaktiva konton, semantiska och fonologiska representationer kan behandlas interaktivt, och högre nivå språkliga representationer kan påverka tidig bearbetning.
Abstract
Kontroverser har alltid funnits i forskning relaterad till läsförmåga; om tryckta ord uppfattas på ett feedforward-sätt baserat på ortografisk information varefter andra representationer, såsom fonologi och semantik aktiveras, eller om dessa är helt interaktiva och semantisk information på hög nivå påverkar tidig bearbetning. Ett interferensparadigm genomfördes i det presenterade protokollet av fonologiska och semantiska bedömningsuppgifter som använde samma föregående målpar för att utforska den relativa ordningen av fonologiska och semantiska aktivering. Hög- och lågfrekventa målord föregicks med tre villkor: semantiskt relaterade, fonologiska-relaterade (homofoner) eller orelaterade. Resultaten visade att den inducerade P200 komponenten i lågfrekventa ord par var betydligt större än högfrekventa ord i både semantiska och fonologiska uppgifter. Dessutom orsakade både homofonerna i den semantiska uppgiften och de semantiskt relaterade paren i den fonologiska uppgiften minskning av N400 jämfört med kontrolltillståndet, ordfrekvens-oberoende. Det är värt att notera att för lågfrekventa par i den fonologiska bedömningsuppgiften var P200 som släpptes av de semantiskt relaterade ordparen betydligt större än i kontrolltillståndet. Övergripande, semantiska bearbetning i fonologiska uppgifter och fonologiska bearbetning i semantiska uppgifter hittades i både hög- och lågfrekventa ord, vilket tyder på att interaktionen mellan semantik och fonologi kan fungera på ett uppgift-oberoende sätt. Den specifika tiden som interaktionen inträffade kan dock ha påverkats av aktiviteten och frekvensen.
Introduction
Den kritiska frågan i alla ordigenkänningsmodeller är att förstå fonologins roll i processen med semantisk åtkomst1. För alfabetiska språk ser många studier konsekvent fonologi som spelar en viktig roll i semantisk åtkomst, inklusive engelska2,3,4, hebreiska5, franska6och spanska7. Med andra ord innebär skriftlig ordigenkänning inte bara ortografisk utan också fonologisk och semantisk bearbetning. Denna observation i den interaktiva anslutningsmodellen förklaras av tillägg som aktiveras i hela nätverket, där ortografi är associerad med fonologiska och semantiska representationer genom viktade anslutningar8. Denna spridning av aktivering ger kärnmekanismen för den visuella ordigenkänningsmodellen, som förutsätter att fonologiska och semantiska representationer automatiskt aktiveras som svar på ortografisk inmatning9.
Nuvarande empiriska bevis som stöder hypotesen om interaktiv automatisering är dock fortfarande kontroversiella. Vissa studier hävdar att aktiveringen av fonologiska och semantiska representationer kan justeras eller förhindras av uppgiftskrav eller uppmärksamhet, vilket innebär ett visst top-down-inflytande på de högnivåprocesser som är involverade i orduppfattning10,11. Den ovannämnda beskrivningen har dock ifrågasatts av många resultat som rapporterar fonologiska och semantiska effekter i visuell ordigenkänning även om dessa representationer är helt irrelevanta för uppgiften eller inte kan nås direkt12, vilket stöder uppfattningen att semantik och fonologi kan nås automatiskt och med tvång under läsningsprocessen13 . Därför råder det osäkerhet om huruvida den fonologiska och semantiska aktiveringen i visuell ordigenkänning beror på den specifika uppgiften eller om den sker med tvång och automatiskt på ett uppgiftsoberoende sätt.
Svaret på ovannämnda fråga är svårt för kinesiska läsare. Jämfört med engelska är kinesiska ett logografiskt skript vars tecken representerar morfem istället för fonem14. För närvarande är fonologins roll för semantisk tillgång till kinesiska ord fortfarande kontroversiell. Vissa studier har hävdat att fonologi spelar en viktig roll i semantisk tillgång till kinesiska ord15,16,17. Andra har dock haft motsatt uppfattning18,19. Efter att ha utvärderat ovannämnda forskning för kinesisk fonologisk bearbetning fann vi att det experimentella paradigmet och specifika forskningsmetoder skiljer sig åt. På det hela taget var det huvudsakligen uppdelat i två paradigm: ordpriming15,18,19 och överträdelseparadigm i meningen17,20,21. Målordet är vanligtvis inbäddat i slutet av meningen i överträdelseparadigmet22. När det gäller språkmekanism är en kort tvåordsfras en mer hanterbar enhet än en fullständig mening som är svår att bearbeta23. Dessutom kan variabler som är svåra att kontrollera i en mening, till exempel syntax, sammanhang eller andra faktorer, leda till olika slutsatser24. Ordet priming paradigm är en metod som ofta används för att utforska ordigenkänningsmodeller, oavsett om det är på alfabetiska språk eller kinesiska. Uppgiften med detta paradigm är att bedöma om målordet som föregås av primtalen är ett verkligt ord eller pseudoord; det vill säga detta paradigm innehåller vanligtvis bara en lexikal uppgift. En enda lexikalisk beslutsuppgift kanske dock inte är det bästa valet för att lösa problemet med om aktiveringen av fonologi och semantik beror på uppgiften. Därför kan två olika uppgifter vara mer lämpliga för att utforska denna fråga.
Därför syftade denna forskning till att utforska fonologins roll i kinesisk ordigenkänning och samtidigt försöka avgöra om aktiveringen av fonologi och semantik är i uppgiftsoberoende. Vår forskning omfattar två uppgifter med hjälp av interferensparadigmet: semantiskt omdöme och fonologiskt omdöme. Såvitt vi vet är detta den första händelserelaterade potentiella (ERP) studien av kinesiska två-teckens förening erkännande med hjälp av denna interferens paradigm, och denna metod visas sällan i studier av alfabetiska språk. Specifikt, i den semantiska bedömningsuppgiften måste deltagarna bedöma om målordet och dess prejudikat är semantiskt relaterade, medan de i den fonologiska uppgiften måste bedöma om de parade orden har samma uttal.
Den förstnämnda är en semantisk matchningsuppgift som inte kräver a priori fonologisk bearbetning, och den senare är en fonologisk bedömningsuppgift som inte kräver a priori semantisk behandling. Därför jämförde vi homofonpar och orelaterade kontrollgrupper i den semantiska bedömningsuppgiften för att avslöja om och hur fonologi påverkar semantisk bearbetning. På samma sätt jämförde vi semantiskt relaterade ordpar med orelaterade kontrollvillkor i den fonologiska bedömningsuppgiften för att avslöja om och hur semantik påverkar fonologisk bearbetning. Dessutom kontrollerades det ovannämnda problemet med hög- och lågfrekventa ord. Således kan denna kompletterande semantiska och fonologiska bedömningsuppgift inte bara avslöja vikten av fonologisk bearbetning i kinesiskt ordigenkänning utan också avslöja om och hur fonologi och semantik interagerar.
Om fonologi och semantiska processer är tidiga, automatiska och interaktiva, bör effekten av fonologisk och semantisk aktivering observeras under svarstiden för de två uppgifterna. För ERP utlöser fonologiska och semantiska processer två olika elektrofysiologiska markörer2,7. Dessutom bör deras tidskurser och deras rumsliga fördelningar vara olika. En tidig positiv komponent (P200) bör återspegla fonologisk bearbetning, och den typiska semantiska bearbetningsmarkören N400 bör också identifieras20,21. Vi antog att både de phonologically relaterade par i den semantiska uppgiften och semantiska-relaterade par i den fonologiska uppgiften skulle orsaka en betydande minskning av N400, vilket skulle ha indikerat att fonologiska bearbetning kan leda till viss grad av aktivering på lexikala-semantiska nivåer. Dessutom övervakade vi om P200, som kännetecknar fonologisk bearbetning, uppträdde i den semantiska bedömningsuppgiften eller den fonologiska bedömningsuppgiften. I den fonologiska bedömning uppgiften utlöser semantiska-relaterade villkor P200, som kan ses som bevis på den tidiga påverkan av semantik på fonologiska bearbetning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Protokollet som användes för denna studie godkändes av Institutional Review Board vid Tsinghua University.
1. Stimuli konstruktion och presentation
- Stimuli konstruktion
- Stimulipreparat: Förbered målord som innehåller cirka 140 kinesiska tvåteckensföreningar, varav låg- och högfrekventa ord står för hälften. Föregå varje mål med tre analoger: ett fonologiskt identiskt ord (homonymant ord), ett ord med relaterad betydelse och ett irrelevant kontrollord.
- Se till att högfrekventa mål alltid föregås av högfrekventa föregångare och lågfrekventa mål alltid föregås av lågfrekventa prejudikat, oavsett om det är i relaterade förhållanden eller icke-relaterade kontrollgrupper. Se dessutom till att föregående målpar är likartade i antalet slag och frekvens.
OBS: Alla ord för denna studie valdes från Modern Chinese Frequency Dictionary (Xiandai Hanyu Pinlu Cidian). Frekvensen av lågfrekventa ord var mindre än åtta gånger per miljon, och frekvensen av högfrekventa ord överskred 800 gånger per miljon.
- Se till att högfrekventa mål alltid föregås av högfrekventa föregångare och lågfrekventa mål alltid föregås av lågfrekventa prejudikat, oavsett om det är i relaterade förhållanden eller icke-relaterade kontrollgrupper. Se dessutom till att föregående målpar är likartade i antalet slag och frekvens.
- Stimuli bedömning: Rekrytera en separat grupp på cirka 30 studenter för att utvärdera graden av semantisk relevans mellan ordpar på en sjugradig skala, där 1 återspeglar den lägsta korrelationen och 7 återspeglar den högsta korrelationen.
- Slutlig stimulansbestämning: Ta bort olämpliga ordpar, till exempel ordpar med lägre poäng i semantiskt relaterade villkor och ordpar med högre poäng i homofon och irrelevanta villkorspoäng.
- Beräkna respektive genomsnittliga poäng för hög- och lågfrekventa semantiska relaterade ordpar och se till att det inte finns någon signifikant skillnad mellan de två.
- Se dessutom till att poängen för homofonpar och orelaterade par inte är signifikant olika vid både hög och låg frekvens. Slutligen bestämmer du det slutliga experimentella stimulansmaterialet (se Tabellmaterial).
OBS: För de semantiska relaterade värdena för de semantiska-relaterade paren i detta experiment var de slutliga medelvärdena 5,62 respektive 5,73 för högfrekventa respektive lågfrekventa par, och det fanns ingen signifikant skillnad mellan de två (p > .1). Dessutom var den semantiska släktskapen mellan homofoniska och icke-närstående par inte signifikant annorlunda (p > .1).
- Stimulipreparat: Förbered målord som innehåller cirka 140 kinesiska tvåteckensföreningar, varav låg- och högfrekventa ord står för hälften. Föregå varje mål med tre analoger: ett fonologiskt identiskt ord (homonymant ord), ett ord med relaterad betydelse och ett irrelevant kontrollord.
- Stimuli presentation
- Bygg ett program för att visa uppgiften för ämnena och fyll i ovannämnda material (programmet kan skrivas på E-prime eller andra programmeringsspråk).
- Se till att varje kärnstruktur i programmet börjar med ett skärmtecken som visar ett " + " -tecken som varar i 300 ms, direkt varefter föregående ord måste visas i 140 ms, utan intervall mellan de två.
- Därefter ställer du in en tom skärm som varar i 360 ms och ställer sedan in målordet, som visas för 500 ms. Slutligen ställer du in ett frågetecken (?) som kommer att fortsätta att visas tills deltagaren har bestämt sig för ordparet som bara visas och tryckte på knappen så snabbt och exakt som möjligt.
- Berätta för deltagarna i förväg att de måste bedöma om ordparet är semantiskt relaterat i den semantiska bedömningsuppgiften och om fonologin är densamma i den fonologiska bedömningsuppgiften.
- Övningssessionsinställning: Ställ in två övningsgrupper som innehåller semantisk bedömning respektive fonologisk bedömning med inte mindre än 10-ordspar för varje uppgift. Informera deltagarna om att de kan upprepa övningarna för att säkerställa att noggrannheten i övningssessionen är mer än 70%.
- Formell experimentinställning: Dela upp hela experimentet i 6 block, med den semantiska bedömningsuppgiften och den fonologiska bedömningsuppgiften som var och en står för hälften.
- Kontrollera att det inte finns några upprepade målord i varje block och att antalet primingtyper i varje block är detsamma. Dessutom kan du ställa in några fyllmedelsförsök för att minska den responsavvikelse som orsakas av det ojämlika antalet tester som kräver positiva eller negativa reaktioner.
- Slumpmässigt ordningen på objekt i varje block och balansera blockordningen bland ämnena.
OBS: Hela experimentet kan också delas in i åtta eller tio eller fler block beroende på antalet experimentella material som ska förberedas, vilket minimerar upprepningen av målord i varje block.
2. Experimentberedning och elektrofysiologisk inspelning
- Rekrytera högerhänta infödda kinesiska talare med en normal vision som kan ha korrigerats tidigare.
- Exkludera deltagare med neurologiska eller psykiatriska sjukdomar.
- Se till att det finns ett balanserat antal kvinnliga och manliga deltagare i önskat åldersintervall (18-28 år).
- Se till att deltagarna inte har någon historia av att perming eller färga håret under de senaste två månaderna.
- Informera deltagarna om att de måste ha tillräckligt med sömn och vilotid före experimentet25.
- När du deltar i experimentet, se till att deltagarna är i ett hälsosamt tillstånd vid tidpunkten för experimentet.
- När en deltagare anländer till labbet introducerar du experimentell utrustning, uppgifter och tidskostnader. Förklara kraven (som att inte vara sömnig, flytta och blinka) för att hjälpa dem att förstå hela processen och eliminera onödiga bekymmer.
- Om deltagaren inte har några andra frågor om experimentet, be dem fylla i Edinburgh Handedness Query Form, som används för att bekräfta att alla deltagare har samma högerhänta vanor.
- Lämna in det informerade samtyckesformuläret till deltagarna och be dem läsa och underteckna noggrant. Om deltagarna har frågor om innehållet i samtyckesformuläret, ge dem nödvändiga förklaringar.
- Instruera deltagaren att rengöra hårbotten ordentligt och torka håret i laboratoriet. I väntan på deltagare, förbered allt experimentellt material.
OBS: EEG-signalen förstärks med hjälp av ett förstärkarsystem med en bandpass på 0,01 till 100 Hz och proveras kontinuerligt vid 500 Hz. - Be deltagarna att sitta bekvämt på en stol i kammaren där experimentet kommer att genomföras. Instruerade dem att inte flytta stolen.
- Använd bomullspinne och ansiktsskrubb för att rengöra huden under deltagarens vänstra öga (för den vertikala elektro-oculographic elektroden), nära det högra ögats yttre canthus (för den horisontella elektro-oculographic) och runt höger och vänster mastoidben (för Tp9 och Tp10, som kommer att användas som nya offlinereferenser).
OBS: Fördelningen av elektroder kan variera beroende på vilka lock som används. - Placera det elastiska locket på deltagarens huvud och se till att Cz-elektroden är i mitten av toppen av huvudet. Fäst elektrodlockbandet under hakan med försiktighet för att se till att det inte sitter för hårt eller för löst.
- Se till att locket och förstärkaren är anslutna till inspelningssystemet. Växla sedan inspelningsprogramvaran till impedansövervakningsgränssnittet.
- Se till att impedansen hos alla elektroder inte överstiger 5 kΩ eller 10 kΩ, med början med referenselektroderna (Ref) och marken (Gnd).
- Skicka sprutan fylld med ledande gel genom det lilla hålet i en elektrod till hårbotten och tryck sedan kolven för att injicera en liten mängd ledande gel i hårbotten samtidigt som du är försiktig så att du inte orsakar ett överflöd. Övervaka samtidigt visningssystemet som visar impedansen i realtid tills impedansen sjunker till tröskelvärdet.
- När Ref- och Gnd-elektroderna har förberetts, minska impedansen hos de andra elektroderna på samma sätt. Behandla impedansreduktionen av okulär elektricitet noggrant.
- Tejpa de små hålen på ena sidan av de två elektrookulografiska elektroderna för att förhindra att den injicerade ledande gelen läcker. Fixera dem på botten av vänster öga och den yttre canthus av det högra ögat med tejp.
- När alla elektroder har förberetts, instruera deltagarna att vara redo för experimentet. Instruera deltagarna att slappna av och undvika överdriven ögon blinkning och kroppsrörelser under experimentet.
- Presentera stimulansen via stimulansdemonstrationsprogrammet och låt deltagarna öva i övningsavsnittet.
Efter övningssessionen kan deltagarna ställa frågor om de har några tvivel eller frågor om hur de ska gå vidare. - Starta det formella experimentet och registrera EEG-informationen. Övervaka inspelningssystemet under inspelningen. Om en elektrod är lös eller motståndet överskrider tröskelvärdet, fyll på elektroden när deltagaren vilar.
OBS: Deltagarna kan vila i 4-10 min efter varje block. - När experimentet är klart sparar du EEG-signalen och stänger av utrustningen, till exempel inspelningssystemet och förstärkaren. Ta sedan av deltagarens mössa och instruera deltagaren att tvätta av den ledande gelen från hår och hud. Slutligen belöna deltagarna och tacka dem för deras samarbete.
3. EEG-förbearbetning
- Använd halvautomatisk okulär korrigering med oberoende komponentanalys.
- Beräkna ERPs från 100 ms till 600 ms efter att målordet har börjat (100 ms baslinje före målet).
- Ställ in EEG-bandpassfiltret offline från 0,05 till 30 Hz (nollfasförskjutningsläge, 24 dB/okt).
- Kassera epoker som överstiger ±80 μV genom artefaktavstötning och eliminera försöken med felaktiga svar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Detta protokoll användes i en ny studie för att undersöka fonologins roll i kinesisk två-teckens föreningsigenkänning och för att härleda ordet igenkänningsmodell26. Alla stimuli som användes i denna studie avslöjades helt26. Tre tidfönster valdes på grundval av global fältkraft (GFP): vid 100-150 ms, 160-280 ms och 300-500 ms för N1, P200 och N400 komponenter, respektive26. De genomsnittliga amplituderna i ovanstående två tidsfönster analyserades genom upprepade mått analys av varians (ANOVA) och frekvens (låg och hög), relation typ (phonologically eller semantiskt relaterade, eller orelaterade) och laterala områden (vänster och höger halvklot × främre, mellersta och bakre regioner = sex områden totalt) eller mittlinjen elektroder (Fz, Cz, Pz), som var de tre inom deltagare faktorer inblandade. Mer detaljerade resultat och grafer finns i Wang et al. (2021)26.
ERP-resultat för den semantiska bedömningsuppgiften
Perioden 100-150 ms (N1)
För mittlinelektroderna gav ANOVA en huvudeffekt av Frekvens [F(1, 23) = 9,451, P = .005, 2p = .291], vilket indikerar att högfrekventa par framkallade en betydligt mer negativ vågform än lågfrekvent tillstånd. ). En liknande signifikant huvudeffekt av frekvens observerades också på de laterala platserna. För högfrekventa par observerades dessutom en signifikant huvudeffekt av Relationstyp [F(1, 23) = 8,826, P = .007, 2p = .277], vilket visar att icke-närstående par framkallade en betydligt mer negativ vågform än homofontillstånd. En liknande signifikant huvudeffekt av Relation Type för högfrekventa par observerades också vid den vänstra halvklotet.
Perioden 160–280ms (P200)
För mittlinelektroderna gav ANOVA en huvudeffekt av Frekvens [F(1, 23) = 5,546, P = .027, 2p = .194], vilket indikerar att lågfrekventa par framkallade en betydligt mer positiv vågform än högfrekvent tillstånd. Inga andra signifikanta effekter eller interaktioner observerades i mittlinjeelektroderna. Dessutom hittades den huvudsakliga effekten av frekvens också på laterala platser.
Perioden 300–500 ms (N400)
I tidsfönstret 300–500 ms gav ANOVA en signifikant huvudeffekt av relationstyp [F(1, 23) = 27,783, P < .001, ƞ2p = .547] i mittlinjeelektroderna, vilket visar att ett mål som riktades mot homofoner framkallade betydligt mindre negativ amplitud än det orelaterade tillståndet (se figur 1). En liknande signifikant huvudeffekt av Relation Type observerades på laterala platser.
Figur 1: Stora genomsnittliga händelserelaterade potentialer som svar på målord, från representativa elektroder (Fz, Cz, Pz), för homofoniska och kontrollpar i den semantiska uppgiften. Denna siffra, hämtad från Wang et al. (2021)26, visar att homofonpar i den semantiska bedömningsuppgiften släppte en mindre N400-komponenter än irrelevanta förhållanden oavsett höga och låga frekvenser. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
ERP-resultat för Homophone-bedömningsuppgiften
Perioden 100-150 ms (N1)
Ingen signifikant effekt eller interaktion hittades i mittlinjen elektroder eller laterala platser.
Perioden 160–280ms (P200)
Ingen signifikant huvudeffekt för relationstyp eller frekvens (ps > .1) observerades vid de främre frontelektroderna. En betydande interaktiv effekt mellan frekvens och relationstyp hittades dock [F(1, 23) = 7,951, P = .010, 2p = .257]. Ytterligare analys fann att påverkan av relation typ var endast betydande under lågfrekventa förhållanden vid främre frontal elektroder (FPz: P =.055; FFP1: P =.027; FP2: P =.004; AF3: P =.060; AF4: P =.021; AF8: P =.009), vilket indikerar att ERP-signalen i P200-tidsfönstret var betydligt mer positiv under semantiskt relaterade förhållanden än under icke-relaterade förhållanden (se figur 2).
Dessutom visade analyserna att effekten av Frekvens var signifikant i två regioner (vänstercentral: F(1, 23) = 4,506, P = .045, 2p = .164 och vänster bakre: F(1, 23) = 10,470, P = .004, ĺ2p = .313).
Figur 2: Stora genomsnittliga händelserelaterade potentialer som svar på målord från sex främre elektroder (Fpz, Fp1, Fp2, AF3, AF4, AF8) för semantiskt relaterade och kontrollpar av lågfrekventa i homofonuppgiften. Denna siffra, hämtad från Wang et al. (2021)26, visar att i den fonologiska bedömningsuppgiften släppte lågfrekventa semantiska relaterade ord en mer positiv P200-komponent än icke-relaterade ord. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Perioden 300–500 ms (N400)
I N400-tidsfönstret hittades en signifikant huvudeffekt av Relationstyp [F(1, 23) = 9,082, P = .006, 2p = .283] i mittlinjeelektroderna, vilket indikerar att målet som primerades av semantiskt relaterade ord släppte en betydligt mindre negativ amplitud än orelaterade primtal (se figur 3). Dessutom observerades en betydande huvudeffekt av relation typ på de laterala platserna.
Figur 3: Stora genomsnittliga händelserelaterade potentialer som svar på målord, från representativa elektroder (Fz, Cz, Pz), för de semantiskt relaterade och kontrollparen i homofonuppgiften. Denna siffra, hämtad från Wang et al. (2021)26, visar att i den fonologiska bedömningsuppgiften släppte semantiskt relaterade par en mindre N400-komponenter än irrelevanta förhållanden oavsett höga och låga frekvenser. Klicka här för att se en större version av den här figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Experimentella resultat och betydelse:
Syftet med detta protokoll var att dra följande slutsats: 1) huruvida ordigenkänningsmodellen är en feedforward-modell eller en interaktiv modell och 2) interaktionen mellan de fonologiska och semantiska mönstren i kinesiska tvåteckens sammansatta igenkänning av hög och låg frekvens under olika uppgifter. En interferens paradigm av fonologiska och semantiska matchande uppgift med erp tekniken antogs. ERP-svaren föregicks av homofoner och orelaterade ord till mål jämfördes i semantiska bedömningsuppgifter som inte krävde a priori fonologiska bearbetning för att avslöja när och om fonologi påverkar semantisk bearbetning. På samma sätt, för fonologiska bedömningsuppgifter som inte krävde a priori semantisk bearbetning, erp svar av mål ord som utlöses av semantiska och orelaterade ord jämfördes för att avslöja om och semantik stör fonologiska bearbetning. Därefter, enligt latensen för de relevanta ERP-komponenterna, jämfördes den relativa tidsförloppet för semantisk och fonologisk bearbetning, och påverkan av ordfrekvens på sådana bearbetningsmönster kontrollerades.
Våra resultat visade att målet primed av semantiskt relaterade prejudikat i den fonologiska uppgiften och de mål som primes av homofoner i den semantiska bedömning uppgiften båda utlöste en betydligt mindre negativ N400 komponent än de orelaterade föregår, oavsett ord frekvens. För högfrekventa ord föreslog därför uppgifterna att semantisk aktivering sker tidigare eller åtminstone inte senare än fonologisk bearbetning under erkännandet av kinesiska tvåteckensföreningar i olika uppgifter. Dessutom var den inducerade P200 komponenten i lågfrekventa ord par betydligt mer positiva än högfrekventa ord par i både semantiska och fonologiska uppgifter. Andra studier har också dragit slutsatsen att tidiga ERP-komponenter kan vara känsliga för ordfrekvens27,28. De tidigaste N1- och P200-effekterna kan också, åtminstone delvis, bero på den semantiska bearbetningen av föregående ord. För lågfrekventa ord i den fonologiska bedömningsuppgiften konstaterades det dock att de semantiskt relaterade paren släppte en betydligt större P200 än kontrollvillkoret. Däremot konstaterades det att P200 som utlöstes av lågfrekventa semantiskt relaterade ordpar var betydligt mer positiva än lågfrekventa kontrollförhållanden i fonologiska bedömningsuppgifter. Detta resultat verkar inte vara svårt att förklara för lågfrekventa ord, eftersom fonologiska aktivering förväntas i fonologiska bedömningsuppgifter, men den uppenbara P200 komponenten utlöstes av semantiska prejudikat, som återigen stärkte hypotesen att semantisk bearbetning inte får ske senare än fonologiska bearbetning.
Ovanstående interaktion mellan semantik och fonologi bekräftade interaktionsmodellen för ordigenkänning som föreslog att systemet kan vara helt interaktivt, med lågnivåinformation som flödar från botten till toppen till hela den lexikala informationen och information på hög nivå som flödar uppifrån och ner för att bilda tidig visuell ordbehandling1. Dessutom bekräftade P200 som orsakas av frekvenseffekter i de två uppgifterna också spekulationerna om att språklig information på högre nivå redan kan utöva sitt inflytande under den tidiga behandlingen. Observera att de interaktioner som finns i de två uppgifterna, oavsett hög- och lågfrekventa förhållanden, stödde automatisk och eventuellt obligatorisk tillgång till fonologi och mening under läsning. Den specifika tidpunkt då denna interaktion inträffade kan dock ha påverkats av uppgiften och frekvensen. För lågfrekventa ord konstaterades det till exempel att interaktionen inträffade i P200-tidsfönstret i den fonologiska uppgiften medan i N400-tidsfönstret i den semantiska bedömningsuppgiften. För högfrekventa ord observerades dock interaktionen i N400-tidsfönstret för både semantiska eller fonologiska uppgifter. Sammanfattningsvis tyder de aktuella resultaten på automatisk interaktion mellan semantik och fonologi på ett uppgiftsoberoende sätt samtidigt som man överväger att den interaktiva tiden och läget kan påverkas av uppgifter, frekvens etc.
Metodens effektivitet
I allmänhet kan detta interferensparadigm mer omfattande utforska interaktionslägena för fonologiska och semantiska bearbetning. Våra experiment inkluderade fonologiska matchande uppgifter som inte kräver priori semantisk bearbetning och semantiska matchning uppgifter som inte kräver priori fonologiska bearbetning. På detta sätt kan semantikens påverkan på fonologisk bearbetning eller fonologins påverkan på semantisk bearbetning observeras tydligare. Dessutom, eftersom fonologin eller semantiken i prejudikaten och målordet måste jämföras i båda uppgifterna, aktiveras fonologin eller semantiken med tvång i de två uppgifterna. Därför, om någon störningseffekt uppstår, kommer det att vara mer uppenbart. Den gemensamma metoden för att utforska ordigenkänning är en lexikalisk beslutsuppgift som inkluderar priming-villkor. Specifikt behöver det bara bedöma om målordet är ett riktigt ord eller ett pseudoord. För det första kanske den semantiska aktiveringen av lexikala beslutsuppgifter inte är tillräckligt stark, och för det andra kan en enda bedömningsuppgift inte utforska interaktionsläget under olika uppgifter. Därför kan interferensparadigmet för de två uppgifterna vara mer lämpligt för att utforska ordigenkänningsmodellen. För de två distinkta uppgifterna i interferensparadigmet måste den ena starkt aktivera semantisk bearbetning, och den andra måste starkt aktivera fonologisk bearbetning, vilket är mer gynnsamt för att undersöka om interaktionen mellan fonologi och semantik är uppgiftsoberoende och hur man interagerar under olika uppgifter.
Framtida tillämpningar av tekniken
Det nuvarande protokollet var det första som använde interferensparadigmet för att utforska den semantiska tillgången till kinesiska två teckenförening av hög- och lågfrekventhet. För närvarande förekommer två-uppgiftsstörningsparadigmet sällan i studierna av ordigenkänning på alfabetiska språk. Därför kan denna metod ge en ny möjlighet för olika språk som kännetecknas av olika relationer mellan ortografi, fonologi och semantik för att utforska ordigenkänningsmodeller.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Det finns inga konkurrerande ekonomiska intressen.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av Major Program of the 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).
