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Compreender a linguagem envolve processos cognitivos complexos e, dado o incrível número de escolhas e arranjos de palavras que podem formar uma única frase, o cérebro deve ser capaz de distinguir entre combinações coerentes e incoerentes.
A compreensão de uma frase por uma pessoa, seja falada - como quando uma mãe diz ao filho que está indo à loja - ou escrita em um livro, depende, em parte, do que o cérebro antecipa que a próxima palavra da frase seja.
Por exemplo, se alguém começar a ler "Foi um escuro e tempestuoso ..." No início de um livro, espera-se que "noite" seja o termo seguinte.
No entanto, ocasionalmente palavras inesperadas são encontradas, como "... e o cientista louco estava pintando seu laboratório a cor guaxinim..."?que interrompe o significado da frase.
Nesse caso, o termo anômalo é guaxinim, pois se refere a um tipo de animal, em vez de uma cor esperada, como o preto.
Tais incongruências semânticas - as frases sem sentido - provocam sinais elétricos únicos no cérebro - respostas conhecidas como potenciais relacionados a eventos, ERPs para abreviar - que podem fornecer informações sobre como o cérebro recupera a definição ou reprocessa a palavra problemática na tentativa de compreender a frase.
Este vídeo explica como a técnica de eletroencefalografia, ou EEG, pode ser usada para medir ERPs durante tarefas de incongruência semântica, nas quais os participantes veem frases que terminam com palavras inesperadas.
Demonstramos como projetar estímulos e coletar e analisar dados, focando especificamente em um componente exclusivo de ERPs, denominado N400 para refletir suas características.
Neste experimento, o EEG é usado para medir a atividade cerebral em participantes com estímulos semanticamente coerentes e incoerentes, a fim de investigar o processamento e a compreensão da linguagem.
Esses estímulos consistem em três tipos de frases: congruentes, incongruentes e desviantes de tamanho. Embora cada um seja composto de sete palavras, eles diferem na natureza de seus últimos termos.
As palavras finais em frases congruentes, como "Ela coçou o cachorro atrás da orelha", não apresentam problemas de significado e aparecem no mesmo tipo de fonte e tamanho das anteriores.
É importante ressaltar que essas frases servem como controles para avaliar como o cérebro responde a combinações coerentes de palavras.
Em contraste, frases incongruentes, como "Ela mergulhou o dedo de frango nas botas.", possuem últimos termos que são semanticamente anômalos.
Aqui, as botas entram em conflito com o significado do resto das palavras - espera-se que os dedos de frango sejam mergulhados em um condimento como mostarda, não em peças de roupa. Assim, esses estímulos avaliam como a linguagem surpreendente e incoerente é processada.
O tipo final de frases é chamado de desvio de tamanho e contém as últimas palavras que são surpreendentes na aparência - elas estão em uma fonte maior - mas não em congruência.
Por exemplo, se na frase "Ele colocou a mão na luva.", o termo luva está escrito em letras maiores, ainda faz sentido semântico.
Esses estímulos são críticos, pois destinam-se a distinguir se a resposta do cérebro à última palavra de uma frase é o resultado de uma surpresa geral - o choque de um tamanho de texto inconsistente - ou é específica para significados inesperados.
Depois que os participantes são preparados para o EEG, eles são instruídos a ler cuidadosamente as frases que aparecem na tela do computador, pois as perguntas serão feitas sobre elas mais tarde.
Na realidade, nenhum questionário é dado no final do experimento; no entanto, essas instruções garantem que os sujeitos prestem atenção aos próximos estímulos.
Durante a tarefa, os participantes são mostrados sequencialmente - na ordem correta - as sete palavras que compõem uma única frase.
Cada termo aparece individualmente no centro do monitor - para reduzir os movimentos oculares que podem interferir na coleta de dados - por 100 ms e é seguido por 1000 ms de tela em branco.
As informações do EEG são continuamente registradas em mais de 120 dessas tentativas, cada uma das quais consiste em uma frase única. Especificamente, os estímulos são mostrados na mesma frequência - 40 vezes - mas em uma ordem aleatória. Em seguida, a tarefa é repetida uma segunda vez, então os participantes devem ler um total de 240 frases no total.
Posteriormente, os dados de EEG são processados para visualizar ERPs médios para cada tipo de frase - de cada eletrodo - e os cientistas procuram o componente N400 nessas formas de onda.
O "N" neste termo indica que o pico é negativo e o "400" representa sua latência - que ocorre cerca de 400 ms após o estímulo da última palavra ser mostrado ao participante.
Com base na experiência anterior, espera-se que a amplitude do N400 aumente em resposta a eventos semanticamente inconsistentes e seja registrada em todos os eletrodos do couro cabeludo.
No entanto, essa resposta provavelmente será mais proeminente no eletrodo Pz, posicionado na linha média do couro cabeludo acima dos lobos parietais - regiões das quais são conhecidas por estarem envolvidas no processamento e integração da linguagem escrita.
Antes de iniciar o experimento, recrute um participante que seja falante nativo de inglês e explique a ele os dois principais componentes do procedimento: que ele usará eletrodos e verá frases na tela do computador. Em seguida, colete deles todos os formulários de consentimento assinados necessários.
Em seguida, equipe o participante com eletrodos no couro cabeludo e no rosto. Para obter mais detalhes sobre esse procedimento, confira os métodos descritos em outras partes desta coleção. Uma vez no espaço de teste, verifique os valores de impedância em todos os eletrodos.
Ao confirmar que os traçados do EEG não apresentam ruído, instrua o participante a sentar-se de forma que seus olhos fiquem a aproximadamente 75 cm de distância da tela.
Enfatize que eles devem ler e prestar muita atenção às frases que aparecem palavra por palavra nesta tela, pois perguntas serão feitas sobre seu conteúdo mais tarde.
Para garantir que o participante entenda a tarefa, mostre a ele dez frases práticas, mas não colete dados durante esse período. Em seguida, inicie o sistema de EEG para iniciar a gravação contínua.
Prossiga com a tarefa funcional apresentando 120 tentativas - consistindo em 40 frases congruentes, 40 incongruentes e 40 desviantes - em uma ordem aleatória. Em seguida, repita esse processo com um conjunto adicional de 120 estímulos para garantir que dados suficientes sejam coletados.
Depois que os dados forem registrados para todos os 240 estímulos, processe-os conforme descrito nos ERPs da JoVE e no vídeo Oddball Task.
Para analisar os dados, primeiro plote as formas de onda médias para os cursos de tempo de estímulos congruentes, incongruentes e de tamanho desviante coletados do local de gravação Pz. No eixo x deste gráfico, que representa o tempo em ms, indique quando cada palavra em uma frase é mostrada.
Em seguida, localize os picos do N400 e, para cada um, calcule sua amplitude média - definida como a distância entre o ponto mais baixo do pico e o valor da linha de base de 0 ? V, também representado pelo eixo horizontal.
Em seguida, calcule a latência desse componente - quanto tempo em ms leva para que ele apareça na forma de onda depois que a última palavra de uma frase é mostrada.
Para as faixas dessas amplitudes e latências, prossiga para usar testes F para determinar se há uma diferença entre os estímulos alvo e controle.
Perceba-se que a resposta do N400 só foi observada após os participantes verem a última palavra de uma frase incongruente, indicando que esse evento elétrico reflete o processamento neural – particularmente envolvendo os lobos parietais – que identificam uma interrupção no processamento da sentença causada por um termo incoerente.
É importante ressaltar que, embora o N400 não tenha sido observado em formas de onda coletadas usando estímulos de tamanho desviante, outro componente único? P560, um pico positivo com latência de 560 ms?foi.
Isso indica que o cérebro responde de maneira diferente a estímulos visuais inesperados e termos semanticamente inconsistentes, e sugere que o N400 é uma assinatura elétrica única da incongruência da linguagem.
Agora que você sabe como a inconsistência semântica pode ser usada para obter o componente N400 em ERPs, vejamos outras maneiras pelas quais os pesquisadores estão examinando esse sinal elétrico exclusivo para estudar o processamento e a compreensão da linguagem.
Alguns pesquisadores pretendem determinar quando a capacidade de identificar linguagem incoerente se desenvolve e se essa habilidade muda com a idade.
Esse trabalho envolveu mostrar representações de objetos reconhecíveis de crianças pequenas - equipadas com bonés de EEG, como uma câmera.
No entanto, o truque é que, quando a criança olha para essa representação, ela é informada de que é algo diferente - por exemplo, um gato. Assim, esta é uma versão modificada da tarefa de incongruência semântica, pois a palavra falada não corresponde ao significado do item visível.
As medições das respostas elétricas do cérebro a essas tarefas demonstraram que as crianças exibem uma resposta aprimorada no estilo N400 a pares incongruentes de itens e palavras - que dura várias centenas de ms - em comparação com conjuntos congruentes.
É importante ressaltar que isso sugere que, mesmo em tenra idade, os humanos são capazes de identificar e processar a incongruência semântica.
Outros pesquisadores estão avaliando se os ERPs podem ser usados para entender melhor os déficits de linguagem associados a certos transtornos de personalidade, como a esquizofrenia.
Paradoxalmente, trabalhos anteriores mostraram que indivíduos com características pronunciadas semelhantes à esquizofrenia, como ansiedade ou incapacidade de sentir prazer, demonstram uma resposta N400 aumentada a pares de palavras congruentes - como animal e cabra - em comparação com pessoas com sintomas mais leves.
No entanto, quando esses participantes foram tratados com um medicamento antipsicótico chamado olanzapina, a amplitude desse componente N400 causado por congruência diminuiu em comparação com os indivíduos que receberam placebo, sugerindo uma possível terapia que poderia tratar a fala desarticulada às vezes observada em tais distúrbios.
Você acabou de assistir ao vídeo de JoVE sobre como frases congruentes e incongruentes podem ser usadas para investigar o processamento da linguagem. Neste ponto, você deve saber como apresentar estímulos aos participantes e coletar e interpretar dados de ERP. Esperamos que agora também compreenda como a componente N400 está a ser usada para investigar outros aspetos da compreensão da linguagem, por exemplo, como pode ser afetada em distúrbios comportamentais.
Obrigado por assistir!
