Sprache: N400 bei semantischer Inkongruenz

Verständnis Sprache beinhaltet komplexe kognitive Prozesse und – angesichts der unglaubliche Zahl von Wortwahl und Arrangements, die einen Satz bilden können – das Gehirn muss in der Lage, kohärente und inkohärent Kombinationen unterscheiden.

Eine Person Verständnis eines Satzes, ob gesprochen – wie wenn eine Mutter ihren Sohn erzählt, dass sie in den Laden geht – oder in ein Buch geschrieben hängt, teilweise, was das Gehirn das nächste Wort in der Reihenfolge werden erwartet.

Zum Beispiel, wenn jemand beginnt zu lesen "Es war eine dunkle und stürmische..." zu Beginn eines Buches, es wird erwartet, dass "Nacht" die folgenden Begriff werden.

Jedoch gelegentlich unerwartete Wörter begegnet sind – wie "... ...und der mad Scientist malte sein Labor der Farbe Waschbär..." – das stören der Satz Sinn.

In diesem Fall ist die anomale Bezeichnung Waschbär, als es man eine Art von Tier, anstatt eines erwarteten Farbe wie Schwarz bezeichnet.

Solche semantischen Unstimmigkeiten – die sinnlose Sätze – einzigartige elektrische Signale im Gehirn zu entlocken – bekannt als ereignisbezogene Potenziale, ERP-Systeme für kurze Antworten — vorsehen, die Einblick, wie das Gehirn ruft die Definition oder aufbereiten, die lästige Wort in einem Versuch, den Satz zu verstehen.

Dieses Video erklärt, wie die Technik der Elektroenzephalographie oder EEG, zur Messung von ERP-Systemen während semantische Inkongruenz Aufgaben verwendet werden kann, in denen die Teilnehmer erscheinen Sätze mit unerwarteten Worte enden.

Wir veranschaulichen die Reize, zu entwerfen und zu sammeln und analysieren von Daten, insbesondere mit Schwerpunkt auf eine einzigartige Komponente von ERP-Systemen, benannt N400 entsprechend seiner Eigenschaften.

In diesem Experiment wird EEG zur Gehirnaktivität bei Teilnehmern gezeigt semantisch zusammenhängende und inkohärent Reize, Messen um Sprachverarbeitung und Verständnis zu untersuchen.

Diese Reize bestehen aus drei Arten von Sätzen: geschmackssicheren, unpassend und Größe-Deviant. Obwohl jeder von sieben Wörtern zusammengesetzt ist, unterscheiden sie sich in der Natur ihrer letzten Amtszeit.

Die letzten Worte im geschmackssicheren Sätze, wie "sie zerkratzt ihr Hund hinter seine Ohren." stellen keine Probleme mit Bedeutung und werden in der gleichen Schriftart angezeigt – und Größe – wie die vorhergehenden.

Wichtig ist, dienen diese Sätze als Steuerelemente zu beurteilen, wie das Gehirn reagiert auf kohärente Wortkombinationen.

Im Gegensatz dazu besitzen unpassend Sätze, wie "sie getaucht Finger Huhn in Stiefel," letzten Begriffe, die semantisch anomale.

Hier Stiefel Konflikte mit der Bedeutung des Restes der Worte – es wird erwartet, dass Chicken Finger würde, in Gewürz wie Senf, nicht in der Kleidung eingetaucht werden. Damit diese Reize zu bewerten wie überraschende, inkohärent Sprache verarbeitet wird.

Die letzte Art der Sätze nennt man Größe-Deviant, und enthalten die letzten Worte, die sind überraschend in Erscheinung – sie sind in einer größeren Schrift – aber keine Übereinstimmung.

Z. B. wenn im Satz"er seine Hand in seine Fausthandschuh.," ist der Begriff Handschuh in größeren Buchstaben geschrieben, es noch semantischen Sinn macht.

Diese Reize sind kritisch, wie sie gemeint sind, zu unterscheiden, ob die Reaktion des Gehirns auf das letzte Wort in einem Satz führt zu allgemeinen Überraschung – der Schock einer inkonsistenten Textgröße — oder ist spezifisch für unerwartete Bedeutungen.

Nach EEG Teilnehmer vorbereitet sind, werden sie aufgefordert, Sätze, die auf einem Computerbildschirm angezeigt werden sorgfältig zu lesen, wie später Fragen darüber gestellt werden.

In Wirklichkeit ist kein Quiz am Ende des Experiments gegeben; Diese Anweisungen achten jedoch Themen wird auf die kommende Reize zu achten.

Während des Vorgangs werden Teilnehmer nacheinander gezeigt – in der richtigen Reihenfolge – die sieben Worte, die einen Satz bilden.

Jeder Begriff wird einzeln in der Mitte des Monitors – Augenbewegungen zu reduzieren, die Datenerhebung stören könnten — für 100 ms, gefolgt von 1000 ms von leeren Bildschirm.

Über 120 solcher Versuche, von denen jede einen einzigartigen Satz besteht EEG Informationen kontinuierlich aufgezeichnet. Insbesondere werden Reize auf der gleichen Frequenz angezeigt – 40 Mal – aber in zufälliger Reihenfolge. Die Aufgabe ist dann ein zweites Mal wiederholt, so Teilnehmer insgesamt insgesamt 240 Sätze lesen müssen.

Danach werden EEG-Daten verarbeitet, um durchschnittliche ERP-Systeme für jede Art von Sätzen zu visualisieren – aus jeder Elektrode – und Wissenschaftler suchen nach der N400-Komponente in diesen Wellenformen.

Das "N" in diesem Semester zeigt, dass der Gipfel negativ ist, und die "400" der Latenz stellt –, dass es etwa 400 ms nach der letzte Wort Reiz Auftritt wird dem Teilnehmer angezeigt.

Basierend auf bisherigen Erfahrungen, wird es erwartet, dass die Amplitude der N400 als Reaktion auf semantisch inkonsistent Ereignisse steigen und von allen Kopfhaut Elektroden aufgezeichnet werden wird.

Diese Antwort wird jedoch wahrscheinlich bekanntesten an der Pz-Elektrode, positioniert in der Mittellinie der Kopfhaut über die Parietal Lappen – Regionen davon sind dafür bekannt, die Verarbeitung und Integration von Schriftsprache beteiligt werden.

Vor Beginn des Experiments, rekrutieren ein Teilnehmers, der einen englischen Muttersprachler ist, und erklären Sie ihnen die zwei wichtigsten Komponenten des Verfahrens: sie tragen werden Elektroden und Sätze auf einem Computerbildschirm angezeigt werden. Dann, von ihnen allen sammeln der erforderlichen Einwilligungserklärungen unterzeichnet.

Als nächstes outfit des Teilnehmers mit der Kopfhaut und im Gesicht Elektroden. Weitere Einzelheiten zu diesem Verfahren finden Sie in dieser Sammlung an anderer Stelle beschriebenen Methoden. Überprüfen Sie im Bereich Test Impedanzwerte über alle Elektroden.

Weisen Sie nach der Bestätigung, dass die EEG-Spuren des Rauschens nichtig sind der Teilnehmers, so dass ihre Augen ca. 75 cm vom Bildschirm sind zu sitzen.

Betonen Sie, dass sie lesen und achten Sie besonders auf die Sätze, die erscheinen Wort-für-Wort auf diese Anzeige wie Fragen über deren Inhalt später gestellt werden.

Um sicherzustellen, dass die Teilnehmer die Aufgabe versteht, zeigen Sie ihnen zehn Praxis Sätze, aber sammeln Sie keine Daten während dieser Zeit. Danach starten Sie das EEG-System, um kontinuierliche Aufzeichnung beginnen.

Fahren Sie mit der funktionalen Aufgabe durch die Präsentation von 120 Studien — bestehend aus 40 geschmackssicheren, 40 unpassend und 40 Deviant-Größe Sätze — in zufälliger Reihenfolge. Wiederholen Sie diesen Vorgang mit einen zusätzlichen Satz von 120 Reizen zu gewährleisten, dass genügend Daten gesammelt werden.

Sobald Daten für alle 240 Reize aufgezeichnet wurden, verarbeiten Sie wie in Jupiters ERP-Systeme und die Oddball Aufgabe Video beschrieben.

Um die Daten analysieren, zunächst die durchschnittliche Wellenformen für die Timecourses der geschmackssicheren plot, unpassend und abweichende Größe Reize über die Pz Aufnahme Website gesammelt. Auf der x-Achse dieses Graphen – Zeit in ms vertreten — angeben, wenn jedes Wort in einem Satz angezeigt wird.

Danach suchen Sie die N400-Gipfel, und für jeden, berechnen Sie die durchschnittliche Amplitude – definiert als der Abstand zwischen dem tiefsten Punkt des Peaks und der Ausgangswert 0 µV, auch durch die horizontale Achse dargestellt.

Dann berechnen die Latenzzeit dieser Komponente – in ms wie lange dauert es in der Wellenform angezeigt werden, nachdem das letzte Wort in einem Satz angezeigt wird.

Fahren Sie für die Bereiche dieser Amplituden und Latenzen mit F-Tests verwenden, um festzustellen, ob es ein Unterschied zwischen Ziel und Kontrolle Reize.

Beachten Sie, dass die N400 Reaktion nur beobachtet wurde, nachdem die Teilnehmer das letzte Wort des eine unpassende Satz gezeigt wurden, darauf hinweist, dass diese elektrische Veranstaltung neuronale Verarbeitung spiegelt – insbesondere bei den Parietal Lappen – zu identifizieren, die eine Unterbrechung im Satz Verarbeitung verursacht durch einen inkohärenten Begriff.

Wichtig ist, obwohl N400 nicht in Wellenformen gesammelt mit Deviant-Größe reizen, eine weitere einzigartige Komponente beobachtet wurde – P560, eine positive Spitze mit einer Latenz von 560 ms – war.

Dies bedeutet, dass das Gehirn anders auf unerwartete visuelle Reize und semantisch inkonsistent Begriffe reagiert und legt nahe, dass N400 eine einzigartige elektrische Signatur Sprache Inkongruenz.

Nun, Sie wissen, wie semantische Inkonsistenz verwendet werden kann, die N400-Komponente in ERP-Systemen zu entlocken, schauen andere Möglichkeiten Forscher dieses einzigartige elektrische Signal Studie Sprachverarbeitung und Verständnis untersuchen.

Einige Forscher wollen bestimmen, wenn die Fähigkeit zur Identifikation inkohärent Sprache entwickelt, und ob diese Fertigkeit mit dem Alter ändert.

Solche Arbeit engagiert sich mit kleinen Kindern – ausgestattet mit EEG-Hauben-Darstellungen von erkennbaren Objekten, wie eine Kamera.

Der Trick ist jedoch, dass wenn das Kind diese Darstellung ansieht, ihnen gesagt wird, es ist etwas anderes – zum Beispiel eine Katze. Somit ist dies eine modifizierte Version der semantischen Inkongruenz Aufgabe, wie das gesprochene Wort nicht die Bedeutung des sichtbaren Elements übereinstimmt.

Messungen der das Gehirn elektrische Reaktionen auf diese Aufgaben gezeigt, dass Kinder eine verbesserte N400-artige Reaktion auf unpassende Element-Wort-Paare zeigen – eine, die für mehrere hundert ms dauert – im Vergleich zu geschmackssicheren Sätze.

Wichtig ist, bedeutet dies, dass noch in einem frühen Alter Menschen in der Lage sind zu erkennen und verarbeiten semantische Inkongruenz.

Andere Forscher sind der Beurteilung, ob ERP-Systeme verwendet werden, um besser zu verstehen, Sprache Defizite verbunden mit bestimmten Persönlichkeitsstörungen wie Schizophrenie.

Paradoxerweise, bisherige Arbeit hat gezeigt, dass Personen mit ausgesprochen Schizophrenie-ähnliche Eigenschaften wie Angst oder die Unfähigkeit, Freude, fühlen eine erhöhte N400 Antwort auf geschmackssicheren Wortpaare zeigen — wie Tier- und Ziege – im Vergleich zu Menschen mit milderen Symptomen.

Jedoch, wenn diese Teilnehmer mit einer antipsychotischen Medikament namens Olanzapin behandelt wurden, die Amplitude dieser Übereinstimmung verursacht N400-Komponente verringert im Vergleich zu Personen, die ein Placebo gegeben was auf eine mögliche Therapie, die die unzusammenhängende Rede manchmal in solchen Störungen beobachtet behandeln könnte.

Sie haben genau beobachtete, Jupiters Video auf Sätze wie geschmackssicheren und unpassend verwendet werden kann, zu untersuchen, Sprachverarbeitung. An dieser Stelle sollten Sie wissen, wie Reize an die Teilnehmer, zu präsentieren und zu sammeln und zu interpretieren ERP-Daten. Wir hoffen, dass Sie jetzt auch verstehen, wie die N400-Komponente verwendet wird, um andere Aspekte des Sprachverständnis, wie z. B. die Auswirkungen in Verhaltensstörungen zu untersuchen.

Danke fürs Zuschauen!