Summary
Presentamos un protocolo para explorar la secuencia de activación relativa de la fonología y la semántica en el reconocimiento visual de palabras. Los resultados muestran que, de acuerdo con las cuentas interactivas, las representaciones semánticas y fonológicas pueden procesarse de forma interactiva, y las representaciones lingüísticas de nivel superior pueden afectar el procesamiento temprano.
Abstract
Las controversias siempre han existido en la investigación relacionada con las habilidades de lectura; sobre si las palabras impresas se perciben de manera feedforward basada en información ortográfica después de la cual se activan otras representaciones, como la fonología y la semántica, o si estas son totalmente interactivas y la información semántica de alto nivel afecta el procesamiento temprano. Se implementó un paradigma de interferencia en el protocolo presentado de tareas de juicio fonológico y semántico que utilizó los mismos pares precedente-objetivo para explorar el orden relativo de activación fonológica y semántica. Las palabras objetivo de alta y baja frecuencia fueron precedidas por tres condiciones: semánticamente relacionadas, fonológicas (homófonos) o no relacionadas. Los resultados mostraron que el componente P200 inducido de pares de palabras de baja frecuencia fue significativamente mayor que las palabras de alta frecuencia tanto en las tareas semánticas como en las fonológicas. Además, tanto los homófonos en la tarea semántica como los pares semánticamente relacionados en la tarea fonológica causaron una reducción en N400 en comparación con la condición de control, la frecuencia de la palabra independientemente. Vale la pena señalar que para los pares de baja frecuencia en la tarea de juicio fonológico, el P200 liberado por los pares de palabras semánticamente relacionados fue significativamente mayor que el de la condición de control. En general, el procesamiento semántico en tareas fonológicas y el procesamiento fonológico en tareas semánticas se encontraron tanto en palabras de alta como de baja frecuencia, lo que sugiere que la interacción entre la semántica y la fonología puede operar de manera independiente de la tarea. Sin embargo, el momento específico en que ocurrió esta interacción puede haberse visto afectado por la tarea y la frecuencia.
Introduction
La cuestión crítica en cualquier modelo de reconocimiento de palabras es comprender el papel de la fonología en el proceso de acceso semántico1. Para los idiomas alfabéticos, muchos estudios consideran consistentemente que la fonología juega un papel importante en el acceso semántico, incluidos el inglés2,3,4,hebreo5,francés6y español7. En otras palabras, el reconocimiento de palabras escritas implica no solo un procesamiento ortográfico, sino también fonológico y semántico. Esta observación en el modelo conexionista interactivo se explica por extensiones activadas en toda la red, donde la ortografía se asocia con representaciones fonológicas y semánticas a través de conexiones ponderadas8. Esta proliferación de activación proporciona el mecanismo central para el modelo de reconocimiento visual de palabras, que asume que las representaciones fonológicas y semánticas se activan automáticamente en respuesta a la entrada ortográfica9.
Sin embargo, la evidencia empírica actual que apoya la hipótesis de la automatización interactiva sigue siendo controvertida. Algunos estudios afirman que la activación de representaciones fonológicas y semánticas puede ser ajustada o prevenida por demandas de tareas o atención, lo que implica una cierta influencia de arriba hacia abajo en los procesos de alto nivel involucrados en la percepción de palabras10,11. Sin embargo, la descripción antes mencionada ha sido cuestionada por muchos hallazgos que reportan efectos fonológicos y semánticos en el reconocimiento visual de palabras a pesar de que estas representaciones son completamente irrelevantes para la tarea o no se puede acceder directamente12,apoyando así la opinión de que la semántica y la fonología pueden ser accedidas automática y forzosamente durante el proceso de lectura13 . Por lo tanto, existe incertidumbre sobre si la activación fonológica y semántica en el reconocimiento visual de palabras depende de la tarea específica o si ocurre de manera forzada y automática de una manera independiente de la tarea.
La respuesta a la pregunta antes mencionada es difícil para los lectores chinos. En comparación con el inglés, el chino es una escritura logográfica cuyos caracteres representan morfemas en lugar de fonemas14. En la actualidad, el papel de la fonología para el acceso semántico a las palabras chinas sigue siendo controvertido. Algunos estudios han afirmado que la fonología juega un papel importante en el acceso semántico a las palabras chinas15,16,17. Otros, sin embargo, han sostenido la opinión opuesta18,19. Después de evaluar la investigación antes mencionada para el procesamiento fonológico chino, encontramos que el paradigma experimental y los métodos de investigación específicos difieren. En general, se dividió principalmente en dos paradigmas: el cebado de palabras15,18,19 y el paradigma de violación en la oración17,20,21. La palabra objetivo generalmente está incrustada al final de la oración en el paradigma de violación22. En términos de mecanismo del lenguaje, una frase corta de dos palabras es una unidad más manejable que una oración completa que es difícil de procesar23. Además, las variables que son difíciles de controlar en una oración, como la sintaxis, el contexto u otros factores, pueden llevar a conclusiones diferentes24. El paradigma de cebado de palabras es un método comúnmente utilizado para explorar modelos de reconocimiento de palabras, ya sea en idiomas alfabéticos o chinos. La tarea de este paradigma es juzgar si la palabra objetivo precedida por los números primos es una palabra real o una pseudopalabra; es decir, este paradigma suele contener una sola tarea léxica. Sin embargo, una sola tarea de decisión léxica puede no ser la mejor opción para resolver el problema de si la activación de la fonología y la semántica depende de la tarea. Por lo tanto, dos tareas diferentes pueden ser más adecuadas para explorar esta pregunta.
Por lo tanto, esta investigación tuvo como objetivo explorar el papel de la fonología en el reconocimiento de palabras chinas y simultáneamente intentar determinar si la activación de la fonología y la semántica es independiente de la tarea. Nuestra investigación incluye dos tareas utilizando el paradigma de la interferencia: el juicio semántico y el juicio fonológico. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio de potencial relacionado con eventos (ERP) del reconocimiento de compuestos chinos de dos caracteres utilizando este paradigma de interferencia, y este método rara vez aparece en estudios de idiomas alfabéticos. Específicamente, en la tarea de juicio semántico, los participantes deben juzgar si la palabra objetivo y su precedente están relacionados semánticamente, mientras que en la tarea fonológica, deben juzgar si las palabras emparejadas tienen la misma pronunciación.
La primera es una tarea de coincidencia semántica que no requiere un procesamiento fonológico a priori, y la segunda es una tarea de juicio fonológico que no requiere un procesamiento semántico a priori. Por lo tanto, comparamos pares homófonos y grupos de control no relacionados en la tarea de juicio semántico para revelar si y cómo la fonología afecta el procesamiento semántico. Del mismo modo, comparamos pares de palabras relacionados semánticamente con condiciones de control no relacionadas en la tarea de juicio fonológico para revelar si y cómo la semántica afecta el procesamiento fonológico. Además, el problema antes mencionado se verificó en palabras de alta y baja frecuencia. Por lo tanto, esta tarea complementaria de juicio semántico y fonológico no solo puede revelar la importancia del procesamiento fonológico en el reconocimiento de palabras chino, sino también revelar si y cómo interactúan la fonología y la semántica.
Si los procesos fonológicos y semánticos son tempranos, automáticos e interactivos, el efecto de la activación fonológica y semántica debe observarse en el tiempo de respuesta de las dos tareas. Para ERP, los procesos fonológicos y semánticos desencadenan dos marcadores electrofisiológicos diferentes2,7. Además, sus cursos de tiempo y sus distribuciones espaciales deben ser diferentes. Un componente positivo temprano (P200) debe reflejar el procesamiento fonológico, y el marcador de procesamiento semántico típico N400 también debe identificarse20,21. Asumimos que tanto los pares fonológicamente relacionados en la tarea semántica como los pares semánticos en la tarea fonológica causarían una disminución significativa en N400, lo que habría indicado que el procesamiento fonológico puede conducir a algún grado de activación a niveles léxico-semánticos. Además, monitoreamos si el P200, que caracteriza el procesamiento fonológico, aparecía en la tarea de juicio semántico o en la tarea de juicio fonológico. En la tarea de juicio fonológico, las condiciones relacionadas con la semántica desencadenan el P200, que puede verse como evidencia de la influencia temprana de la semántica en el procesamiento fonológico.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
El protocolo utilizado para este estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Tsinghua.
1. Construcción y presentación de estímulos
- Construcción de estímulos
- Preparación de estímulos: Prepare palabras objetivo que contengan aproximadamente 140 compuestos chinos de dos caracteres, de los cuales las palabras de baja y alta frecuencia representan la mitad. Precede a cada objetivo con tres análogos: una palabra fonológicamente idéntica (palabra homónima), una palabra con significado relacionado y una palabra de control irrelevante.
- Asegúrese de que los objetivos de alta frecuencia siempre estén precedidos por antecedentes de alta frecuencia y los objetivos de baja frecuencia siempre estén precedidos por precedentes de baja frecuencia, ya sea en condiciones relacionadas o en grupos de control no relacionados. Además, asegúrese de que los pares precedente-objetivo sean similares en el número de trazos y la frecuencia.
NOTA: Todas las palabras para este estudio fueron seleccionadas del Diccionario de Frecuencias de Chino Moderno (Xiandai Hanyu Pinlu Cidian). La frecuencia de las palabras de baja frecuencia era menos de ocho veces por millón, y la frecuencia de las palabras de alta frecuencia superaba las 800 veces por millón.
- Asegúrese de que los objetivos de alta frecuencia siempre estén precedidos por antecedentes de alta frecuencia y los objetivos de baja frecuencia siempre estén precedidos por precedentes de baja frecuencia, ya sea en condiciones relacionadas o en grupos de control no relacionados. Además, asegúrese de que los pares precedente-objetivo sean similares en el número de trazos y la frecuencia.
- Evaluación de estímulos: Reclute un grupo separado de aproximadamente 30 estudiantes para evaluar el grado de relevancia semántica entre pares de palabras en una escala de siete puntos, en la que 1 refleja la correlación más baja y 7 refleja la correlación más alta.
- Determinación final del estímulo: Elimine los pares de palabras inapropiados, como los pares de palabras con puntuaciones más bajas en condiciones semánticamente relacionadas y los pares de palabras con puntuaciones más altas en las puntuaciones homófonas e irrelevantes.
- Calcule los puntajes promedio respectivos de pares de palabras relacionadas con la semántica de alta y baja frecuencia y asegúrese de que no haya diferencias significativas entre los dos.
- Además, asegúrese de que las puntuaciones de los pares homófonos y los pares no relacionados no sean significativamente diferentes tanto en alta como en baja frecuencia. Finalmente, determinar el material de estímulo experimental final (ver Materiales de la Tabla).
NOTA: Para los valores semánticos de los pares relacionados con la semántica en este experimento, los valores promedio finales fueron 5,62 y 5,73 para los pares de alta frecuencia y baja frecuencia, respectivamente, y no hubo diferencias significativas entre los dos(p > .1). Además, la relación semántica entre los pares homofónico y no relacionado no fue significativamente diferente (p > .1).
- Preparación de estímulos: Prepare palabras objetivo que contengan aproximadamente 140 compuestos chinos de dos caracteres, de los cuales las palabras de baja y alta frecuencia representan la mitad. Precede a cada objetivo con tres análogos: una palabra fonológicamente idéntica (palabra homónima), una palabra con significado relacionado y una palabra de control irrelevante.
- Presentación de estímulos
- Construir un programa para mostrar la tarea a los sujetos y rellenar los materiales antes mencionados (el programa puede estar escrito en E-prime u otros lenguajes de programación).
- Asegúrese de que cada estructura central del programa comience con una pantalla que muestre un signo " + " que dure 300 ms, directamente después de lo cual la palabra anterior debe aparecer durante 140 ms, sin intervalo entre los dos.
- Después de eso, establezca una pantalla en blanco que dure 360 ms y luego establezca la palabra de destino, que aparecerá durante 500 ms. Finalmente, establezca un signo de interrogación (?) que continuará mostrándose hasta que el participante haya decidido el par de palabras que se acaba de mostrar y presione el botón de la manera más rápida y precisa posible.
- Dígales a los participantes de antemano que necesitan juzgar si el par de palabras está semánticamente relacionado en la tarea de juicio semántico y si la fonología es la misma en la tarea de juicio fonológico.
- Configuración de la sesión de práctica: configure dos grupos de práctica para incluir tareas de juicio semántico y juicio fonológico, respectivamente, con no menos de 10 pares de palabras para cada tarea. Informar a los participantes que pueden repetir los ejercicios para asegurarse de que la precisión en la sesión de práctica sea superior al 70%.
- Configuración formal del experimento: Divida todo el experimento en 6 bloques, con la tarea de juicio semántico y la tarea de juicio fonológico cada una representando la mitad.
- Asegúrese de que no haya palabras de destino repetidas en cada bloque y que el número de tipos de cebado en cada bloque sea el mismo. Además, establezca algunos ensayos de relleno para reducir la desviación de respuesta causada por el número desigual de pruebas que requieren reacciones positivas o negativas.
- Aleatorice el orden de los elementos en cada bloque y contrarreste el orden de bloques entre los sujetos.
NOTA: Todo el experimento también se puede dividir en ocho o diez o más bloques según el número de materiales experimentales a preparar, lo que minimiza la repetición de palabras objetivo en cada bloque.
2. Preparación del experimento y registro electrofisiológico
- Recluta hablantes nativos de chino diestros con una visión normal que puede haber sido corregida previamente.
- Excluir a los participantes con cualquier enfermedad neurológica o psiquiátrica.
- Asegúrese de que haya un número equilibrado de participantes femeninos y masculinos en el rango de edad deseado (18-28 años).
- Asegúrese de que los participantes no tengan antecedentes de permanenter o teñir su cabello durante los últimos dos meses.
- Informar a los participantes que necesitarán dormir y descansar lo suficiente antes del experimento25.
- Al participar en el experimento, asegúrese de que los participantes estén en un estado saludable en el momento de realizar el experimento.
- Cuando un participante llegue al laboratorio, introduzca el equipo experimental, las tareas y los costos de tiempo. Explique los requisitos (como no tener sueño, moverse y parpadear) para ayudarlos a comprender todo el proceso y eliminar preocupaciones innecesarias.
- Si el participante no tiene otras preguntas sobre el experimento, pídale que complete el Formulario de consulta de Edinburgh Handedness, que se utiliza para confirmar que todos los participantes tienen los mismos hábitos diestros.
- Proporcione el formulario de consentimiento informado a los participantes y pídales que lean y firmen cuidadosamente. Si los participantes tienen preguntas sobre el contenido del formulario de consentimiento, proporcióneles las explicaciones necesarias.
- Instruya al participante para que limpie adecuadamente su cuero cabelludo y seque su cabello en el laboratorio. Mientras espera a los participantes, prepare todos los materiales experimentales.
NOTA: La señal de electroencefalograma (EEG) se amplifica utilizando un sistema amplificador con un paso de banda de 0.01 a 100 Hz y muestrea continuamente a 500 Hz. - Invite a los participantes a sentarse cómodamente en una silla en la cámara donde se llevará a cabo el experimento. Les indicó que no movieran la silla.
- Use hisopos de algodón y exfoliantes faciales para limpiar la piel debajo del ojo izquierdo del participante (para el electrodo electrooculográfico vertical), cerca del canto externo del ojo derecho (para el electrooculográfico horizontal) y alrededor de los huesos mastoides derecho e izquierdo (para Tp9 y Tp10, que se utilizarán como nuevas referencias fuera de línea).
NOTA: La distribución de los electrodos puede variar dependiendo de las tapas utilizadas. - Coloque la tapa elástica en la cabeza del participante y asegúrese de que el electrodo Cz esté en el centro de la parte superior de la cabeza. Fije la correa de la tapa del electrodo debajo de la barbilla con cuidado para asegurarse de que no esté demasiado apretada o demasiado suelta.
- Asegúrese de que la tapa y el amplificador estén conectados al sistema de grabación. A continuación, cambie el software de grabación a la interfaz de monitoreo de impedancia.
- Asegúrese de que la impedancia de todos los electrodos no exceda de 5 kΩ o 10 kΩ, comenzando con los electrodos de referencia (Ref) y de tierra (Gnd).
- Pase la jeringa llena de gel conductor a través del pequeño orificio de un electrodo hasta el cuero cabelludo y luego empuje el émbolo para inyectar una pequeña cantidad de gel conductor en el cuero cabelludo mientras tiene cuidado de no causar un desbordamiento. Al mismo tiempo, supervise el sistema de visualización que muestra la impedancia en tiempo real hasta que la impedancia caiga al umbral.
- Después de preparar los electrodos Ref y Gnd, reduzca la impedancia de los otros electrodos de la misma manera. Trate la reducción de la impedancia de la electricidad ocular con cuidado.
- Pega con cinta adhesiva los pequeños orificios en un lado de los dos electrodos electro-oculográficos para evitar que el gel conductor inyectado tenga fugas. Fijarlos a la parte inferior del ojo izquierdo y al canto externo del ojo derecho con cinta adhesiva.
- Después de preparar todos los electrodos, instruya a los participantes para que estén listos para el experimento. Instruya a los participantes para que se relajen y eviten el parpadeo excesivo de los ojos y el movimiento corporal durante el experimento.
- Presente el estímulo a través del programa de demostración de estímulo y deje que los participantes practiquen en la sección de práctica.
NOTA: Después de la sesión de práctica, los participantes pueden hacer preguntas si tienen alguna duda o pregunta sobre cómo proceder. - Inicie el experimento formal y registre la información del EEG. Supervise el sistema de grabación durante la grabación. Si un electrodo está suelto o la resistencia excede el umbral, vuelva a llenar el electrodo cuando el participante esté descansando.
NOTA: Los participantes pueden descansar durante 4-10 minutos después de cada bloque. - Una vez completado el experimento, guarde la señal EEG y apague el equipo, como el sistema de grabación y el amplificador. Luego quítese la gorra del participante e indíquele que lave el gel conductor del cabello y la piel. Finalmente, recompense a los participantes y agradézcales por su cooperación.
3. Preprocesamiento EEG
- Utilice la corrección ocular semiautomática con análisis de componentes independientes.
- Calcular los ERP de 100 ms a 600 ms después del inicio de la palabra de destino (línea base previa al objetivo de 100 ms).
- Establezca el EEG con filtro de banda sin conexión de 0,05 a 30 Hz (modo de cambio de fase cero, 24 dB/oct).
- Descarte las épocas superiores a ±80 μV por rechazo de artefactos y elimine las pruebas de respuestas erróneas.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Este protocolo se utilizó en un estudio reciente para investigar el papel de la fonología en el reconocimiento de compuestos chinos de dos caracteres y para inferir el modelo de reconocimiento de palabras26. Todos los estímulos utilizados en este estudio fueron completamente divulgados26. Se seleccionaron tres ventanas de tiempo sobre la base de la potencia de campo global (GFP): a 100-150 ms, 160-280 ms y 300-500 ms para componentes N1, P200 y N400, respectivamente26. Las amplitudes promedio de las dos ventanas de tiempo anteriores se analizaron mediante el análisis de medidas repetidas de varianza (ANOVA) y frecuencia (baja y alta), tipo de relación (fonológica o semánticamente relacionada, o no relacionada) y áreas laterales (hemisferios izquierdo y derecho × regiones frontal, media y posterior = seis áreas en total) o electrodos de línea media (Fz, Cz, Pz), que fueron los tres factores dentro del participante involucrados. Se pueden encontrar resultados y gráficos más detallados en Wang et al. (2021)26.
Resultados de ERP para la tarea de juicio semántico
El período de 100-150 ms (N1)
Para los electrodos de línea media, ANOVA produjo un efecto principal de Frecuencia [F(1, 23) = 9.451, P = .005, ƞ2p = .291], lo que indica que los pares de alta frecuencia provocaron una forma de onda significativamente más negativa que la condición de baja frecuencia. ). También se observó un efecto principal significativo similar de la frecuencia en los sitios laterales. Además, para los pares de alta frecuencia, también se observó un efecto principal significativo del tipo de relación [F(1, 23) = 8.826, P = .007, ƞ 2p =.277],mostrando que los pares no relacionados provocaron una forma de onda significativamente más negativa que la condición homófona. También se observó un efecto principal significativo similar de Relation Type para pares de alta frecuencia en el hemisferio izquierdo.
El período de 160-280 ms (P200)
Para los electrodos de línea media, ANOVA produjo un efecto principal de Frecuencia [F(1, 23) = 5.546, P = .027, ƞ2p = .194], lo que indica que los pares de baja frecuencia provocaron una forma de onda significativamente más positiva que la condición de alta frecuencia. No se observaron otros efectos o interacciones significativas en los electrodos de la línea media. Además, el efecto principal de la frecuencia también se encontró en los sitios laterales.
El período de 300-500 ms (N400)
En la ventana de tiempo de 300-500 ms, ANOVA produjo un efecto principal significativo de Tipo de relación [F(1, 23) = 27.783, P < .001, ƞ2p = .547] en los electrodos de la línea media, mostrando que un objetivo cebado por homófonos provocó significativamente menos amplitud negativa que la condición no relacionada (ver Figura 1). Se observó un efecto principal significativo similar del tipo de relación en los sitios laterales.
Figura 1: Grandes potenciales medios relacionados con eventos en respuesta a palabras objetivo, a partir de electrodos representativos (Fz, Cz, Pz), para pares homofónicos y de control en la tarea semántica. Esta cifra, tomada de Wang et al. (2021)26, muestra que en la tarea de juicio semántico, los pares homófonos liberaron componentes N400 más pequeños que las condiciones irrelevantes independientemente de las frecuencias altas y bajas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Resultados de ERP para la tarea de juicio homófono
El período de 100-150 ms (N1)
No se encontró ningún efecto o interacción significativa en los electrodos de la línea media o en los sitios laterales.
El período de 160-280 ms (P200)
No se observó ningún efecto principal significativo para el tipo de relación o la frecuencia(ps > .1) en los electrodos frontales anteriores. Sin embargo, se encontró un efecto interactivo significativo entre la frecuencia y el tipo de relación [F(1, 23) = 7.951, P = .010, ƞ2p = .257]. Un análisis adicional encontró que la influencia del tipo de relación solo fue significativa en condiciones de baja frecuencia en los electrodos frontales anteriores (FPz: P = .055; FP1: P = .027; FP2: P = 0,004; AF3: P = .060; AF4: P = .021; AF8: P = .009), lo que indica que en la ventana de tiempo P200, la señal ERP fue significativamente más positiva en condiciones relacionadas semánticamente que en condiciones no relacionadas (ver Figura 2).
Además, los análisis mostraron que el efecto de la frecuencia fue significativo en dos regiones (central izquierda: F(1, 23) = 4,506, P = .045, ƞ2p = .164 y posterior izquierda: F(1, 23) = 10,470, P = .004, ƞ2p = .313).
Figura 2: Grandes potenciales medios relacionados con eventos en respuesta a palabras objetivo de seis electrodos frontales anteriores (Fpz, Fp1, Fp2, AF3, AF4, AF8) para los pares semánticamente relacionados y de control de baja frecuencia en la tarea homófona. Esta figura, tomada de Wang et al. (2021)26, muestra que en la tarea de juicio fonológico, las palabras relacionadas semánticas de baja frecuencia liberaron un componente P200 más positivo que las palabras no relacionadas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
El período de 300-500 ms (N400)
En la ventana de tiempo N400, se encontró un efecto principal significativo de Tipo de relación [F(1, 23) = 9.082, P = .006, ƞ2p = .283] en los electrodos de la línea media, lo que indica que el objetivo cebado por palabras relacionadas semánticamente liberó una amplitud significativamente menor negativa que los primos no relacionados (ver Figura 3). Además, se observó un efecto principal significativo del Tipo de Relación en los sitios laterales.
Figura 3: Grandes potenciales relacionados con eventos medios en respuesta a palabras objetivo, a partir de electrodos representativos (Fz, Cz, Pz), para los pares semánticamente relacionados y de control en la tarea homófona. Esta figura, tomada de Wang et al. (2021)26, muestra que en la tarea de juicio fonológico, pares semánticamente relacionados liberaron componentes N400 más pequeños que condiciones irrelevantes independientemente de las frecuencias altas y bajas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Resultados experimentales e importancia:
El propósito de este protocolo era inferir lo siguiente: 1) si el modelo de reconocimiento de palabras es un modelo feedforward o un modelo interactivo y 2) la interacción entre los patrones fonológicos y semánticos en el reconocimiento compuesto chino de dos caracteres de alta y baja frecuencia bajo diferentes tareas. Se adoptó un paradigma de interferencia de tareas de emparejamiento fonológico y semántico utilizando la técnica ERP. Las respuestas de ERP precedidas por homófonos y palabras no relacionadas con los objetivos se compararon en tareas de juicio semántico que no requirieron un procesamiento fonológico a priori para revelar cuándo y si la fonología afecta el procesamiento semántico. Del mismo modo, para las tareas de juicio fonológico que no requerían un procesamiento semántico a priori, se compararon las respuestas ERP de las palabras objetivo desencadenadas por palabras semánticas y no relacionadas para revelar si la semántica interfiere con el procesamiento fonológico. A continuación, de acuerdo con la latencia de los componentes relevantes del ERP, se comparó el curso de tiempo relativo del procesamiento semántico y fonológico, y se verificó la influencia de la frecuencia de las palabras en dichos patrones de procesamiento.
Nuestros resultados mostraron que el objetivo cebado por precedentes semánticamente relacionados en la tarea fonológica y los objetivos cebados por homófonos en la tarea de juicio semántico desencadenaron un componente N400 significativamente menos negativo que los precedidos no relacionados, independientemente de la frecuencia de la palabra. Por lo tanto, para las palabras de alta frecuencia, los datos sugirieron que la activación semántica ocurre antes o al menos no después del procesamiento fonológico durante el reconocimiento de compuestos chinos de dos caracteres en diferentes tareas. Además, el componente P200 inducido de los pares de palabras de baja frecuencia fue significativamente más positivo que el de los pares de palabras de alta frecuencia en tareas semánticas y fonológicas. Otros estudios también han concluido que los primeros componentes de ERP pueden ser sensibles a la frecuencia delas palabras 27,28. Los primeros efectos N1 y P200 también pueden deberse, al menos en parte, al procesamiento semántico de la palabra anterior. Sin embargo, para las palabras de baja frecuencia en la tarea de juicio fonológico, se encontró que los pares semánticamente relacionados liberaron un P200 significativamente mayor que la condición de control. En contraste, se encontró que P200 desencadenado por pares de palabras semánticamente relacionados semánticamente de baja frecuencia fue significativamente más positivo que las condiciones de control de baja frecuencia en tareas de juicio fonológico. Este resultado no parece ser difícil de explicar para palabras de baja frecuencia, ya que se espera activación fonológica en tareas de juicio fonológico, pero el componente obvio P200 fue activado por precedentes semánticos, que nuevamente fortalecieron la hipótesis de que el procesamiento semántico no puede ocurrir más tarde que el procesamiento fonológico.
La interacción anterior entre semántica y fonología confirmó el modelo de interacción de reconocimiento de palabras que proponía que el sistema puede ser completamente interactivo, con información de bajo nivel que fluye de abajo hacia arriba a toda la información léxica e información de alto nivel que fluye de arriba a abajo para formar el procesamiento visual temprano detextos 1. Además, el P200 causado por los efectos de frecuencia en las dos tareas también confirmó la especulación de que la información lingüística de nivel superior ya puede ejercer su influencia durante el procesamiento temprano. Tenga en cuenta que las interacciones encontradas en las dos tareas, independientemente de las condiciones de alta y baja frecuencia, apoyaron el acceso automático y posiblemente obligatorio a la fonología y el significado durante la lectura. Sin embargo, el momento específico en el que se produjo esta interacción puede haberse visto afectado por la tarea y la frecuencia. Por ejemplo, para palabras de baja frecuencia, se encontró que la interacción ocurrió en la ventana de tiempo P200 en la tarea fonológica mientras que en la ventana de tiempo N400 en la tarea de juicio semántico. Sin embargo, para palabras de alta frecuencia, la interacción se observó en la ventana de tiempo N400 para tareas semánticas o fonológicas. En conclusión, los hallazgos actuales sugieren la interacción automática de la semántica y la fonología de una manera independiente de la tarea, considerando que el tiempo y el modo interactivos pueden verse afectados por las tareas, la frecuencia, etc.
Eficacia del método
En general, este paradigma de interferencia puede explorar de manera más exhaustiva los modos de interacción del procesamiento fonológico y semántico. Nuestros experimentos incluyeron tareas de coincidencia fonológica que no requieren procesamiento semántico a priori y tareas de coincidencia semántica que no requieren procesamiento fonológico a priori. De esta manera, la influencia de la semántica en el procesamiento fonológico o la influencia de la fonología en el procesamiento semántico se puede observar con mayor claridad. Además, como la fonología o semántica de los precedentes y la palabra objetivo deben compararse en ambas tareas, la fonología o la semántica se activan a la fuerza en las dos tareas. Por lo tanto, si se produce algún efecto de interferencia, será más obvio. El método común para explorar el reconocimiento de palabras es una tarea de decisión léxica que incluye condiciones de cebado. Específicamente, solo necesita juzgar si la palabra objetivo es una palabra real o una pseudopalabra. En primer lugar, la activación semántica de las tareas de decisión léxica puede no ser lo suficientemente fuerte, y en segundo lugar, una sola tarea de juicio no puede explorar el modo de interacción en diferentes tareas. Por lo tanto, el paradigma de interferencia de las dos tareas puede ser más adecuado para explorar el modelo de reconocimiento de palabras. Para las dos tareas distintas del paradigma de interferencia, una necesita activar fuertemente el procesamiento semántico, y la otra necesita activar fuertemente el procesamiento fonológico, lo que es más propicio para explorar si la interacción entre fonología y semántica es independiente de la tarea y cómo interactuar bajo diferentes tareas.
Futuras aplicaciones de la técnica
El protocolo actual fue el primero en utilizar el paradigma de interferencia para explorar el acceso semántico al compuesto chino de dos caracteres de alta y baja frecuencia. Actualmente, el paradigma de interferencia de dos tareas rara vez aparece en los estudios de reconocimiento de palabras en idiomas alfabéticos. Por lo tanto, este método puede proporcionar una nueva oportunidad para que diferentes idiomas que se caracterizan por diferentes relaciones entre ortografía, fonología y semántica exploren modelos de reconocimiento de palabras.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
No hay intereses financieros en competencia.
Acknowledgments
Este trabajo fue apoyado por el Programa Principal de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de 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).
