Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

التفاعل بين العمليات الصوتية والدلالية في التعرف على الكلمات المرئية باستخدام الفيزيولوجيا الكهربية

Published: June 29, 2021 doi: 10.3791/62673

Summary

نقدم بروتوكولا لاستكشاف تسلسل التنشيط النسبي لعلم الأصوات والدلالات في التعرف على الكلمات المرئية. وتبين النتائج أنه بما يتفق مع الحسابات التفاعلية، يمكن معالجة التمثيلات الدلالية والأصواتية بشكل تفاعلي، وقد تؤثر التمثيلات اللغوية الأعلى مستوى على المعالجة المبكرة.

Abstract

كانت الخلافات موجودة دائما في البحوث المتعلقة بقدرات القراءة؛ حول ما إذا كان ينظر إلى الكلمات المطبوعة بطريقة feedforward استنادا إلى المعلومات التقويمية وبعد ذلك ، تمثيلات أخرى ، مثل علم الأصوات والدلالات يتم تنشيطها ، أو ما إذا كانت هذه المعلومات الدلالية تفاعلية تماما وعالية المستوى يؤثر على المعالجة المبكرة. تم تنفيذ نموذج التداخل في البروتوكول المقدم لمهام الحكم الصوتي والدلالي التي استخدمت نفس أزواج الهدف السابق لاستكشاف الترتيب النسبي للتنشيط الصوتي والدلالي. وقد سبقت الكلمات المستهدفة عالية التردد ومنخفضة التردد بثلاثة شروط: ذات صلة دلالية، أو ذات صلة بالأصوات (المثليات)، أو غير ذات صلة. وأظهرت النتائج أن المكون المستحث P200 لأزواج الكلمات منخفضة التردد كان أكبر بكثير من الكلمات عالية التردد في كل من المهام الدلالية والأصواتية. بالإضافة إلى ذلك ، تسبب كل من المثليين في المهمة الدلالية والأزواج ذات الصلة الدلالية في المهمة الصوتية في تقليل N400 بالمقارنة مع شرط التحكم ، تردد الكلمة بشكل مستقل. تجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة للأزواج منخفضة التردد في مهمة الحكم الصوتي ، كان P200 الصادر عن أزواج الكلمات ذات الصلة الدلالية أكبر بكثير من ذلك في حالة التحكم. بشكل عام، تم العثور على المعالجة الدلالية في المهام الصوتية والمعالجة الصوتية في المهام الدلالية في كل من الكلمات عالية التردد ومنخفضة التردد، مما يشير إلى أن التفاعل بين الدلالات وعلم الأصوات قد يعمل بطريقة مستقلة عن المهمة. ومع ذلك، قد يكون الوقت المحدد الذي حدث فيه هذا التفاعل قد تأثر بالمهمة والتردد.

Introduction

المسألة الحاسمة في أي نموذج التعرف على كلمة هو فهم دور علم الأصوات في عملية الوصول الدلالي1. بالنسبة للغات الأبجدية، تنظر العديد من الدراسات باستمرار إلى علم الأصوات على أنهيلعب دورا مهما في الوصول الدلالي، بما في ذلك الإنجليزية2و3و4والعبرية5والفرنسية 6والإسبانية7. وبعبارة أخرى ، فإن التعرف على الكلمات المكتوبة لا ينطوي فقط على المعالجة التقويمية ولكن أيضا الصوتية والدلالية. يتم شرح هذه الملاحظة في نموذج الاتصال التفاعلي من خلال التمديدات التي يتم تنشيطها في جميع أنحاء الشبكة ، حيث يرتبط التصوير المقطعي بالتمثيل الصوتي والدلالي من خلال الاتصالات المرجحة8. هذا الانتشار التنشيط يوفر الآلية الأساسية لنموذج التعرف على الكلمة البصرية، والذي يفترض أن التمثيل الصوتي والدلالي يتم تنشيط تلقائيا استجابة لإدخال orthographic9.

ومع ذلك، لا تزال الأدلة التجريبية الحالية التي تدعم فرضية التشغيل الآلي التفاعلي مثيرة للجدل. تدعي بعض الدراسات أن تنشيط التمثيلات الصوتية والدلالية يمكن تعديله أو منعه من خلال مطالب المهام أو الاهتمام ، مما يعني تأثيرا معينا من أعلى إلى أسفل على العمليات عالية المستوى المشاركة في إدراك الكلمة10،11. ومع ذلك ، تم التشكيك في الوصف المذكور أعلاه من قبل العديد من النتائج التي تبلغ عن الآثار الصوتية والدلالية في التعرف على الكلمات البصرية على الرغم من أن هذه التمثيلات غير ذات صلة تماما بالمهمة أو لا يمكن الوصول إليها مباشرة12، مما يدعم الرأي القائل بأنه يمكن الوصول إلى الدلالات وعلم الأصوات تلقائيا والإكراه أثناء عملية القراءة13 . لذلك ، هناك عدم يقين حول ما إذا كان التنشيط الصوتي والدلالي في التعرف على الكلمات البصرية يعتمد على المهمة المحددة أو ما إذا كان يحدث قسرا وتلقائيا بطريقة مستقلة عن المهمة.

إن الإجابة على السؤال المذكور أعلاه صعبة بالنسبة للقراء الصينيين. بالمقارنة مع اللغة الإنجليزية، الصينية هي سيناريو الشعار الذي تمثل شخصيات morphemes بدلا من phonemes14. في الوقت الحاضر ، لا يزال دور علم الأصوات للوصول الدلالي إلى الكلمات الصينية مثيرا للجدل. وقد ادعت بعض الدراسات أن علم الأصوات يلعب دورا هاما في الوصول الدلالي إلى الكلمات الصينية15،16،17. غير أن آخرين يرأيون عكسذلك 18و19. بعد تقييم البحوث المذكورة أعلاه لمعالجة الصوتيات الصينية، وجدنا أن النموذج التجريبي وأساليب البحث المحددة تختلف. على العموم ، تم تقسيمها بشكل رئيسي إلى نموذجين: كلمة فتيلة15،18،19 ونموذج الانتهاك في الجملة17،20،21. وعادة ما تكون الكلمة المستهدفة مضمنة في نهاية الجملة في نموذج الانتهاك22. من حيث آلية اللغة، عبارة قصيرة من كلمتين هي وحدة أكثر سهولة من الجملة الكاملة التي يصعب معالجتها23. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤدي المتغيرات التي يصعب التحكم فيها في الجملة، مثل بناء الجملة أو السياق أو عوامل أخرى، إلى استنتاجات مختلفة24. نموذج فتيلة الكلمة هو أسلوب يستخدم عادة لاستكشاف نماذج التعرف على الكلمات، سواء في اللغات الأبجدية أو الصينية. وتتمثل مهمة هذا النموذج في الحكم على ما إذا كانت الكلمة المستهدفة التي تسبقها الكلمات الأولية هي كلمة حقيقية أو كلمة زائفة؛ وهذا يعني أن هذا النموذج عادة ما يحتوي على مهمة معجمية واحدة فقط. ومع ذلك ، قد لا تكون مهمة قرار معجمية واحدة هي الخيار الأفضل لحل مشكلة ما إذا كان تنشيط علم الأصوات والدلالات يعتمد على المهمة. لذلك، قد تكون مهمتان مختلفتان أكثر ملاءمة لاستكشاف هذه المسألة.

لذلك ، يهدف هذا البحث إلى استكشاف دور علم الأصوات في التعرف على الكلمات الصينية ومحاولة تحديد ما إذا كان تنشيط علم الأصوات والدلالات في مهمة مستقلة. تتضمن أبحاثنا مهمتين باستخدام نموذج التداخل: الحكم الدلالي والحكم الصوتي. على حد علمنا ، هذه هي أول دراسة محتملة ذات صلة بالحدث (ERP) للاعتراف المركب الصيني ذو الحرفين باستخدام نموذج التداخل هذا ، ونادرا ما تظهر هذه الطريقة في دراسات اللغات الأبجدية. على وجه التحديد ، في مهمة الحكم الدلالي ، يجب على المشاركين الحكم على ما إذا كانت الكلمة المستهدفة وسابقتها مرتبطة دلاليا ، بينما في المهمة الصوتية ، يجب أن يحكموا على ما إذا كانت الكلمات المقترنة لها نفس النطق.

الأول هو مهمة مطابقة دلالية لا تتطلب معالجة فونولوجية مسبقة ، والثانية مهمة حكم فونولوجي لا تتطلب معالجة دلالية مسبقة. لذلك ، قارنا أزواج المثليين ومجموعات التحكم غير ذات الصلة في مهمة الحكم الدلالي للكشف عما إذا كان علم الأصوات يؤثر على المعالجة الدلالية وكيف. وبالمثل، قارنا أزواج الكلمات ذات الصلة الدلالية مع ظروف التحكم غير ذات الصلة في مهمة الحكم الصوتي للكشف عما إذا كانت الدلالات تؤثر على المعالجة الصوتية وكيف. وبالإضافة إلى ذلك، تم التحقق من المشكلة المذكورة أعلاه بكلمات عالية التردد ومنخفضة التردد. وهكذا، فإن هذه المهمة التكميلية للحكم الدلالي والفونولوجي لا يمكن أن تكشف فقط عن أهمية المعالجة الصوتية في التعرف على الكلمات الصينية ولكن أيضا تكشف ما إذا كان علم الأصوات والدلالات يتفاعل وكيف.

إذا كانت عمليات علم الأصوات والدلالات مبكرة وتلقائية وتفاعلية ، فيجب ملاحظة تأثير التنشيط الصوتي والدلالي في وقت استجابة المهمتين. لتخطيط موارد المؤسسات ، والعمليات الصوتية والدلالية تؤدي إلى اثنين من علامات كهربية مختلفة2،7. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن تكون دوراتهم الزمنية وتوزيعاتهم المكانية مختلفة. يجب أن يعكس المكون الإيجابي المبكر (P200) المعالجة الصوتية ، ويجب أيضا تحديد علامة المعالجة الدلالية النموذجية N40020و21. افترضنا أن كلا من الأزواج ذات الصلة الصوتية في المهمة الدلالية والأزواج ذات الصلة الدلالية في المهمة الصوتية من شأنها أن تسبب انخفاضا كبيرا في N400 ، مما يشير إلى أن المعالجة الصوتية قد تؤدي إلى درجة ما من التنشيط على المستويات الدلالية المعجمية. بالإضافة إلى ذلك ، رصدنا ما إذا كان P200 ، الذي يميز المعالجة الصوتية ، ظهر في مهمة الحكم الدلالي أو مهمة الحكم الصوتي. في مهمة الحكم الصوتي ، تؤدي الظروف ذات الصلة بالدلالات إلى P200 ، والتي يمكن اعتبارها دليلا على التأثير المبكر للدلالات على المعالجة الصوتية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد وافق مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة تسينغهوا على البروتوكول المستخدم في هذه الدراسة.

1. البناء والحوافز العرض

  1. بناء المحفزات
    1. إعداد المحفزات: إعداد الكلمات المستهدفة التي تحتوي على ما يقرب من 140 مركب صيني من حرفين، تمثل الكلمات منخفضة التردد وعالية التردد نصفها. تسبق كل هدف بثلاثة نظائر: كلمة متطابقة من الناحية الصوتية (كلمة متجانسة)، وكلمة ذات معنى ذي صلة، وكلمة تحكم غير ذات صلة.
      1. ضمان أن يسبق الأهداف عالية التردد دائما سوابق عالية التردد، وأن الأهداف منخفضة التردد تسبقها دائما سوابق منخفضة التردد، سواء في ظروف ذات صلة أو في مجموعات مراقبة غير مرتبطة. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من أن أزواج الهدف السابق متشابهة في عدد السكتات الدماغية والتردد.
        ملاحظة: تم اختيار جميع الكلمات لهذه الدراسة من قاموس التردد الصيني الحديث (Xiandai Hanyu Pinlu Cidian). وكان تردد الكلمات منخفضة التردد أقل من ثماني مرات لكل مليون، وتجاوز تواتر الكلمات عالية التردد 800 مرة لكل مليون.
    2. تقييم المحفزات: توظيف مجموعة منفصلة من حوالي 30 طالبا لتقييم درجة الأهمية الدلالية بين أزواج الكلمات على مقياس من سبع نقاط، حيث يعكس 1 أدنى ارتباط و7 يعكس أعلى ارتباط.
    3. تحديد التحفيز النهائي: حذف أزواج الكلمات غير المناسبة، مثل أزواج الكلمات ذات الدرجات المنخفضة في الظروف ذات الصلة دلاليا وأزواج الكلمات ذات الدرجات الأعلى في درجات الحالة المثلية وغير ذات الصلة.
      1. حساب متوسط درجات كل من أزواج الكلمات ذات التردد العالي والمنخفض ذات الصلة بالدلالات وضمان عدم وجود فرق كبير بين الاثنين.
      2. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من أن عشرات أزواج المثليين والأزواج غير المرتبطة لا تختلف اختلافا كبيرا على حد سواء عالية ومنخفضة التردد. وأخيرا، حدد المادة التجريبية النهائية للتحفيز (انظر مواد الجدول).
        ملاحظة: بالنسبة للقيم ذات الصلة الدلالية للأزواج ذات الصلة الدلالية في هذه التجربة، كان متوسط القيم النهائية 5.62 و 5.73 للأزواج عالية التردد ومنخفضة التردد، على التوالي، ولم يكن هناك فرق كبير بين الاثنين (p >.1). بالإضافة إلى ذلك، لم يكن الارتباط الدلالي بين الأزواج المثلية وغير المرتبطة مختلفا بشكل كبير(p >.1).
  2. عرض المحفزات
    1. إنشاء برنامج لعرض المهمة على الموضوعات وملء المواد المذكورة أعلاه (يمكن كتابة البرنامج باللغة E-prime أو لغات البرمجة الأخرى).
    2. تأكد من أن كل بنية أساسية للبرنامج تبدأ بشاشة تعرض علامة " + " التي تستمر لمدة 300 مللي ثانية ، وبعد ذلك مباشرة يجب أن تظهر الكلمة السابقة لمدة 140 مللي ثانية ، مع عدم وجود فاصل زمني بين الاثنين.
    3. بعد ذلك، تعيين شاشة فارغة دائمة 360 مللي ثانية، ثم تعيين الكلمة الهدف، والتي سوف تظهر ل 500 مللي ثانية. وأخيرا، قم بتعيين علامة استفهام (؟) التي ستستمر في العرض حتى يقرر المشارك على زوج الكلمات الذي تم عرضه فقط وضغط على الزر في أسرع وقت ممكن وبدقة.
    4. أخبر المشاركين مسبقا أنهم بحاجة إلى الحكم على ما إذا كان زوج الكلمة مرتبطا دلاليا بمهمة الحكم الدلالي وما إذا كان علم الأصوات هو نفسه في مهمة الحكم الصوتي.
    5. إعداد جلسة التدريب العملي: إعداد مجموعتي تدريب لتضمين مهام الحكم الدلالي والحكم الصوتي، على التوالي، مع أزواج لا تقل عن 10 كلمات لكل مهمة. إبلاغ المشاركين بأنهم يستطيعون تكرار التدريبات لضمان أن الدقة في جلسة التدريب العملي تزيد عن 70٪.
    6. إعداد التجربة الرسمية: تقسيم التجربة بأكملها إلى 6 كتل، مع مهمة الحكم الدلالي ومهمة الحكم الصوتي كل المحاسبة لنصف.
      1. تأكد من عدم وجود كلمات الهدف المتكررة في كل كتلة، وأن عدد أنواع فتيلة في كل كتلة هو نفسه. بالإضافة إلى ذلك، قم بإعداد عدد قليل من تجارب الحشو لتقليل انحراف الاستجابة الناجم عن العدد غير المتكافئ للاختبارات التي تتطلب ردود فعل إيجابية أو سلبية.
      2. عشوائية ترتيب العناصر في كل كتلة وموازنة ترتيب كتلة بين المواضيع.
        ملاحظة: يمكن تقسيم التجربة بأكملها إلى ثمانية أو عشرة أو أكثر من الكتل وفقا لعدد المواد التجريبية التي سيتم إعدادها ، مما يقلل من تكرار الكلمات المستهدفة في كل كتلة.

2. إعداد التجربة والتسجيل الكهربي

  1. تجنيد الناطقين باللغة الصينية باليد اليمنى مع رؤية طبيعية التي قد تم تصحيحها سابقا.
    1. استبعاد المشاركين المصابين بأي أمراض عصبية أو نفسية.
    2. ضمان وجود عدد متوازن من المشاركين من الإناث والذكور في الفئة العمرية المرغوبة (18-28 سنة).
    3. تأكد من أن المشاركين ليس لديهم أي تاريخ من التغلغل أو صبغ شعرهم خلال الشهرين الماضيين.
    4. إبلاغ المشاركين بأنهم سيحتاجون إلى وقت كاف للنوم والراحة قبل التجربة25.
    5. عند المشاركة في التجربة، يرجى التأكد من أن المشاركين في حالة صحية جيدة في وقت إجراء التجربة.
  2. عندما يصل أحد المشاركين إلى المختبر، يقدم المعدات التجريبية والمهام وتكاليف الوقت. شرح متطلبات (مثل عدم النعاس، والتحرك، وامض) لمساعدتهم على فهم العملية برمتها والقضاء على المخاوف لا لزوم لها.
  3. إذا لم يكن لدى المشارك أي أسئلة أخرى حول التجربة، فاطلب منه ملء نموذج استعلام اليد في أدنبرة، والذي يستخدم لتأكيد أن جميع المشاركين لديهم نفس العادات اليمنى.
  4. تقديم نموذج الموافقة المستنيرة للمشاركين ومطالبتهم بالقراءة والتوقيع بعناية. إذا كان لدى المشاركين أسئلة حول محتوى نموذج الموافقة، فوفر لهم التفسيرات اللازمة.
  5. إرشاد المشارك لتنظيف فروة الرأس وتجفيف شعره بشكل صحيح في المختبر. في انتظار المشاركين، يرجى إعداد جميع المواد التجريبية.
    ملاحظة: يتم تضخيم إشارة تخطيط كهربية الدماغ (EEG) باستخدام نظام مكبر للصوت مع ممر نطاق من 0.01 إلى 100 هرتز وعينة باستمرار عند 500 هرتز.
  6. دعوة المشاركين للجلوس بشكل مريح على كرسي في الغرفة التي ستجري فيها التجربة. أوعز إليهم بعدم تحريك الكرسي.
  7. استخدم مسحات القطن والدعك الوجهي لتنظيف الجلد تحت العين اليسرى للمشارك (للقطب الكهربائي الرأسي)، بالقرب من القناة الخارجية للعين اليمنى (للعيون الكهربائية الأفقية)، وحول عظام المصيطيد اليمنى واليسارية (ل Tp9 و Tp10، والتي سيتم استخدامها كمراجع جديدة دون اتصال).
    ملاحظة: قد يختلف توزيع الأقطاب الكهربائية حسب القبعات المستخدمة.
  8. ضع الغطاء المرن على رأس المشارك وتأكد من أن قطب Cz هو في وسط الجزء العلوي من الرأس. إصلاح حزام غطاء القطب تحت الذقن بعناية لضمان أنها ليست ضيقة جدا أو فضفاضة جدا.
  9. تأكد من توصيل الغطاء ومكبر الصوت بنظام التسجيل. بعد ذلك، قم بتبديل برنامج التسجيل إلى واجهة مراقبة المعاوقة.
  10. تأكد من أن مقاومة جميع الأقطاب الكهربائية لا تتجاوز 5 كيلو أو 10 كيلو أوم، بدءا من الأقطاب المرجعية (المرجع) والأرض (Gnd).
  11. تمرير حقنة مليئة هلام موصل من خلال ثقب صغير من القطب إلى فروة الرأس ومن ثم دفع المكبس لحقن كمية صغيرة من هلام موصل في فروة الرأس مع الحرص على عدم التسبب في تجاوز. في الوقت نفسه، مراقبة نظام العرض الذي يعرض المعاوقة في الوقت الحقيقي حتى يسقط المقاومة إلى العتبة.
  12. بعد إعداد أقطاب Ref و Gnd ، قلل من مقاومة الأقطاب الكهربائية الأخرى بنفس الطريقة. علاج الحد من إعاقة الكهرباء العين بعناية.
    1. الشريط ثقوب صغيرة على جانب واحد من اثنين من الأقطاب الكهربائية أوكولوغرافيا لمنع هلام موصل حقن من التسرب. إصلاحها إلى أسفل العين اليسرى والكانثوس الخارجي للعين اليمنى مع الشريط.
  13. بعد إعداد جميع الأقطاب الكهربائية، اطلب من المشاركين الاستعداد للتجربة. إرشاد المشاركين إلى الاسترخاء وتجنب الإفراط في وميض العين وحركة الجسم أثناء التجربة.
  14. تقديم التحفيز من خلال برنامج عرض التحفيز والسماح للمشاركين ممارسة في قسم الممارسة.
    ملاحظة: بعد جلسة التدريب العملي، يمكن للمشاركين طرح الأسئلة إذا كان لديهم أي شكوك أو أسئلة حول كيفية المضي قدما.
  15. بدء التجربة الرسمية وتسجيل معلومات تخطيط كهربية الدماغ. مراقبة نظام التسجيل أثناء التسجيل. إذا كان القطب الكهربائي فضفاضا أو تجاوزت المقاومة العتبة، قم بإعادة ملء القطب الكهربائي عندما يستريح المشارك.
    ملاحظة: يمكن للمشاركين الراحة لمدة 4-10 دقائق بعد كل كتلة.
  16. بعد الانتهاء من التجربة، قم بحفظ إشارة تخطيط كهربية الدماغ وإيقاف تشغيل المعدات، مثل نظام التسجيل ومكبر الصوت. ثم خلع قبعة المشارك وإرشاد المشارك لغسل هلام موصل من الشعر والجلد. وأخيرا، كافئ المشاركين وشكرهم على تعاونهم.

3. المعالجة المسبقة لEEG

  1. استخدم تصحيح العين شبه التلقائي مع تحليل مكون مستقل.
  2. حساب ERPs من 100 مللي ثانية إلى 600 مللي ثانية بعد بداية الكلمة المستهدفة (100 مللي ثانية قبل الهدف الأساسي).
  3. تعيين ممر النطاق EEG تصفيتها حاليا من 0.05 إلى 30 هرتز (وضع التحول المرحلة صفر، 24 ديسيبل / أكتوبر).
  4. تجاهل العهود التي تتجاوز ±80 ميكروفولت عن طريق رفض القطع الأثرية والقضاء على تجارب الاستجابات الخاطئة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وقد استخدم هذا البروتوكول في دراسة حديثة للتحقيق في دور علم الأصوات في التعرف المركب الصينية حرفين والاستدلال على نموذج التعرف على كلمة26. تم الكشف عن جميع المحفزات المستخدمة في هذه الدراسة بالكامل26. تم اختيار ثلاث نوافذ زمنية على أساس طاقة المجال العالمي (GFP): في 100-150 مللي ثانية، 160-280 مللي ثانية، و 300-500 مللي ثانية لمكونات N1 و P200 و N400، على التوالي26. تم تحليل متوسط السعة للنافذتين الزمنيتين المذكورتين أعلاه من خلال تحليل المقاييس المتكررة للتباين (ANOVA) والتردد (المنخفض والعالي) ونوع العلاقة (المرتبط صوتيا أو دلاليا ، أو غير ذي صلة) ، والمناطق الجانبية (نصفي الكرة الأرضية الأيسر والأيمن × المناطق الأمامية والوسطى والخلفية = ستة مناطق في المجموع) أو الأقطاب الوسطى (Fz و Cz و Pz) ، والتي كانت العوامل الثلاثة داخل المشاركين المعنية. يمكن العثور على نتائج ورسوم بيانية أكثر تفصيلا في وانغ وآخرون (2021)26.

نتائج تخطيط موارد المؤسسات لمهمة الحكم الدلالي
الفترة 100-150 مللي ثانية (N1)
بالنسبة للأقطاب الكهربائية في الخط الوسطي، أثمرت ANOVA عن تأثير رئيسي للتردد [F(1، 23) = 9.451، P = .005، ƞ2p = .291]، مما يشير إلى أن الأزواج عالية التردد أثارت شكل موجة أكثر سلبية بكثير من حالة التردد المنخفض. ). ولوحظ أيضا تأثير رئيسي هام مماثل للتردد في المواقع الجانبية. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للأزواج عالية التردد ، لوحظ أيضا تأثير رئيسي كبير لنوع العلاقة [F(1 ، 23) = 8.826 ، P = .007 ، ƞ2p = .277] ، مما يدل على أن الأزواج غير المرتبطة أثارت شكل موجي أكثر سلبية بكثير من حالة المثليين. ولوحظ أيضا تأثير رئيسي هام مماثل لنوع العلاقة للأزواج عالية التردد في نصف الكرة الأيسر.

الفترة من 160إلى280 مللي ثانية (P200)
بالنسبة للأقطاب الكهربائية في خط الوسط، أثمرت ANOVA عن تأثير رئيسي للتردد [F(1، 23) = 5.546، P = .027، ƞ2p = .194]، مما يشير إلى أن الأزواج منخفضة التردد أثارت شكل موجي أكثر إيجابية بكثير من حالة التردد العالي. لم تلاحظ أي آثار أو تفاعلات هامة أخرى في أقطاب خط الوسط. وعلاوة على ذلك، تم العثور على التأثير الرئيسي للتردد أيضا في المواقع الجانبية.

الفترة من 300إلى500 مللي ثانية (N400)
في النافذة الزمنية 300-500 مللي ثانية، أسفرت ANOVA عن تأثير رئيسي كبير لنوع العلاقة [F(1، 23) = 27.783، P <.001، ƞ2p = .547] في الأقطاب الكهربائية الوسطى، مما يدل على أن الهدف الذي تم إعداده بواسطة المثليين أثار سعة سلبية أقل بكثير مما أثارته الحالة غير ذات الصلة (انظر الشكل 1). ولوحظ تأثير رئيسي هام مماثل لنوع العلاقة في المواقع الجانبية.

Figure 1
الشكل 1:الإمكانات الكبرى المتعلقة بالحدث استجابة للكلمات المستهدفة ، من الأقطاب الكهربائية التمثيلية (Fz ، Cz ، Pz) ، لأزواج المثلية والتحكم في المهمة الدلالية. هذا الرقم، المأخوذ من وانغ وآخرون (2021)26،يظهر أنه في مهمة الحكم الدلالي، أصدرت أزواج المثلية مكونات N400 أصغر من الظروف غير ذات الصلة بغض النظر عن الترددات العالية والمنخفضة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

نتائج تخطيط موارد المؤسسات لمهمة الحكم هوموفون
الفترة 100-150 مللي ثانية (N1)
لم يتم العثور على أي تأثير أو تفاعل كبير في الأقطاب الكهربائية في منتصف الخط أو المواقع الجانبية.

الفترة من 160إلى280 مللي ثانية (P200)
لم يلاحظ أي تأثير رئيسي مهم لنوع العلاقة أو التردد(ps >.1) في الأقطاب الأمامية الأمامية الأمامية. ومع ذلك، تم العثور على تأثير تفاعلي كبير بين التردد ونوع العلاقة [F(1، 23) = 7.951، P = .010، ƞ2p = .257]. ووجد تحليل آخر أن تأثير نوع العلاقة كان كبيرا فقط في ظل ظروف التردد المنخفض في الأقطاب الأمامية الأمامية (FPz: P =.055; FP1: P =.027; FP2: P =.004; AF3: P =.060; AF4: P =.021; AF8: P =.009)، مما يشير إلى أنه في الإطار الزمني P200، كانت إشارة تخطيط موارد المؤسسات أكثر إيجابية بكثير في ظل ظروف ذات صلة دلالية مما كانت عليه في ظل ظروف غير ذات صلة (انظر الشكل 2).

وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت التحليلات أن تأثير التردد كان كبيرا في منطقتين (يسار الوسط: F(1، 23) = 4.506، P = .045، ƞ2p = .164 والخلفي الأيسر: F(1، 23) = 10.470، P = .004، ƞ2p = .313).

Figure 2
الشكل 2: الكبرى يعني الأحداث ذات الصلة الإمكانات استجابة للكلمات المستهدفة من ستة أقطاب الأمامي الأمامي (Fpz، Fp1، Fp2، AF3، AF4، AF8) لأزواج ذات الصلة دلاليا والتحكم من التردد المنخفض في مهمة homophone. هذا الرقم، المأخوذ من وانغ وآخرون (2021)26،يظهر أنه في مهمة الحكم الصوتي، أصدرت الكلمات ذات الصلة الدلالية منخفضة التردد مكونا P200 أكثر إيجابية من الكلمات غير ذات الصلة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الفترة من 300إلى500 مللي ثانية (N400)
في النافذة الزمنية N400، تم العثور على تأثير رئيسي كبير لنوع العلاقة [F(1، 23) = 9.082، P = .006، ƞ2p = .283] في أقطاب خط الوسط، مما يشير إلى أن الهدف الذي تم إعداده بواسطة الكلمات ذات الصلة بالدلالات أصدر سعة سلبية أقل بكثير من اليعبي غير المرتبط (انظر الشكل 3). وبالإضافة إلى ذلك، لوحظ تأثير رئيسي كبير لنوع العلاقة في المواقع الجانبية.

Figure 3
الشكل 3:الكبرى يعني الأحداث ذات الصلة الإمكانات استجابة للكلمات المستهدفة، من الأقطاب التمثيلية (FZ، Cz، PZ)، لأزواج ذات الصلة الدلالية والتحكم في المهمة homophone. هذا الرقم، المأخوذ من وانغ وآخرون (2021)26،يظهر أنه في مهمة الحكم الصوتي، أصدرت أزواج ذات الصلة دلاليا مكونات N400 أصغر من الظروف غير ذات الصلة بغض النظر عن الترددات العالية والمنخفضة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

النتائج التجريبية والأهمية:
كان الغرض من هذا البروتوكول هو استنتاج ما يلي: 1) ما إذا كان نموذج التعرف على الكلمة نموذجا feedforward أو نموذجا تفاعليا و 2) التفاعل بين الأنماط الصوتية والدلالية في التعرف المركب الصيني ذو الحرفين على التردد العالي والمنخفض في مهام مختلفة. واعتمد نموذج تداخلي لمهمة المطابقة الصوتية والدلالية باستخدام تقنية تخطيط موارد المؤسسات. تمت مقارنة استجابات تخطيط موارد المؤسسات التي سبقتها الكلمات المثلية والكلمات غير ذات الصلة بالأهداف في مهام الحكم الدلالي التي لا تتطلب معالجة فونولوجية مسبقة للكشف عن متى وما إذا كان علم الأصوات يؤثر على المعالجة الدلالية. وبالمثل، بالنسبة لمهام الحكم الصوتي التي لا تتطلب معالجة دلالية مسبقة، تمت مقارنة استجابات تخطيط موارد المؤسسات للكلمات المستهدفة التي تسببها الكلمات الدلالية وغير ذات الصلة بالكشف عما إذا كانت الدلالات تتداخل مع المعالجة الصوتية. وبعد ذلك، ووفقا للوقت الذي تم فيه مقارنة مكونات تخطيط موارد المؤسسات ذات الصلة، تمت مقارنة المسار الزمني النسبي للمعالجة الدلالية والأصواتية، وتم التحقق من تأثير تردد الكلمات على أنماط المعالجة هذه.

أظهرت نتائجنا أن الهدف الذي تم إعداده من قبل السوابق ذات الصلة الدلالية في المهمة الصوتية والأهداف التي تم إعدادها بواسطة المثليين في مهمة الحكم الدلالي على حد سواء أثار مكونا N400 أقل سلبية بكثير مما كانت عليه السابقات غير ذات الصلة ، بغض النظر عن تردد الكلمة. وبالتالي ، بالنسبة للكلمات عالية التردد ، تشير البيانات إلى أن التنشيط الدلالي يحدث في وقت أبكر أو على الأقل في موعد لا يتجاوز المعالجة الصوتية أثناء التعرف على المركبات الصينية ذات الحرفين في مهام مختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، كان المكون المستحث P200 من أزواج الكلمات منخفضة التردد أكثر إيجابية بكثير من مكونات أزواج الكلمات عالية التردد في كل من المهام الدلالية والأصواتية. كما خلصت دراسات أخرى إلى أن مكونات تخطيط موارد المؤسسات المبكرة قد تكون حساسة لتردد الكلمات27و28. يمكن أن يكون أقرب N1 والآثار P200 أيضا ، على الأقل جزئيا ، وذلك بسبب المعالجة الدلالية للكلمة السابقة. ومع ذلك ، بالنسبة للكلمات منخفضة التردد في مهمة الحكم الصوتي ، وجد أن الأزواج ذات الصلة الدلالية أصدرت P200 أكبر بكثير من شرط التحكم. وعلى النقيض من ذلك، تبين أن P200 الناجمة عن أزواج الكلمات ذات الصلة الدلالية منخفضة التردد كانت أكثر إيجابية بكثير من ظروف التحكم منخفضة التردد في مهام الحكم الصوتي. لا يبدو أن هذه النتيجة يصعب تفسيرها للكلمات منخفضة التردد ، حيث من المتوقع التنشيط الصوتي في مهام الحكم الصوتي ، ولكن تم تشغيل مكون P200 الواضح بسبب السوابق الدلالية ، والتي عززت مرة أخرى فرضية أن المعالجة الدلالية قد لا تحدث في وقت لاحق من المعالجة الصوتية.

التفاعل أعلاه بين الدلالات وعلم الأصوات أكد نموذج التفاعل من التعرف على الكلمات التي اقترحت أن النظام قد يكون تفاعليا تماما، مع معلومات منخفضة المستوى تتدفق من أسفل إلى أعلى إلى كامل المعلومات المعجمية والمعلومات عالية المستوى المتدفقة من أعلى إلى أسفل لتشكيل معالجة النصوص البصرية في وقت مبكر1. وبالإضافة إلى ذلك، فإن P200 الناجمة عن آثار التردد في المهمتين أكدت أيضا التكهنات بأن المعلومات اللغوية ذات المستوى الأعلى قد تمارس بالفعل تأثيرها أثناء المعالجة المبكرة. لاحظ أن التفاعلات الموجودة في المهمتين، بغض النظر عن الظروف عالية التردد ومنخفضة التردد، دعمت الوصول التلقائي وربما الإلزامي إلى علم الأصوات والمعنى أثناء القراءة. ومع ذلك، قد يكون الوقت المحدد الذي حدث فيه هذا التفاعل قد تأثر بالمهمة والتردد. على سبيل المثال، بالنسبة للكلمات ذات التردد المنخفض، تم العثور على أن التفاعل حدث في الإطار الزمني P200 في المهمة الصوتية أثناء وجوده في الإطار الزمني N400 في مهمة الحكم الدلالي. ومع ذلك، بالنسبة للكلمات عالية التردد، لوحظ التفاعل في النافذة الزمنية N400 لكل من المهام الدلالية أو الصوتية. في الختام، تشير النتائج الحالية إلى التفاعل التلقائي بين الدلالات وعلم الأصوات بطريقة مستقلة عن المهام مع الأخذ في الاعتبار أن الوقت و الوضع التفاعلي قد يتأثران بالمهام والتردد وما إلى ذلك.

فعالية الأسلوب
بشكل عام ، يمكن لنموذج التداخل هذا استكشاف طرق التفاعل للمعالجة الصوتية والدلالية بشكل أكثر شمولا. شملت تجاربنا مهام مطابقة الصوتية التي لا تتطلب المعالجة الدلالية المسبقة ومهام المطابقة الدلالية التي لا تتطلب المعالجة الصوتية المسبقة. وبهذه الطريقة، يمكن ملاحظة تأثير الدلالات على المعالجة الصوتية أو تأثير علم الأصوات على المعالجة الدلالية بشكل أكثر وضوحا. وعلاوة على ذلك، بما أن علم الأصوات أو دلالات السوابق والكلمة المستهدفة تحتاج إلى مقارنة في كلتا المهمتين، يتم تنشيط علم الأصوات أو الدلالات بالقوة في المهمتين. لذلك، إذا حدث أي تأثير تداخل، سيكون أكثر وضوحا. الطريقة الشائعة لاستكشاف التعرف على الكلمات هي مهمة قرار معجمية تتضمن ظروفا أولية. على وجه التحديد ، فإنه يحتاج فقط للحكم على ما إذا كانت الكلمة المستهدفة هي كلمة حقيقية أو كلمة زائفة. أولا، قد لا يكون التنشيط الدلالي لمهام القرار المعجمية قويا بما فيه الكفاية، وثانيا، لا يمكن لمهمة حكم واحدة استكشاف وضع التفاعل ضمن مهام مختلفة. ولذلك، قد يكون نموذج التداخل للمهمتين أكثر ملاءمة لاستكشاف نموذج التعرف على الكلمات. بالنسبة للمهمتين المتميزتين لنموذج التداخل ، تحتاج إحداهما إلى تنشيط المعالجة الدلالية بقوة ، وتحتاج الأخرى إلى تنشيط المعالجة الصوتية بقوة ، مما يؤدي بشكل أكبر إلى استكشاف ما إذا كان التفاعل بين علم الأصوات والدلالات مستقلا عن المهمة وكيفية التفاعل في إطار مهام مختلفة.

التطبيقات المستقبلية لهذه التقنية
وكان هذا البروتوكول أول من استخدم نموذج التداخل لاستكشاف الوصول الدلالي إلى مركب الحرفين الصينيين عالي التردد ومنخفض التردد. وفي الوقت الراهن، نادرا ما يظهر نموذج التداخل القائم على مهمتين في دراسات التعرف على الكلمات بلغات أبجدية. لذلك، قد توفر هذه الطريقة فرصة جديدة للغات المختلفة التي تتميز بعلاقات مختلفة بين علم الطباعة والأصوات والدلالات لاستكشاف نماذج التعرف على الكلمات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

لا توجد مصالح مالية متنافسة.

Acknowledgments

وقد دعم هذا العمل البرنامج الرئيسي للمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Grainger, J., Kiyonaga, K., Holcomb, P. J. The time course of orthographic and phonological code activation. Psychological Science. 17 (12), 1021-1026 (2006).
  3. Ashby, J. Phonology is fundamental in skilled reading: Evidence from ERPs. Psychonomic Bulletin Review. 17 (1), 95-100 (2010).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Pattamadilok, C., et al. Automaticity of phonological and semantic processing during visual word recognition. Neuroimage. 149, 244-255 (2017).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Frost, R. Toward a strong phonological theory of visual word recognition: True issues and false trails. Psychological Bulletin. 123 (1), 71-99 (1998).
  14. Yu, L., Reichle, E. D. Chinese versus English: Insights on cognition during reading. Trends in Cognitive Sciences. 21 (10), 721-724 (2017).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Pylkkänen, L. The neural basis of combinatory syntax and semantics. Science. 366 (6461), 62-66 (2019).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).

Tags

السلوك، العدد 172،
التفاعل بين العمليات الصوتية والدلالية في التعرف على الكلمات المرئية باستخدام الفيزيولوجيا الكهربية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, Y., Jiang, M., Xu, X., Huang,More

Wang, Y., Jiang, M., Xu, X., Huang, Y. Interaction between Phonological and Semantic Processes in Visual Word Recognition using Electrophysiology. J. Vis. Exp. (172), e62673, doi:10.3791/62673 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter