Summary
אנו מציגים פרוטוקול כדי לחקור את רצף ההפעלה היחסי של פונולוגיה וסמנטיקה בזיהוי מילים חזותיות. התוצאות מראות כי בהתאם לחשבונות אינטראקטיביים, ייצוגים סמנטיים ופונולוגיים עשויים להיות מעובדים באופן אינטראקטיבי, וייצוגים לשוניים ברמה גבוהה יותר עשויים להשפיע על עיבוד מוקדם.
Abstract
מחלוקות תמיד היו קיימות במחקרים הקשורים ליכולות קריאה; על האם מילים מודפסות נתפסות באופן הזנה על סמך מידע אורתוגרפי שלאחריו מופעלים ייצוגים אחרים, כגון פונולוגיה וסמנטיקה, או אם מדובר במידע סמנטי אינטראקטיבי לחלוטין ברמה גבוהה המשפיע על עיבוד מוקדם. פרדיגמת הפרעה יושמה בפרוטוקול המוצג של משימות שיפוט פונולוגיות וסמנטיות שניצלו את אותם זוגות קודמים כדי לחקור את הסדר היחסי של הפעלה פונולוגית וסמנטית. מילות היעד בתדר גבוה ונמוך קדמו לשלושה תנאים: קשר סמנטי, קשר טלפוני (הומופונים) או לא קשור. התוצאות הראו כי רכיב P200 המושרה של זוגות מילים בתדר נמוך היה גדול משמעותית ממילים בתדר גבוה הן במשימות הסמנטיות והן במשימות הפונולוגיות. בנוסף, הן ההומופונים במשימה הסמנטית והן הזוגות הקשורים סמנטית במשימה הפונולוגית גרמו לירידה ב- N400 בהשוואה למצב הבקרה, תדירות המילים באופן עצמאי. ראוי לציין כי עבור זוגות בתדר נמוך במשימת השיפוט הפונולוגי, P200 שוחרר על ידי זוגות מילים הקשורים סמנטית היה גדול באופן משמעותי מזה במצב הבקרה. בסך הכל, עיבוד סמנטי במשימות פונולוגיות ועיבוד פונולוגי במשימות סמנטיות נמצאו הן במילים בתדר גבוה והן בתדר נמוך, דבר המצביע על כך שהאינטראקציה בין סמנטיקה לפונולוגיה עשויה לפעול באופן עצמאי ממשימה. עם זאת, ייתכן שהזמן הספציפי בו התרחשה אינטראקציה זו הושפע מהמשימה והתדירות.
Introduction
הנושא הקריטי בכל מודל זיהוי מילים הוא הבנת תפקידה של הפונולוגיה בתהליך הגישה הסמנטית1. עבור שפות אלפביתיות, מחקרים רבים רואים בעקביות את הפונולוגיה כמי שמילאה תפקיד חשוב בגישה סמנטית, כולל אנגלית2,3,4, עברית5, צרפתית6וספרדית7. במילים אחרות, זיהוי מילים כתובות כרוך לא רק בעיבוד אורתוגרפי אלא גם פונולוגי וסמנטי. תצפית זו במודל הקשר האינטראקטיבי מוסברת על ידי הרחבות המופעלות ברחבי הרשת, שם האורתוגרפיה קשורה לייצוגים פונולוגיים וסמנטיים באמצעות חיבורים משוקללים8. התפשטות זו של הפעלה מספקת את מנגנון הליבה של מודל זיהוי המילים החזותיות, אשר מניח כי ייצוגים פונולוגיים וסמנטיים מופעלים באופן אוטומטי בתגובה לקלט אורתוגרפי9.
עם זאת, הראיות האמפיריות הנוכחיות התומכות בהשערה של אוטומציה אינטראקטיבית נותרות שנויות במחלוקת. מחקרים מסוימים טוענים כי הפעלה של ייצוגים פונולוגיים וסמנטיים ניתן להתאים או למנוע על ידי דרישות משימה או תשומת לב, מה שמרמז על השפעה מלמעלה למטה מסוימת על התהליכים ברמה גבוהה המעורבים בתפיסתמילים 10,11. עם זאת, התיאור הנ"ל נחקר על ידי ממצאים רבים המדווחים על אפקטים פונולוגיים וסמנטיים בזיהוי מילים חזותי למרות שייצוגים אלה אינם רלוונטיים לחלוטין למשימה או שלא ניתן לגשת אליהם ישירות12, ובכך תומכים בדעה כי ניתן לגשת לסמנטיקה ולפונולוגיה באופן אוטומטי ובכפותיות במהלך תהליך הקריאה13 . לכן, קיימת אי ודאות אם ההפעלה הפונולוגית והסמנטית בזיהוי מילים חזותיות תלויה במשימה הספציפית או אם היא מתרחשת בכפייה ובאופן אוטומטי באופן בלתי תלוי במשימה.
התשובה לשאלה הנ"ל קשה לקוראים הסינים. בהשוואה לאנגלית, סינית היא כתב לוגרפי שתוויו מייצגים מורפימס במקום פונמות14. כיום, תפקידה של הפונולוגיה לגישה סמנטית למילים סיניות נותר שנוי במחלוקת. כמה מחקרים טענו כי פונולוגיה ממלאת תפקיד חשוב בגישה סמנטית למילים סיניות15,16,17. אחרים, לעומת זאת, החזיקו בדעה הפוכה18,19. לאחר הערכת המחקר הנ"ל לעיבוד פונולוגי סיני, מצאנו כי הפרדיגמה הניסיונית ושיטות המחקר הספציפיות שונות זו מזו. באופן כללי, הוא חולק בעיקר לשתי פרדיגמות: מילה15,18,19 והפרת פרדיגמה במשפט17,20,21. מילת היעד מוטבעת בדרך כלל בסוף המשפט בפרדיגמת ההפרה22. במונחים של מנגנון שפה, ביטוי קצר של שתי מילים הוא יחידה לניהול יותר מאשר משפט שלם שקשה לעבד23. בנוסף, משתנים שקשה לשלוט בהם במשפט, כגון תחביר, הקשר או גורמים אחרים, עשויים להוביל למסקנות שונות24. המילה פרדיגמה ראשונית היא שיטה המשמשת בדרך כלל לחקור מודלים לזיהוי מילים, בין אם בשפות אלפביתיות או בסינית. המשימה של פרדיגמה זו היא לשפוט אם מילת היעד שקדמה לה בפריים היא מילה אמיתית או מילה מדומה; כלומר, פרדיגמה זו מכילה בדרך כלל רק משימה לקסיקלית אחת. עם זאת, משימת החלטה לקסיקלית אחת עשויה שלא להיות הבחירה הטובה ביותר לפתור את הבעיה של האם הפעלת פונולוגיה וסמנטיקה תלויה במשימה. לכן, שתי משימות שונות עשויות להיות מתאימות יותר לחקר שאלה זו.
לכן, מחקר זה נועד לחקור את תפקידה של פונולוגיה בזיהוי מילים בסינית ובו זמנית לנסות לקבוע אם הפעלת פונולוגיה וסמנטיקה היא במשימה עצמאית. המחקר שלנו כולל שתי משימות באמצעות פרדיגמת ההפרעה: שיפוט סמנטי ושיפוט פונולוגי. למיטב ידיעתנו, זהו המחקר הפוטנציאלי הראשון הקשור לאירוע (ERP) של זיהוי מורכב סיני בן שני תווים באמצעות פרדיגמת הפרעה זו, ושיטה זו מופיעה לעתים רחוקות במחקרים של שפות אלפביתיות. באופן ספציפי, במשימת השיפוט הסמנטית, על המשתתפים לשפוט אם מילת היעד ותקדים שלה קשורים סמנטית, ואילו במשימה הפונולוגית, עליהם לשפוט אם למילים הזוגיות יש את אותה הגייה.
הראשונה היא משימה תואמת סמנטית שאינה דורשת עיבוד פונולוגי priori, והאחרונה היא משימת שיפוט פונולוגית שאינה דורשת עיבוד סמנטי מראשי. לכן, השווינו זוגות הומופונים וקבוצות בקרה לא קשורות במשימת השיפוט הסמנטית כדי לחשוף אם וכיצד הפונולוגיה משפיעה על עיבוד סמנטי. באופן דומה, השווינו זוגות מילים הקשורים סמנטית לתנאי בקרה שאינם קשורים במשימת השיפוט הפונולוגית כדי לגלות אם וכיצד סמנטיקה משפיעה על העיבוד הפונולוגי. בנוסף, הבעיה הנ"ל אומתה במילים בתדר גבוה ונמוך. לפיכך, משימת שיפוט סמנטית ופונולוגית משלימה זו יכולה לא רק לחשוף את החשיבות של עיבוד פונולוגי בזיהוי מילים סיני, אלא גם לחשוף אם וכיצד פונוולוגיה וסמנטיקה מתקשרות.
אם הפונולוגיה והתהליכים הסמנטיים הם מוקדמים, אוטומטיים ואינטראקטיביים, יש לראות את ההשפעה של הפעלה פונולוגית וסמנטית בזמן התגובה של שתי המשימות. עבור ERP, תהליכים פונולוגיים וסמנטיים מפעילים שני סמנים אלקטרופיזיולוגיים שונים2,7. בנוסף, קורסי הזמן שלהם וההפצות המרחביות שלהם צריכים להיות שונים. רכיב חיובי מוקדם (P200) צריך לשקף עיבוד פונולוגי, ואת סמן עיבוד סמנטי טיפוסי N400 צריך להיות מזוהה גם20,21. הנחנו כי הן הזוגות הקשורים מבחינה פונולוגית במשימה הסמנטית והן הזוגות הסמנטיים במשימה הפונולוגית יגרמו לירידה משמעותית ב- N400, מה שהיה מצביע על כך שעיבוד פונולוגי עשוי להוביל במידה מסוימת של הפעלה ברמות לקסיקיות-סמנטיות. בנוסף, עקבנו אם ה- P200, המאפיין עיבוד פונולוגי, הופיע במשימת השיפוט הסמנטית או במשימת השיפוט הפונולוגית. במשימת השיפוט הפונולוגי, תנאים הקשורים סמנטית מפעילים את P200, אשר ניתן לראות כעדות להשפעה המוקדמת של סמנטיקה על עיבוד פונולוגי.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הפרוטוקול המשמש למחקר זה אושר על ידי ועדת הביקורת המוסדית של אוניברסיטת צינגחואה.
1. בנייה והצגת גירויים
- בניית גירויים
- הכנת גירויים: הכינו מילות יעד המכילות כ-140 תרכובות סיניות בעלות שתי תווים, מתוכן מילים בתדר נמוך וגבוה מהוות מחצית. לפני כל יעד בשלושה אנלוגים: מילה זהה מבחינה פונולוגית (מילה הומונית), מילה עם משמעות קשורה ומילת בקרה לא רלוונטית.
- ודא כי יעדים בתדר גבוה תמיד מקדימים קדמו קדמונים בתדר גבוה ויעדים בתדר נמוך תמיד קודמים על-ידי תקדימים בתדר נמוך, בין אם בתנאים קשורים או בקבוצות בקרה שאינן קשורות. בנוסף, ודא שהזוגות הקודמים דומים במספר הקווים והתדירות.
הערה: כל המילים למחקר זה נבחרו מתוך מילון התדרים הסיני המודרני (Xiandai Hanyu Pinlu Cidian). תדירות המילים בתדר נמוך הייתה פחות משמונה פעמים למיליון, ותדירות המילים בתדירות גבוהה עלתה על 800 פעמים למיליון.
- ודא כי יעדים בתדר גבוה תמיד מקדימים קדמו קדמונים בתדר גבוה ויעדים בתדר נמוך תמיד קודמים על-ידי תקדימים בתדר נמוך, בין אם בתנאים קשורים או בקבוצות בקרה שאינן קשורות. בנוסף, ודא שהזוגות הקודמים דומים במספר הקווים והתדירות.
- הערכת גירויים: לגייס קבוצה נפרדת של כ -30 סטודנטים כדי להעריך את מידת הרלוונטיות הסמנטית בין זוגות מילים בסולם של שבע נקודות, כאשר 1 משקף את המתאם הנמוך ביותר ו- 7 משקף את המתאם הגבוה ביותר.
- קביעת גירוי סופי: מחק זוגות מילים לא הולמות, כגון זוגות מילים עם ציונים נמוכים יותר בתנאים הקשורים לסמנטיקה וזוגות מילים עם ציונים גבוהים יותר בציוני הומופון ומצבים לא רלוונטיים.
- חשב את הציונים הממוצעים המתאימים של זוגות מילים סמנטיים בתדר גבוה ונמוך והבטח שלא קיים הבדל משמעותי בין השניים.
- בנוסף, ודא כי עשרות זוגות הומופונים וזוגות שאינם קשורים אינם שונים באופן משמעותי הן בתדר גבוה והן בתדירות נמוכה. לבסוף, לקבוע את חומר הגירוי הניסיוני הסופי (ראה חומרי טבלה).
הערה: עבור הערכים הסמנטיים הקשורים של זוגות סמנטיים בניסוי זה, הערכים הממוצעים הסופיים היו 5.62 ו- 5.73 עבור זוגות בתדר גבוה ובתדר נמוך, בהתאמה, ולא היה הבדל משמעותי בין השניים (p > .1). בנוסף, הקשר הסמנטי בין הזוגות ההומופוניים והבלתי קשורים לא היה שונה באופן משמעותי (p > .1).
- הכנת גירויים: הכינו מילות יעד המכילות כ-140 תרכובות סיניות בעלות שתי תווים, מתוכן מילים בתדר נמוך וגבוה מהוות מחצית. לפני כל יעד בשלושה אנלוגים: מילה זהה מבחינה פונולוגית (מילה הומונית), מילה עם משמעות קשורה ומילת בקרה לא רלוונטית.
- מצגת גירויים
- בנה תוכנית כדי להציג את המשימה לנושאים ולמלא את החומרים הנ"ל (התוכנית יכולה להיכתב ב- E-prime או בשפות תכנות אחרות).
- ודא שכל מבנה ליבה של התוכנית מתחיל עם מסך המציג סימן " + " הנמשך 300 אלפיות השנייה, מיד לאחר מכן המילה הקודמת חייבת להופיע עבור 140 אלפיות השנייה, ללא מרווח בין השניים.
- לאחר מכן, הגדר מסך ריק הנמשך עבור 360 ms ולאחר מכן הגדר את מילת היעד, אשר יופיע עבור 500 ms. לבסוף, הגדר סימן שאלה (?) שימשיך להיות מוצג עד שהמשתתף יחליט על זוג המילים רק מוצג ולחץ על הכפתור במהירות ובדייקות ככל האפשר.
- אמור למשתתפים מראש כי עליהם לשפוט אם זוג המילים קשור סמנטית במשימת השיפוט הסמנטי והאם הפונולוגיה זהה במשימת השיפוט הפונולוגית.
- הגדרת הפעלת תרגול: הגדר שתי קבוצות תרגול שיכללו משימות שיפוט סמנטיות ושיקול דעת פונולוגי, בהתאמה, עם לא פחות מ- 10 זוגות של מילים עבור כל משימה. ליידע את המשתתפים כי הם יכולים לחזור על התרגילים כדי להבטיח כי הדיוק בתרגול הוא יותר מ 70%.
- הגדרת ניסוי רשמית: חלקו את כל הניסוי ל-6 בלוקים, עם משימת השיפוט הסמנטית ומשימת השיפוט הפונולוגית שכל אחד מהם אחראי לחצי.
- ודא שאין מילות יעד חוזרות בכל בלוק, וכי מספר סוגי הפרימים בכל בלוק זהה. בנוסף, הגדיר כמה ניסויי מילוי כדי להפחית את סטיית התגובה הנגרמת על ידי מספר לא שוויוני של בדיקות הדורשות תגובות חיוביות או שליליות.
- אקראי את סדר הפריטים בכל בלוק ולאזן את סדר החסימות בין הנבדקים.
הערה: ניתן גם לחלק את הניסוי כולו לשמונה או עשרה בלוקים או יותר בהתאם למספר החומרים הניסיוניים שיש להכין, מה שממזער את החזרה על מילות היעד בכל בלוק.
2. הכנת ניסויים והקלטה אלקטרופיזיולוגית
- גייס דוברי סינית ימניים עם חזון נורמלי שאולי תוקן בעבר.
- לא לכלול משתתפים עם כל מחלות נוירולוגיות או פסיכיאטריות.
- ודא שיש מספר מאוזן של נשים וגברים בטווח הגילאים הרצוי (18-28 שנים).
- ודא כי המשתתפים אין כל היסטוריה של חלחלות או צביעת השיער שלהם במשך החודשיים האחרונים.
- ליידע את המשתתפים כי הם יצטרכו לישון מספיק זמן מנוחה לפני הניסוי25.
- בעת השתתפותם בניסוי, אנא ודאו שהמשתתפים נמצאים במצב בריא בזמן ביצוע הניסוי.
- כאשר משתתף מגיע למעבדה, הצג את הציוד הניסיוני, המשימות ועלויות הזמן. הסבר את הדרישות (כגון לא להיות ישנוני, מרגש, ומהבהב) כדי לעזור להם להבין את התהליך כולו ולמנוע דאגות מיותרות.
- אם למשתתף אין שאלות אחרות על הניסוי, בקש ממנו למלא את טופס שאילתת Edinburgh Handedness, המשמש לאישור שלכל המשתתפים יש את אותם הרגלים ימניים.
- ספק את טופס ההסכמה מדעת למשתתפים ובקש מהם לקרוא ולחתום בעיון. אם למשתתפים יש שאלות לגבי תוכן טופס ההסכמה, ספק להם את ההסברים הדרושים.
- להנחות את המשתתף לנקות כראוי את הקרקפת שלהם ולייבש את השיער שלהם במעבדה. בזמן ההמתנה למשתתפים, אנא הכינו את כל החומרים הניסיוניים.
הערה: אות האלקטרואנצפלוגרמה (EEG) מוגבר באמצעות מערכת מגבר עם מעבר פסים של 0.01 עד 100 הרץ ודגימה רציפה ב- 500 הרץ. - הזמן את המשתתפים לשבת בנוחות על כיסא בחדר שבו הניסוי יבוצע. הורה להם לא להזיז את הכיסא.
- השתמש בדגימות כותנה וקרצוף פנים כדי לנקות את העור מתחת לעין השמאלית של המשתתף (עבור האלקטרודה האלקטרו-אוקולוגרפית האנכית), ליד הקנתוס החיצוני של העין הימנית (עבור האלקטרו-אוקולוגרפי האופקי), וסביב עצמות המסטופואיד הימנית והשמאלית (עבור Tp9 ו- Tp10, אשר ישמשו כהפניות לא מקוונות חדשות).
הערה: התפלגות האלקטרודות עשויה להשתנות בהתאם לכובעים המשמשים. - מניחים את המכסה האלסטי על ראשו של המשתתף ומוודאים שהאלקטרודה של Cz נמצאת במרכז החלק העליון של הראש. תקן את רצועת כובע האלקטרודה מתחת לסנטר בזהירות כדי להבטיח שהוא לא הדוק מדי או רופף מדי.
- ודא שהמכסה והמגבר מחוברים למערכת ההקלטה. לאחר מכן, החלף את תוכנת ההקלטה לממשק ניטור העכבות.
- ודא כי העכבה של כל האלקטרודות אינה עולה על 5 kΩ או 10 kΩ, החל עם האלקטרודות התייחסות (Ref) ו הקרקע (Gnd).
- להעביר את המזרק מלא ג'ל מוליך דרך החור הקטן של אלקטרודה לקרקפת ולאחר מכן לדחוף את הבוכנה כדי להזריק כמות קטנה של ג'ל מוליך לתוך הקרקפת תוך נזהר לא לגרום הצפה. במקביל, נטר את מערכת התצוגה המציגה את המכשול בזמן אמת עד שהמעכבה תרד לסף.
- לאחר האלקטרודות של Ref ו- Gnd מוכנות, להפחית את העכבה של האלקטרודות האחרות באותו אופן. התייחסו היטב להפחתת העכבה של החשמל עיני.
- להדביק את החורים הקטנים בצד אחד של שתי האלקטרודות האלקטרו-אוקולוגרפיות כדי למנוע את ג'ל מוליך מוזרק מדליף. תקן אותם לתחתית העין השמאלית ואת הקנתוס החיצוני של העין הימנית עם סרט הדבקה.
- לאחר שכל האלקטרודות מוכנות, הנחו את המשתתפים להיות מוכנים לניסוי. להנחות את המשתתפים להירגע ולהימנע מצמוץ עיניים מוגזם ותנועת גוף במהלך הניסוי.
- הצג את הגירוי באמצעות תוכנית הדגמת הגירוי ותן למשתתפים להתאמן בסעיף התרגול.
הערה: לאחר האימון, המשתתפים יכולים לשאול שאלות אם יש להם ספקות או שאלות לגבי אופן ההמשך. - התחל את הניסוי הרשמי והקלט את המידע של EEG. נטר את מערכת ההקלטה במהלך ההקלטה. אם אלקטרודה רופפת או ההתנגדות חורגת מהסף, מלאו מחדש את האלקטרודה כאשר המשתתף נח.
הערה: המשתתפים יכולים לנוח במשך 4-10 דקות לאחר כל בלוק. - לאחר השלמת הניסוי, שמור את אות ה- EEG וכבה את הציוד, כגון מערכת ההקלטה והמגבר. לאחר מכן הורידו את כובע המשתתף והורו למשתתף לשטוף את הג'ל המוליך מהשיער והעור. לבסוף, לתגמל את המשתתפים ולהודות להם על שיתוף הפעולה.
3. עיבוד מקדים של EEG
- השתמש בתיקון עיני חצי אוטומטי עם ניתוח רכיבים עצמאי.
- חשב את ה- ERPs מ- 100 אלפיות השנייה ל- 600 אלפיות השנייה לאחר תחילת מילת היעד (100 אלפיות השנייה לפני היעד הבסיסי).
- הגדר את פס EEG מסונן במצב לא מקוון מ- 0.05 ל- 30 הרץ (מצב הזזת פאזה אפס, 24 dB / oct).
- להשליך תקופות העולות על ±80 μV על ידי דחיית חפץ ולחסל את הניסויים של תגובות שגויות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
פרוטוקול זה שימש במחקר שנערך לאחרונה כדי לחקור את תפקידה של פונולוגיה בזיהוי מורכב בן שני תווים בסינית ולהסיק את המילה זיהוי מודל26. כל הגירויים המשמשים במחקר זה נחשפו במלואם26. שלושה חלונות זמן נבחרו על בסיס כוח שדה גלובלי (GFP): ב 100-150 אלפיות שני, 160-280 אלפיות שני, ו 300- 500 ms עבור רכיבי N1, P200 ו- N400, בהתאמה26. המשרעת הממוצעת של חלונות שתי המקרים לעיל נותחו על ידי ניתוח אמצעים חוזרים ונשנים של שונות (ANOVA), ותדירות (נמוכה וגבוהה), סוג קשר (קשר טלפוני או סמנטי, או לא קשור), ואזורים לרוחב (חצי הכדור השמאלי והימני × אזורים קדמיים, אמצעיים ואחוריים = שישה אזורים בסך הכל) או אלקטרודות קו האמצע (Fz, Cz, Pz), שהיו שלושת הגורמים בתוך המשתתפים המעורבים. תוצאות וגרפים מפורטים יותר ניתן למצוא ב וואנג ואח ' (2021)26.
תוצאות ERP עבור משימת השיפוט הסמנטי
תקופת 100-150 ms (N1)
עבור האלקטרודות בקו האמצע, ANOVA הניבה השפעה עיקרית של תדירות [F(1, 23) = 9.451, P = .005, ƞ 2p = .291], מה שמצביע על כך שזוגות בתדר גבוה עוררו צורת גל שלילית משמעותית יותר ממצב בתדר נמוך. ). השפעה מרכזית משמעותית דומה של תדירות נצפתה גם באתרים לרוחב. בנוסף, עבור זוגות בתדר גבוה, נצפתה גם השפעה עיקרית משמעותית של סוג קשר [F(1, 23) = 8.826, P = .007, ƞ2p = .277], מראה כי זוגות שאינם קשורים עוררו צורת גל שלילית באופן משמעותי יותר ממצב הומופון. השפעה מרכזית משמעותית דומה של סוג היחס עבור זוגות בתדר גבוה נצפתה גם בחצי הכדור השמאלי.
תקופת 160-280 מיליות (P200)
עבור האלקטרודות בקו האמצע, ANOVA הניבה השפעה עיקרית של תדירות [F(1, 23) = 5.546, P = .027, ƞ 2p = .194], מה שמצביע על כך שזוגות בתדר נמוך עוררו צורת גל חיובית משמעותית יותר ממצב בתדר גבוה. לא נצפו השפעות משמעותיות אחרות או אינטראקציות באלקטרודות קו האמצע. יתר על כן, ההשפעה העיקרית של תדירות נמצאה גם באתרים לרוחב.
תקופת 300-500 מיליות (N400)
בחלון הזמן של 300-500 אלפיות שני, ANOVA הניבה השפעה עיקרית משמעותית של סוג היחס [F(1, 23) = 27.783, P < .001, ƞ 2p = .547] באלקטרודות קו האמצע, מראה כי יעד המונע על ידי homophones עורר משרעת שלילית באופן משמעותי פחות מאשר המצב הלא קשור (ראה איור 1). השפעה מרכזית משמעותית דומה של סוג הקשר נצפתה באתרים לרוחב.
איור 1: פוטנציאלים גדולים הקשורים לאירועים בתגובה למילות יעד, מאלקטרודות מייצגות (Fz, Cz, Pz), עבור זוגות הומופוניים ושליטה במשימה הסמנטית. נתון זה, שנלקח מ- Wang et al. (2021)26, מראה כי במשימת השיפוט הסמנטית, זוגות הומופונים שחררו רכיבי N400 קטנים יותר מאשר תנאים לא רלוונטיים ללא קשר לתדרים גבוהים ונמוכים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
תוצאות ERP למשימת שיפוט הומופון
תקופת 100-150 ms (N1)
לא נמצאה השפעה או אינטראקציה משמעותית באלקטרודות קו האמצע או באתרים לרוחב.
תקופת 160-280 מיליות (P200)
אין השפעה עיקרית משמעותית עבור סוג הקשר או תדירות (ps > .1) נצפתה באלקטרודות הקדמיות הקדמיות. עם זאת, נמצא אפקט אינטראקטיבי משמעותי בין תדירות לסוג קשר [F(1, 23) = 7.951, P = .010, ƞ2p = .257]. ניתוח נוסף מצא כי ההשפעה של סוג היחסים הייתה משמעותית רק בתנאים בתדר נמוך באלקטרודות הקדמיות הקדמיות (FPz: P =.055; FP1: P =.027; FP2: P =.004; AF3: P =.060; AF4: P =.021; AF8: P =.009), המציין כי בחלון הזמן P200, אות ERP היה חיובי יותר באופן משמעותי בתנאים סמנטיים מאשר בתנאים שאינם קשורים (ראה איור 2).
בנוסף, הניתוחים הראו כי ההשפעה של תדירות הייתה משמעותית בשני אזורים (מרכז שמאל: F(1, 23) = 4.506, P = .045, ƞ2p = .164 ואחורי שמאל: F(1, 23) = 10.470, P = .004, ƞ2p = .313).
איור 2: פוטנציאלים גדולים הקשורים לאירועים בתגובה למילות יעד משש אלקטרודות קדמיות קדמיות (Fpz, Fp1, Fp2, AF3, AF4, AF8) עבור זוגות הקשורים לסמנטיקה ושליטה בתדר נמוך במשימה ההומופון. נתון זה, שנלקח מ- Wang et al. (2021)26, מראה כי במשימת השיפוט הפונולוגי, מילים סמנטיות בתדר נמוך פרסמו רכיב P200 חיובי יותר מאשר מילים שאינן קשורות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
תקופת 300-500 מיליות (N400)
בחלון הזמן N400, נמצאה השפעה עיקרית משמעותית של סוג הקשר [F(1, 23) = 9.082, P = .006, ƞ 2p = .283] באלקטרודות קו האמצע, מה שמצביע על כך שהיעד המונע על ידי מילים הקשורות לסמנטיקה שוחרר משרעת שלילית פחות באופן משמעותי מאשר מספרים ראשוניים שאינם קשורים (ראה איור 3). בנוסף, השפעה עיקרית משמעותית של סוג הקשר נצפתה באתרים לרוחב.
איור 3: פוטנציאלים גדולים הקשורים לאירועים בתגובה למילות יעד, מאלקטרודות מייצגות (Fz, Cz, Pz), עבור זוגות הקשורים לסמנטיקה ושליטה במשימה ההומופון. נתון זה, שנלקח מ- Wang et al. (2021)26, מראה כי במשימת השיפוט הפונולוגי, זוגות הקשורים סמנטית שחררו רכיבי N400 קטנים יותר מאשר תנאים לא רלוונטיים ללא קשר לתדרים גבוהים ונמוכים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
תוצאות ניסוי ומשמעות:
מטרת פרוטוקול זה הייתה להסיק את הדברים הבאים: 1) בין אם מודל זיהוי המילים הוא מודל הזנה או מודל אינטראקטיבי ו- 2) האינטראקציה בין התבניות הפונולוגיות והסמנטיות בזיהוי מורכב בן שני תווים סיני בתדר גבוה ונמוך תחת משימות שונות. אומצה פרדיגמת הפרעה של משימת התאמה פונולוגית וסמנטית בטכניקת ERP. תגובות ERP שקדמו להומופונים ומילים שאינן קשורות ליעדים הושוו במשימות שיפוט סמנטיות שלא דרשו עיבוד פונולוגי קודם כדי לחשוף מתי והאם הפונולוגיה משפיעה על עיבוד סמנטי. באופן דומה, עבור משימות שיפוט פונולוגיות שלא דרשו עיבוד סמנטי קודם, תגובות ERP של מילות יעד המופעלות על ידי מילים סמנטיות ולא קשורות הושוו כדי לחשוף אם וסמנטיקה מפריעה לעיבוד פונולוגי. לאחר מכן, על פי ההשהיה של רכיבי ERP הרלוונטיים, הושווה מסלול הזמן היחסי של עיבוד סמנטי ופונולוגי, והשפעת תדירות המילים על דפוסי עיבוד כאלה נבדקה.
התוצאות שלנו הראו כי היעד שהונחה על ידי תקדימים הקשורים סמנטית במשימה הפונולוגית והיעדים שהוכנו על ידי הומופונים במשימת השיפוט הסמנטית שניהם הפעילו רכיב N400 שלילי באופן משמעותי פחות מאשר הקודמים שאינם קשורים, ללא קשר לתדירות המילים. לפיכך, עבור מילים בתדר גבוה, הנתונים הראו כי הפעלה סמנטית מתרחשת מוקדם יותר או לפחות לא יאוחר מעיבוד פונולוגי במהלך זיהוי של תרכובות סיניות בעלות שני תווים במשימות שונות. בנוסף, רכיב P200 המושרה של זוגות מילים בתדר נמוך היה חיובי באופן משמעותי יותר מזה של זוגות מילים בתדר גבוה הן במשימות סמנטיות והן במשימות פונולוגיות. מחקרים אחרים הגיעו גם למסקנה כי רכיבי ERP מוקדמים עשויים להיות רגישים לתדירותהמילים 27,28. האפקטים המוקדמים ביותר של N1 ו- P200 יכולים להיות, לפחות חלקית, בשל העיבוד הסמנטי של המילה הקודמת. עם זאת, עבור מילים בתדר נמוך במשימת השיפוט הפונולוגית, נמצא כי הזוגות הקשורים לסמנטיקה שחררו P200 גדול משמעותית מתנאי הבקרה. לעומת זאת, נמצא כי P200 מופעל על ידי זוגות מילים הקשורות סמנטית בתדר נמוך היה חיובי באופן משמעותי יותר מאשר תנאי בקרה בתדר נמוך במשימות שיפוט פונולוגיות. תוצאה זו לא נראה קשה להסביר עבור מילים בתדר נמוך, כמו הפעלה פונולוגית צפויה במשימות שיפוט פונולוגיות, אבל רכיב P200 ברור הופעל על ידי תקדימים סמנטיים, אשר שוב חיזק את ההשערה כי עיבוד סמנטי לא יכול להתרחש מאוחר יותר מאשר עיבוד פונולוגי.
האינטראקציה הנ"ל בין סמנטיקה לפונולוגיה אישרה את מודל האינטראקציה של זיהוי מילים שהציע כי המערכת עשויה להיות אינטראקטיבית לחלוטין, עם מידע ברמה נמוכה הזורם מלמטה למעלה לכל המידע הלקסיקלי ומידע ברמה גבוהה הזורם מלמעלה למטה כדי ליצור עיבוד תמלילים חזותי מוקדם1. בנוסף, P200 שנגרם על ידי השפעות תדירות בשתי המשימות גם אישר את הספקולציות כי מידע לשוני ברמה גבוהה יותר עשוי כבר להפעיל את השפעתו במהלך עיבוד מוקדם. שים לב שהאינטראקציות שנמצאו בשתי המשימות, ללא קשר לתנאי התדר הגבוה והנמוך, תמכו בגישה האוטומטית ואולי המחייבת לפונולוגיה ולמשמעות במהלך הקריאה. עם זאת, ייתכן שהשעה הספציפית שבה התרחשה אינטראקציה זו הושפעה מהמשימה והתדירות. לדוגמה, עבור מילים בתדר נמוך, נמצא כי האינטראקציה התרחשה בחלון הזמן P200 במשימה הפונולוגית בעת שהייתה בחלון הזמן N400 במשימת השיפוט הסמנטית. עם זאת, עבור מילים בתדר גבוה, האינטראקציה נצפתה בחלון הזמן N400 עבור משימות סמנטיות או פונולוגיות כאחד. לסיכום, הממצאים הנוכחיים מצביעים על אינטראקציה אוטומטית של סמנטיקה ופונוולוגיה באופן עצמאי ממשימה תוך התחשבות בכך שהזמן והמצב האינטראקטיביים עשויים להיות מושפעים ממשימות, תדירות וכו '.
יעילות השיטה
באופן כללי, פרדיגמת הפרעה זו יכולה לחקור באופן מקיף יותר את מצבי האינטראקציה של עיבוד פונולוגי וסמנטי. הניסויים שלנו כללו משימות התאמה פונולוגיות שאינן דורשות עיבוד סמנטי של פרימי ומשימות התאמה סמנטיות שאינן דורשות עיבוד פונולוגי קודם. בדרך זו, ניתן לראות את השפעת הסמנטיקה על העיבוד הפונולוגי או את השפעת הפונולוגיה על עיבוד סמנטי בצורה ברורה יותר. יתר על כן, כמו הפונולוגיה או הסמנטיקה של התקדימים ואת מילת היעד יש להשוות בשתי המשימות, הפונולוגיה או הסמנטיקה מופעלים בכפייה בשתי המשימות. לכן, אם כל הפרעה מתרחשת, זה יהיה ברור יותר. השיטה הנפוצה של בחינת זיהוי מילים היא משימת החלטה לקסיקלית הכוללת תנאי priming. באופן ספציפי, זה רק צריך לשפוט אם מילת היעד היא מילה אמיתית או פסאודו. ראשית, ההפעלה הסמנטית של משימות החלטה לקסיקלית עשויה להיות לא חזקה מספיק, ושנית, משימת שיפוט אחת אינה יכולה לחקור את מצב האינטראקציה תחת משימות שונות. לכן, פרדיגמת ההפרעה של שתי המשימות עשויה להתאים יותר לחקר מודל זיהוי המילים. עבור שתי המשימות המובהקות של פרדיגמת ההפרעה, האחת צריכה להפעיל בעוצמה עיבוד סמנטי, והשנייה צריכה להפעיל בעוצמה עיבוד פונולוגי, אשר תורם יותר לחקור אם האינטראקציה בין פונולוגיה לסמנטיקה היא בלתי תלויה במשימה וכיצד לקיים אינטראקציה תחת משימות שונות.
יישומים עתידיים של הטכניקה
הפרוטוקול הנוכחי היה הראשון שהשתמש בפרדיגמת ההפרעה כדי לחקור את הגישה הסמנטית לתרכובת סינית של שני תווים בתדר גבוה ונמוך. נכון לעכשיו, פרדיגמת ההפרעה של שתי המשימות מופיעה לעתים רחוקות במחקרים של זיהוי מילים בשפות אלפביתיות. לכן, שיטה זו עשויה לספק הזדמנות חדשה לשפות שונות המאופיינות ביחסים שונים בין אורתוגרפיה, פונולוגיה וסמנטיקה לחקור מודלים לזיהוי מילים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אין אינטרסים כלכליים מתחרים.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי התוכנית העיקרית של הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (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).
