Interazione tra processi fonologici e semantici nel riconoscimento visivo delle parole utilizzando l'elettrofisiologia

Summary

Presentiamo un protocollo per esplorare la relativa sequenza di attivazione della fonologia e della semantica nel riconoscimento visivo delle parole. I risultati mostrano che, coerentemente con i resoconti interattivi, le rappresentazioni semantiche e fonologiche possono essere elaborate in modo interattivo e le rappresentazioni linguistiche di livello superiore possono influenzare l’elaborazione precoce.

Abstract

Le controversie sono sempre esistite nella ricerca relativa alle capacità di lettura; sul fatto che le parole stampate siano percepite in modo feedforward basato su informazioni ortografiche dopo di che vengono attivate altre rappresentazioni, come la fonologia e la semantica, o se queste siano completamente interattive e le informazioni semantiche di alto livello influenzino l’elaborazione precoce. Un paradigma di interferenza è stato implementato nel protocollo presentato di compiti di giudizio fonologico e semantico che utilizzava le stesse coppie precedente-bersaglio per esplorare l’ordine relativo di attivazione fonologica e semantica. Le parole target ad alta e bassa frequenza sono state precedute da tre condizioni: semanticamente correlate, fonologiche (omofoni) o non correlate. I risultati hanno mostrato che la componente P200 indotta delle coppie di parole a bassa frequenza era significativamente maggiore delle parole ad alta frequenza sia nei compiti semantici che fonologici. Inoltre, sia gli omofoni nel compito semantico che le coppie semanticamente correlate nel compito fonologico hanno causato una riduzione di N400 rispetto alla condizione di controllo, parola indipendente dalla frequenza. Vale la pena notare che per le coppie a bassa frequenza nel compito di giudizio fonologico, il P200 rilasciato dalle coppie di parole semanticamente correlate era significativamente più grande di quello nella condizione di controllo. Nel complesso, l’elaborazione semantica nei compiti fonologici e l’elaborazione fonologica nei compiti semantici sono state trovate sia nelle parole ad alta che a bassa frequenza, suggerendo che l’interazione tra semantica e fonologia può operare in modo indipendente dal compito. Tuttavia, il momento specifico in cui si è verificata questa interazione potrebbe essere stato influenzato dall’attività e dalla frequenza.

Introduction

Il problema critico in qualsiasi modello di riconoscimento delle parole è comprendere il ruolo della fonologia nel processo di accesso semantico¹. Per le lingue alfabetiche, molti studi considerano costantemente la fonologia come un ruolo importante nell’accesso semantico, tra cui inglese^2,3,4,ebraico^5,francese⁶e spagnolo^7. In altre parole, il riconoscimento delle parole scritte coinvolge non solo l’elaborazione ortografica ma anche fonologica e semantica. Questa osservazione nel modello connessionista interattivo è spiegata da estensioni attivate in tutta la rete, dove l’ortografia è associata a rappresentazioni fonologiche e semantiche attraverso connessioni ponderate⁸. Questa proliferazione di attivazione fornisce il meccanismo centrale per il modello di riconoscimento visivo delle parole, che presuppone che le rappresentazioni fonologiche e semantiche vengano attivate automaticamente in risposta all’input ortografico⁹.

Tuttavia, le attuali prove empiriche a sostegno dell’ipotesi dell’automazione interattiva rimangono controverse. Alcuni studi sostengono che l’attivazione di rappresentazioni fonologiche e semantiche può essere regolata o impedita da richieste di compiti o attenzione, il che implica una certa influenza dall’alto verso il basso sui processi di alto livello coinvolti nella percezione delle parole^10,11. Tuttavia, la suddetta descrizione è stata messa in discussione da molti risultati che riportano effetti fonologici e semantici nel riconoscimento visivo delle parole anche se queste rappresentazioni sono completamente irrilevanti per il compito o non sono accessibili direttamente¹², supportando così l’opinione che la semantica e la fonologia possono essere accessibili automaticamente e forzatamente durante il processo di lettura¹³ . Pertanto, vi è incertezza sul fatto che l’attivazione fonologica e semantica nel riconoscimento visivo delle parole dipenda dal compito specifico o se si verifichi forzatamente e automaticamente in modo indipendente dal compito.

La risposta alla domanda di cui sopra è difficile per i lettori cinesi. Rispetto all’inglese, il cinese è una scrittura logografica i cui caratteri rappresentano morfemi invece di fonemi¹⁴. Allo stato attuale, il ruolo della fonologia per l’accesso semantico alle parole cinesi rimane controverso. Alcuni studi hanno affermato che la fonologia gioca un ruolo importante nell’accesso semantico alle parole cinesi^15,16,17. Altri, invece, hanno sostenuto il punto di vista opposto^18,19. Dopo aver valutato la suddetta ricerca per l’elaborazione fonologica cinese, abbiamo scoperto che il paradigma sperimentale e i metodi di ricerca specifici differiscono. Nel complesso, è stato principalmente diviso in due paradigmi: parola priming^15,18,19 e paradigma di violazione nella frase^17,20,21. La parola di destinazione è solitamente incorporata alla fine della frase nel paradigma di violazione²². In termini di meccanismo linguistico, una breve frase di due parole è un’unità più gestibile di una frase completa che è difficile da elaborare²³. Inoltre, le variabili difficili da controllare in una frase, come la sintassi, il contesto o altri fattori, possono portare a conclusioni diverse²⁴. Il paradigma di priming delle parole è un metodo comunemente usato per esplorare i modelli di riconoscimento delle parole, sia nelle lingue alfabetiche che in cinese. Il compito di questo paradigma è quello di giudicare se la parola bersaglio preceduta dai numeri primi è una parola reale o una pseudoparola; cioè, questo paradigma di solito contiene solo un compito lessicale. Tuttavia, un singolo compito decisionale lessicale potrebbe non essere la scelta migliore per risolvere il problema se l’attivazione della fonologia e della semantica dipenda dal compito. Pertanto, due diversi compiti possono essere più adatti per esplorare questa domanda.

Pertanto, questa ricerca mirava a esplorare il ruolo della fonologia nel riconoscimento delle parole cinesi e contemporaneamente tentare di determinare se l’attivazione della fonologia e della semantica è indipendente dal compito. La nostra ricerca include due compiti utilizzando il paradigma dell’interferenza: il giudizio semantico e il giudizio fonologico. Per quanto ne sappiamo, questo è il primo studio sul potenziale correlato agli eventi (ERP) del riconoscimento composto cinese a due caratteri utilizzando questo paradigma di interferenza, e questo metodo appare raramente negli studi sulle lingue alfabetiche. In particolare, nel compito di giudizio semantico, i partecipanti devono giudicare se la parola target e il suo precedente sono semanticamente correlati, mentre nel compito fonologico, devono giudicare se le parole accoppiate hanno la stessa pronuncia.

Il primo è un compito di corrispondenza semantica che non richiede un’elaborazione fonologica a priori, e il secondo è un compito di giudizio fonologico che non richiede un’elaborazione semantica a priori. Pertanto, abbiamo confrontato coppie di omofoni e gruppi di controllo non correlati nel compito di giudizio semantico per rivelare se e come la fonologia influisce sull’elaborazione semantica. Allo stesso modo, abbiamo confrontato coppie di parole semanticamente correlate con condizioni di controllo non correlate nel compito di giudizio fonologico per rivelare se e come la semantica influisce sull’elaborazione fonologica. Inoltre, il problema di cui sopra è stato verificato in parole ad alta e bassa frequenza. Pertanto, questo compito di giudizio semantico e fonologico complementare può non solo rivelare l’importanza dell’elaborazione fonologica nel riconoscimento delle parole cinesi, ma anche rivelare se e come la fonologia e la semantica interagiscono.

Se la fonologia e i processi semantici sono precoci, automatici e interattivi, l’effetto dell’attivazione fonologica e semantica dovrebbe essere osservato nel tempo di risposta dei due compiti. Per ERP, i processi fonologici e semantici innescano due diversi marcatori elettrofisiologici^2,7. Inoltre, i loro corsi di tempo e le loro distribuzioni spaziali dovrebbero essere diversi. Una componente positiva iniziale (P200) dovrebbe riflettere l’elaborazione fonologica e il tipico marcatore di elaborazione semantica N400 dovrebbe anche essere identificato^20,21. Abbiamo ipotizzato che sia le coppie fonologicamente correlate nel compito semantico che le coppie semantiche correlate nel compito fonologico avrebbero causato una significativa diminuzione di N400, il che avrebbe indicato che l’elaborazione fonologica può portare a un certo grado di attivazione a livelli lessico-semantici. Inoltre, abbiamo monitorato se il P200, che caratterizza l’elaborazione fonologica, è apparso nel compito di giudizio semantico o nel compito di giudizio fonologico. Nel compito del giudizio fonologico, le condizioni semantiche innescano il P200, che può essere visto come prova dell’influenza precoce della semantica sull’elaborazione fonologica.

Protocol

Il protocollo utilizzato per questo studio è stato approvato dall’Institutional Review Board della Tsinghua University. 1. Costruzione e presentazione degli stimoli Costruzione di stimoli Preparazione degli stimoli: prepara parole target contenenti circa 140 composti cinesi a due caratteri, di cui le parole a bassa e alta frequenza rappresentano la metà. Precede ogni bersaglio con tre analoghi: una parola fonologicamente identica (parola omonima), una parola con significato…

Representative Results

Questo protocollo è stato utilizzato in un recente studio per indagare il ruolo della fonologia nel riconoscimento composto cinese a due caratteri e per dedurre il modello di riconoscimento delleparole 26. Tutti gli stimoli utilizzati in questo studio sono stati completamente divulgati26. Tre finestre temporali sono state selezionate sulla base della potenza di campo globale (GFP): a 100-150 ms, 160-280 ms e 300-500 ms per i componenti N1, P200 e N400, rispettivamente<sup …

Discussion

Risultati sperimentali e significato:
Lo scopo di questo protocollo era quello di dedurre quanto segue: 1) se il modello di riconoscimento delle parole è un modello feedforward o un modello interattivo e 2) l’interazione tra i modelli fonologici e semantici nel riconoscimento composto a due caratteri cinese di alta e bassa frequenza in diversi compiti. È stato adottato un paradigma di interferenza del compito di corrispondenza fonologica e semantica utilizzando la tecnica ERP. Le risposte ERP preced…

Materials

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