Summary
Представлен протокол для исследования относительной последовательности активации фонологии и семантики в визуальном распознавании слов. Результаты показывают, что в соответствии с интерактивными учетными записями семантические и фонологические представления могут обрабатываться интерактивно, а лингвистические представления более высокого уровня могут влиять на раннюю обработку.
Abstract
Противоречия всегда существовали в исследованиях, связанных со способностями к чтению; о том, воспринимаются ли печатные слова в прямом виде на основе орфографической информации, после чего активируются другие представления, такие как фонология и семантика, или же они полностью интерактивны и высокоуровневая семантическая информация влияет на раннюю обработку. В представленном протоколе фонологических и семантических задач суждения реализована интерференционная парадигма, в которой для исследования относительного порядка фонологической и семантической активации использовались одни и те же предшествующие целевые пары. Высоко- и низкочастотным целевым словам предшествовали три условия: семантически связанные, фонологические (омофоны) или несвязанные. Результаты показали, что индуцированная составляющая P200 низкочастотных пар слов была значительно больше высокочастотных слов как в семантических, так и в фонологических задачах. Кроме того, как омофоны в семантической задаче, так и семантически связанные пары в фонологической задаче вызвали снижение N400 по сравнению с контрольным условием, частотой слова независимо. Стоит отметить, что для низкочастотных пар в задаче фонологического суждения P200, высвобождаемый семантически связанными парами слов, был значительно больше, чем в контрольном состоянии. В целом, семантическая обработка в фонологических задачах и фонологическая обработка в семантических задачах были обнаружены как в высоко-, так и в низкочастотных словах, предполагая, что взаимодействие между семантикой и фонологией может действовать независимо от задачи. Однако конкретное время, в течение которого происходило это взаимодействие, могло зависеть от задачи и частоты.
Introduction
Критическим вопросом в любой модели распознавания слов является понимание роли фонологии в процессе семантического доступа1. Для алфавитных языков многие исследования последовательно рассматривают фонологию как играющую важную роль в семантическом доступе, включая английский2,3,4,иврит5,французский6и испанский7. Другими словами, распознавание письменного слова предполагает не только орфографическую, но и фонологическую и семантическую обработку. Это наблюдение в интерактивной коннекционистской модели объясняется расширениями, активированными по всей сети, где орфография связана с фонологическими и семантическими представлениями через взвешенные связи8. Это распространение активации обеспечивает основной механизм для модели визуального распознавания слов, которая предполагает, что фонологические и семантические представления автоматически активируются в ответ на орфографический ввод9.
Однако современные эмпирические данные, подтверждающие гипотезу интерактивной автоматизации, остаются спорными. Некоторые исследования утверждают, что активация фонологических и семантических представлений может быть скорректирована или предотвращена требованиями задачи или внимания, что подразумевает определенное нисходящее влияние на процессы высокого уровня, участвующие в восприятии слова10,11. Тем не менее, вышеупомянутое описание было поставлено под сомнение многими выводами, которые сообщают о фонологических и семантических эффектах в визуальном распознавании слов, даже если эти представления совершенно не имеют отношения к задаче или не могут быть напрямую доступны12,тем самым поддерживая мнение о том, что семантика и фонология могут быть доступны автоматически и принудительно во время процесса чтения13. . Поэтому существует неопределенность в отношении того, зависит ли фонологическая и семантическая активация в визуальном распознавании слов от конкретной задачи или же она происходит принудительно и автоматически независимо от задачи.
Ответ на вышеупомянутый вопрос сложен для китайских читателей. По сравнению с английским, китайский язык представляет собой логографическое письмо, символы которого представляют морфемы вместо фонем14. В настоящее время роль фонологии для семантического доступа к китайским словам остается спорной. Некоторые исследования утверждают, что фонология играет важную роль в семантическом доступе к китайским словам15,16,17. Другие, однако, придерживаются противоположнойточки зрения 18,19. Оценив вышеупомянутые исследования для китайской фонологической обработки, мы обнаружили, что экспериментальная парадигма и конкретные методы исследования различаются. В целом она была в основном разделена на две парадигмы: слово прайминг15,18,19 и парадигма нарушения в предложении17,20,21. Целевое слово обычно встраивается в конце предложения в парадигму нарушения22. С точки зрения языкового механизма, короткая фраза из двух слов является более управляемой единицей, чем полное предложение, которое трудно обработать23. Кроме того, переменные, которые трудно контролировать в предложении, такие как синтаксис, контекст или другие факторы, могут привести к различным выводам24. Парадигма прайминга — это метод, обычно используемый для изучения моделей распознавания слов, будь то в алфавитных языках или китайском. Задача этой парадигмы состоит в том, чтобы судить, является ли целевое слово, которому предшествуют простые числа, реальным словом или псевдословом; то есть эта парадигма обычно содержит только одну лексическую задачу. Однако одно лексическое решение задачи может быть не лучшим выбором для решения проблемы того, зависит ли активация фонологии и семантики от поставленной задачи. Поэтому две разные задачи могут быть более подходящими для изучения этого вопроса.
Поэтому это исследование было направлено на изучение роли фонологии в распознавании китайских слов и одновременно попытку определить, является ли активация фонологии и семантики независимой от задачи. Наше исследование включает в себя две задачи с использованием интерференционной парадигмы: семантическое суждение и фонологическое суждение. Насколько нам известно, это первое исследование потенциала, связанного с событиями (ERP) китайского двухсимвольного комплексного распознавания с использованием этой парадигмы интерференции, и этот метод редко появляется в исследованиях алфавитных языков. В частности, в задаче семантического суждения участники должны судить, является ли целевое слово и его прецедент семантически связанными, в то время как в фонологической задаче они должны судить, имеют ли парные слова одинаковое произношение.
Первая представляет собой задачу семантического сопоставления, не требующую априорной фонологической обработки, а вторая — фонологическую задачу суждения, не требующую априорной семантической обработки. Поэтому мы сравнили гомофонные пары и несвязанные контрольные группы в задаче семантического суждения, чтобы выявить, влияет ли фонология на семантическую обработку и как она влияет. Аналогичным образом, мы сравнили семантически связанные пары слов с несвязанными контрольными условиями в задаче фонологического суждения, чтобы выявить, влияет ли семантика на фонологическую обработку и как она влияет. Кроме того, вышеупомянутая проблема была проверена в высоко- и низкочастотных словах. Таким образом, эта взаимодополняющая семантическая и фонологическая задача суждения может не только выявить важность фонологической обработки в распознавании китайских слов, но и выявить, взаимодействуют ли фонология и семантика.
Если фонология и семантические процессы являются ранними, автоматическими и интерактивными, эффект фонологической и семантической активации должен наблюдаться во время отклика двух задач. Для ERP фонологические и семантические процессы запускают два разных электрофизиологических маркера2,7. Кроме того, их временные курсы и их пространственное распределение должны быть разными. Ранний положительный компонент (P200) должен отражать фонологическую обработку, а типичный маркер семантической обработки N400 также должен быть идентифицирован20,21. Мы предположили, что как фонологически связанные пары в семантической задаче, так и семантические пары в фонологической задаче вызовут значительное снижение N400, что указывает на то, что фонологическая обработка может привести к некоторой степени активации на лексико-семантических уровнях. Кроме того, мы отслеживали, появился ли P200, который характеризует фонологическую обработку, в задаче семантического суждения или в задаче фонологического суждения. В задаче фонологического суждения семантические условия вызывают P200, что можно рассматривать как свидетельство раннего влияния семантики на фонологическую обработку.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Протокол, использованный для этого исследования, был одобрен Институциональным наблюдательным советом Университета Цинхуа.
1. Построение и презентация стимулов
- Построение стимулов
- Подготовка стимулов: Подготовьте целевые слова, содержащие примерно 140 китайских двухсимвольных соединений, из которых низко- и высокочастотные слова составляют половину. Предшествуют каждой цели три аналога: фонологически идентичное слово (омонимическое слово), слово со связанным значением и нерелевантное контрольное слово.
- Убедитесь, что высокочастотным целям всегда предшествуют высокочастотные предшественники, а низкочастотным мишеням всегда предшествуют низкочастотные прецеденты, будь то в связанных условиях или несвязанных контрольных группах. Кроме того, убедитесь, что пары предшествующей цели похожи по количеству ударов и частоте.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все слова для этого исследования были отобраны из Современного китайского частотного словаря (Xiandai Hanyu Pinlu Cidian). Частота низкочастотных слов была менее восьми раз на миллион, а частота высокочастотных слов превышала 800 раз на миллион.
- Убедитесь, что высокочастотным целям всегда предшествуют высокочастотные предшественники, а низкочастотным мишеням всегда предшествуют низкочастотные прецеденты, будь то в связанных условиях или несвязанных контрольных группах. Кроме того, убедитесь, что пары предшествующей цели похожи по количеству ударов и частоте.
- Оценка стимулов: Наберите отдельную группу из примерно 30 студентов для оценки степени семантической релевантности между парами слов по семибалльной шкале, где 1 отражает самую низкую корреляцию, а 7 отражает самую высокую корреляцию.
- Окончательное определение стимула: Удалите неуместные пары слов, такие как пары слов с более низкими баллами в семантически связанных условиях и пары слов с более высокими баллами в омофоне и нерелевантными оценками условий.
- Рассчитайте соответствующие средние баллы высоко- и низкочастотных семантических пар слов и убедитесь, что между ними нет существенной разницы.
- Кроме того, убедитесь, что оценки гомофонных пар и несвязанных пар существенно не различаются как на высокой, так и на низкой частоте. Наконец, определите конечный экспериментальный стимулирующий материал (см. Таблицу материалов).
ПРИМЕЧАНИЕ: Для семантических значений семантических пар в этом эксперименте конечные средние значения составляли 5,62 и 5,73 для высокочастотных и низкочастотных пар соответственно, и между ними не было существенной разницы(p > .1). Кроме того, семантическое родство между гомофоническими и неродственными парами существенно не отличалось(p > .1).
- Подготовка стимулов: Подготовьте целевые слова, содержащие примерно 140 китайских двухсимвольных соединений, из которых низко- и высокочастотные слова составляют половину. Предшествуют каждой цели три аналога: фонологически идентичное слово (омонимическое слово), слово со связанным значением и нерелевантное контрольное слово.
- Презентация стимулов
- Постройте программу, чтобы показать задание субъектам и заполните вышеупомянутые материалы (программа может быть написана на E-prime или других языках программирования).
- Убедитесь, что каждая основная структура программы начинается с экрана, отображающего знак " + ", который длится в течение 300 мс, непосредственно после чего предыдущее слово должно появляться в течение 140 мс, без интервала между ними.
- После этого установите пустой экран продолжительностью 360 мс, а затем установите целевое слово, которое будет появляться в течение 500 мс. Наконец, установите вопросительный знак (?), который будет продолжать отображаться до тех пор, пока участник не определится с только что показанной парой слов и не нажмет кнопку как можно быстрее и точнее.
- Скажите участникам заранее, что им нужно судить, является ли пара слов семантически связанной в задаче семантического суждения и является ли фонология одинаковой в задаче фонологического суждения.
- Настройка сеанса практики: Создайте две группы практики, чтобы включить задачи семантического суждения и фонологического суждения, соответственно, с не менее чем 10 парами слов для каждой задачи. Сообщите участникам, что они могут повторить упражнения, чтобы убедиться, что точность в тренировке составляет более 70%.
- Формальная установка эксперимента: разделите весь эксперимент на 6 блоков, при этом задача семантического суждения и задача фонологического суждения составляют половину.
- Убедитесь, что в каждом блоке нет повторяющихся целевых слов и что количество типов прайминга в каждом блоке одинаково. Кроме того, организуйте несколько испытаний наполнителей, чтобы уменьшить отклонение ответа, вызванное неравным количеством тестов, требующих положительных или отрицательных реакций.
- Рандомизируйте порядок элементов в каждом блоке и уравновесьте порядок блоков среди субъектов.
ПРИМЕЧАНИЕ: Весь эксперимент также можно разделить на восемь или десять или более блоков в зависимости от количества экспериментальных материалов, которые должны быть подготовлены, что сводит к минимуму повторение целевых слов в каждом блоке.
2. Подготовка эксперимента и электрофизиологическая запись
- Наберите праворуких носителей китайского языка с нормальным зрением, которое, возможно, было ранее исправлено.
- Исключить участников с любыми неврологическими или психиатрическими заболеваниями.
- Обеспечить сбалансированное количество участников женского и мужского пола в желаемом возрастном диапазоне (18-28 лет).
- Убедитесь, что у участников не было истории химической завивки или окрашивания волос в течение последних двух месяцев.
- Сообщите участникам, что им нужно будет иметь достаточное время для сна и отдыха до начала эксперимента25.
- При участии в эксперименте, пожалуйста, убедитесь, что участники находятся в здоровом состоянии на момент проведения эксперимента.
- Когда участник прибывает в лабораторию, представьте экспериментальное оборудование, задания и временные затраты. Объясните требования (например, не быть сонным, двигаться и моргать), чтобы помочь им понять весь процесс и устранить ненужные заботы.
- Если у участника нет других вопросов об эксперименте, попросите его заполнить Эдинбургскую форму запроса руки, которая используется для подтверждения того, что все участники имеют одинаковые праворукие привычки.
- Предоставьте участникам форму информированного согласия и попросите их внимательно прочитать и подписать. Если у участников есть вопросы о содержании формы согласия, предоставьте им необходимые пояснения.
- Проинструктируйте участника правильно очистить кожу головы и высушить волосы в лаборатории. В ожидании участников, пожалуйста, подготовьте все экспериментальные материалы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Сигнал электроэнцефалограммы (ЭЭГ) усиливается с помощью системы усилителей с полосой пропускания от 0,01 до 100 Гц и непрерывного отбора проб при частоте 500 Гц. - Предложите участникам удобно расположиться на стуле в камере, где будет проводиться эксперимент. Проинструктировал их не двигать стулом.
- Используйте ватные тампоны и скрабы для лица для очистки кожи под левым глазом участника (для вертикального электроокулографического электрода), возле наружного канта правого глаза (для горизонтального электроокульографического) и вокруг правой и левой сосцевидных костей (для Tp9 и Tp10, которые будут использоваться в качестве новых автономных ссылок).
ПРИМЕЧАНИЕ: Распределение электродов может варьироваться в зависимости от используемых колпачков. - Поместите эластичный колпачок на голову участника и убедитесь, что электрод Cz находится в центре верхней части головы. Закрепите ремешок крышки электрода под подбородком с осторожностью, чтобы он не был слишком плотным или слишком свободным.
- Убедитесь, что колпачок и усилитель подключены к системе записи. Затем переключите записывающее программное обеспечение на интерфейс мониторинга импеданса.
- Убедитесь, что импеданс всех электродов не превышает 5 кОм или 10 кОм, начиная с опорных (Ref) и заземляющих (Gnd) электродов.
- Пропустите шприц, наполненный проводящим гелем, через небольшое отверстие электрода к коже головы, а затем протолкните поршень, чтобы ввести небольшое количество проводящего геля в кожу головы, стараясь не вызвать переполнение. В то же время контролируйте систему отображения, которая отображает импеданс в режиме реального времени, пока импеданс не упадет до порогового значения.
- После того, как электроды Ref и Gnd подготовлены, уменьшите импеданс других электродов таким же образом. Тщательно обработайте снижение импеданса глазного электричества.
- Заклейте небольшие отверстия на одной стороне двух электроокулографических электродов, чтобы предотвратить утечку вводимого проводящего геля. Закрепите их лентой на нижней части левого глаза и внешней кантусе правого глаза.
- После того, как все электроды подготовлены, проинструктируйте участников быть готовыми к эксперименту. Проинструктируйте участников расслабиться и избегать чрезмерного моргания глаз и движения тела во время эксперимента.
- Представьте стимул через демонстрационную программу стимула и позвольте участникам практиковаться в разделе практики.
ПРИМЕЧАНИЕ: После тренировки участники могут задавать вопросы, если у них есть какие-либо сомнения или вопросы о том, как действовать дальше. - Начните формальный эксперимент и запишите информацию ЭЭГ. Контролируйте систему записи во время записи. Если электрод ослаблен или сопротивление превышает порог, заправьте электрод, когда участник отдыхает.
ПРИМЕЧАНИЕ: Участники могут отдыхать в течение 4-10 минут после каждого блока. - После завершения эксперимента сохраните сигнал ЭЭГ и выключите оборудование, такое как система записи и усилитель. Затем снимите шапочку участника и попросите участника смыть проводящий гель с волос и кожи. Наконец, наградите участников и поблагодарите их за сотрудничество.
3. Предварительная обработка ЭЭГ
- Используйте полуавтоматическую коррекцию глаз с независимым анализом компонентов.
- Вычислите ERP-сигналы от 100 мс до 600 мс после начала целевого слова (базовый уровень 100 мс перед целевым показателем).
- Установите полосовую фильтрацию ЭЭГ в автономном режиме от 0,05 до 30 Гц (режим нулевого сдвига фазы, 24 дБ/окт).
- Отбросьте эпохи, превышающие ±80 мкВ, путем отторжения артефактов и исключите испытания ошибочных ответов.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Этот протокол был использован в недавнем исследовании для изучения роли фонологии в китайском двухсимвольном распознавании соединений и для вывода модели распознавания слов26. Все стимулы, использованные в этом исследовании, были полностью раскрыты26. На основе глобальной мощности поля (GFP) были выбраны три временных окна: при 100-150 мс, 160-280 мс и 300-500 мс для компонентов N1, P200 и N400 соответственно26. Средние амплитуды вышеуказанных двух временных окон были проанализированы путем анализа повторных измерений дисперсии (ANOVA) и частоты (низкая и высокая), типа отношений (фонологически или семантически связанных или не связанных) и боковых областей (левое и правое полушария × передние, средние и задние области = шесть областей в общей сложности) или электродов средней линии (Fz, Cz, Pz), которые были тремя вовлеченными факторами внутри участника. Более подробные результаты и графики можно найти в Wang et al. (2021)26.
Результаты ERP для задачи семантического суждения
Период 100-150 мс (N1)
Для электродов средней линии ANOVA дала основной эффект частоты [F(1, 23) = 9,451, P = 0,005, ƞ2p = 0,291], что указывает на то, что высокочастотные пары вызывают значительно более отрицательную форму сигнала, чем низкочастотное состояние. ). Аналогичный значительный основной эффект частоты наблюдался и на боковых участках. Кроме того, для высокочастотных пар также наблюдался значительный основной эффект типа отношений [F(1, 23) = 8,826, P = 0,007, ƞ2p = 0,277], показывая, что несвязанные пары вызывают значительно более отрицательную форму сигнала, чем омофонное условие. Аналогичный значительный основной эффект типа отношений для высокочастотных пар наблюдался и в левом полушарии.
Период 160-280 мс (P200)
Для электродов средней линии ANOVA дала основной эффект частоты [F(1, 23) = 5,546, P = 0,027, ƞ2p = 0,194], что указывает на то, что низкочастотные пары вызвали значительно более положительную форму сигнала, чем высокочастотное условие. Никаких других значимых эффектов или взаимодействий в электродах средней линии не наблюдалось. Более того, основной эффект частоты также был обнаружен на боковых участках.
Период 300-500 мс (N400)
В окне времени 300-500 мс ANOVA дала значительный основной эффект типа отношения [F(1, 23) = 27,783, P < 0,001, ƞ2p =0,547]в электродах средней линии, показывая, что мишень, загрунтованная омофонами, вызывала значительно меньшую отрицательную амплитуду, чем несвязанное состояние (см. Рисунок 1). Аналогичный значительный основной эффект типа отношений наблюдался на боковых участках.
Рисунок 1:Большие средние потенциалы, связанные с событиями, в ответ на целевые слова, от репрезентативных электродов (Fz, Cz, Pz), для гомофонических и контрольных пар в семантической задаче. Этот рисунок, взятый из Wang et al. (2021)26,показывает, что в задаче семантического суждения пары омофонов высвобождали меньшие компоненты N400, чем нерелевантные условия независимо от высоких и низких частот. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Результаты ERP для задачи «Суждение о омофоне»
Период 100-150 мс (N1)
Не было обнаружено значимого эффекта или взаимодействия в электродах средней линии или боковых участках.
Период 160-280 мс (P200)
На передних лобных электродах не наблюдалось значимого основного эффекта для типа отношения или частоты(ps > .1). Однако был обнаружен значительный интерактивный эффект между частотой и типом отношения [F(1, 23) = 7,951, P = 0,010, ƞ2p = 0,257]. Дальнейший анализ показал, что влияние типа отношений было значительным только в низкочастотных условиях на передних лобных электродах (FPz: P = .055; FP1: P = 0,027; FP2: P = 0,004; AF3: P = 0,060; AF4: P =.021; AF8: P =.009), что указывает на то, что во временном окне P200 сигнал ERP был значительно более положительным в семантически связанных условиях, чем в несвязанных условиях (см. Рисунок 2).
Кроме того, анализ показал, что эффект частоты был значительным в двух областях (левый центральный: F(1, 23) = 4,506, P = 0,045, ƞ2p = 0,164 и левый задний: F(1, 23) = 10,470, P = 0,004, ƞ2p = 0,313).
Рисунок 2:Большие средние событийные потенциалы в ответ на целевые слова от шести передних фронтальных электродов (Fpz, Fp1, Fp2, AF3, AF4, AF8) для семантически связанных и управляющих пар низкой частоты в задаче омофона. Эта цифра, взятая из Wang et al. (2021)26,показывает, что в задаче фонологического суждения низкочастотные семантические связанные слова высвобождают более положительный компонент P200, чем несвязанные слова. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Период 300-500 мс (N400)
Во временном окне N400 был обнаружен значительный основной эффект типа отношения [F(1, 23) = 9,082, P = 0,006, ƞ 2p =0,283]в электродах средней линии, что указывает на то, что мишень, загрунтованная семантически связанными словами, высвобождала значительно меньшую отрицательную амплитуду, чем несвязанные простые числа (см. Рисунок 3). Кроме того, значительный основной эффект типа отношений наблюдался на боковых участках.
Рисунок 3:Большие средние потенциалы, связанные с событиями, в ответ на целевые слова, от репрезентативных электродов (Fz, Cz, Pz), для семантически связанных и контрольных пар в задаче омофона. Этот рисунок, взятый из Wang et al. (2021)26,показывает, что в задаче фонологического суждения семантически связанные пары высвобождали меньшие компоненты N400, чем нерелевантные условия независимо от высоких и низких частот. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Экспериментальные результаты и значимость:
Цель этого протокола состояла в том, чтобы сделать следующий вывод: 1) является ли модель распознавания слов моделью прямой передачи или интерактивной моделью и 2) взаимодействием между фонологическими и семантическими паттернами в китайском двухсимвольном комплексном распознавании высокой и низкой частоты при различных задачах. Принята интерференционная парадигма задачи фонологического и семантического сопоставления с использованием метода ERP. Ответы ERP, которым предшествовали омофоны и несвязанные слова с целями, сравнивались в задачах семантического суждения, которые не требовали априорной фонологической обработки, чтобы выявить, когда и влияет ли фонология на семантическую обработку. Аналогичным образом, для задач фонологического суждения, которые не требовали априорной семантической обработки, ответы ERP целевых слов, вызванных семантическими и несвязанными словами, сравнивались, чтобы выявить, мешает ли семантика фонологической обработке. Далее по латентности соответствующих ERP-компонентов сравнивали относительный временной ход семантической и фонологической обработки, проверяли влияние частоты слов на такие паттерны обработки.
Наши результаты показали, что цель, загрунтованная семантически связанными прецедентами в фонологической задаче, и цели, загрунтованные омофонами в задаче семантического суждения, вызвали значительно менее отрицательный компонент N400, чем несвязанные предшествующие, независимо от частоты слов. Следовательно, для высокочастотных слов данные свидетельствуют о том, что семантическая активация происходит раньше или, по крайней мере, не позднее фонологической обработки при распознавании китайских двухсимвольных соединений в различных задачах. Кроме того, индуцированный компонент P200 низкочастотных пар слов был значительно более положительным, чем у высокочастотных пар слов как в семантических, так и в фонологических задачах. Другие исследования также пришли к выводу, что ранние компоненты ERP могут быть чувствительны к частоте слов27,28. Самые ранние эффекты N1 и P200 также могут быть, по крайней мере частично, связаны с семантической обработкой предыдущего слова. Однако для низкочастотных слов в задаче фонологического суждения было обнаружено, что семантически связанные пары высвобождают значительно больший P200, чем контрольное условие. Напротив, было обнаружено, что P200, вызванный низкочастотными семантически связанными парами слов, был значительно более положительным, чем условия низкочастотного контроля в фонологических задачах суждения. Этот результат, по-видимому, нетрудно объяснить для низкочастотных слов, так как фонологическая активация ожидается в задачах фонологического суждения, но очевидный компонент P200 был вызван семантическими прецедентами, что вновь укрепило гипотезу о том, что семантическая обработка может произойти не позднее фонологической обработки.
Приведенное выше взаимодействие между семантикой и фонологией подтвердило модель взаимодействия распознавания слов, которая предполагала, что система может быть полностью интерактивной, с низкоуровневой информацией, перетекающей снизу вверх ко всей лексической информации, и высокоуровневой информацией, протекающей сверху вниз, чтобы сформировать раннюю визуальную обработку текста1. Кроме того, P200, вызванный частотными эффектами в двух задачах, также подтвердил предположение о том, что лингвистическая информация более высокого уровня может уже оказывать свое влияние во время ранней обработки. Обратите внимание, что взаимодействия, обнаруженные в двух задачах, независимо от высоко- и низкочастотных условий, поддерживали автоматический и, возможно, обязательный доступ к фонологии и значению во время чтения. Однако конкретное время, в которое происходило это взаимодействие, могло зависеть от задачи и частоты. Например, для низкочастотных слов было установлено, что взаимодействие происходило во временном окне P200 в фонологической задаче, в то время как во временном окне N400 в задаче семантического суждения. Тем не менее, для высокочастотных слов взаимодействие наблюдалось во временном окне N400 как для семантических, так и для фонологических задач. В заключение, текущие результаты предполагают автоматическое взаимодействие семантики и фонологии независимым от задачи образом, учитывая, что интерактивное время и режим могут зависеть от задач, частоты и т. Д.
Эффективность метода
В целом, эта интерференционная парадигма может более всесторонне исследовать способы взаимодействия фонологической и семантической обработки. Наши эксперименты включали задачи фонологического сопоставления, которые не требуют априорной семантической обработки, и задачи семантического сопоставления, которые не требуют априорной фонологической обработки. Таким образом, влияние семантики на фонологическую обработку или влияние фонологии на семантическую обработку можно наблюдать более отчетливо. Кроме того, поскольку фонология или семантика прецедентов и целевого слова должны быть сопоставлены в обеих задачах, фонология или семантика принудительно активируются в двух задачах. Поэтому, если и возникнет какой-либо интерференционный эффект, то он будет более очевидным. Распространенным методом изучения распознавания слов является лексическая задача принятия решения, которая включает в себя условия прайминга. В частности, ему нужно только судить, является ли целевое слово реальным словом или псевдословом. Во-первых, семантическая активация лексических задач решения может быть недостаточно сильной, а во-вторых, задача одного суждения не может исследовать режим взаимодействия при разных задачах. Поэтому интерференционная парадигма двух задач может быть более подходящей для изучения модели распознавания слов. Для двух различных задач интерференционной парадигмы одна должна сильно активировать семантическую обработку, а другая должна сильно активировать фонологическую обработку, что в большей степени способствует изучению того, является ли взаимодействие между фонологией и семантикой независимым от задачи и как взаимодействовать при различных задачах.
Будущие применения техники
Настоящий протокол был первым, который использовал парадигму интерференции для изучения семантического доступа к китайским двухсимвольным соединениям высокой и низкой частоты. В настоящее время парадигма двухцелевой интерференции редко появляется в исследованиях распознавания слов в алфавитных языках. Таким образом, этот метод может предоставить новую возможность для разных языков, характеризующихся различными отношениями между орфографией, фонологией и семантикой, исследовать модели распознавания слов.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конкурирующих финансовых интересов.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана Главной программой Национального фонда естественных наук Китая (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).
