Langage : Le N400 en incongruité sémantique

Compréhension du langage implique des processus cognitifs complexes, et, étant donné le nombre incroyable de choix de mot et des arrangements qui peuvent former une seule phrase — le cerveau doit être en mesure de distinguer les combinaisons cohérentes et incohérentes.

Compréhension d’une personne d’une phrase, si parlé — comme quand une mère dit à son fils qu’elle va au magasin, ou par écrit dans un livre, dépend, en partie, de ce que le cerveau anticipe le mot suivant dans la séquence d’être.

Par exemple, si quelqu'un commence à lire « c’était une sombre et orageuse... » au début d’un livre, il est prévu que « nuit » sera l’expression suivante.

Cependant, des mots parfois inattendus sont produisent — comme «.. .et le savant fou peignait son laboratoire le raton laveur de couleur... "— qui perturbent le sens de la phrase.

Dans ce cas, le terme anomal est raton laveur, puisqu’il renvoie à un type d’animal, plutôt qu’une couleur attendue, comme le noir.

Ces incongruités sémantiques — les phrases insensées — susciter uniques signaux électriques dans le cerveau — réponses appelés potentiels liés à l’événement, ERP en abrégé — qui peut donner un aperçu de comment le cerveau récupère la définition d’ou recycle, le mot gênant pour tenter de comprendre la phrase.

Cette vidéo explique comment la technique de l’électroencéphalographie, ou EEG, peut être utilisée pour mesurer les ERPs lors de tâches d’incongruité sémantique, dans laquelle les participants sont présentés les phrases se terminant par les mots inattendus.

Nous montrent comment concevoir des stimuli et de recueillir et d’analyser des données, en se concentrant spécifiquement sur un composant unique d’ERPs, nommé N400 pour tenir compte de ses caractéristiques.

Dans cette expérience, EEG sert à mesurer l’activité cérébrale chez les participants ont montré un stimulus sémantiquement cohérent et incohérent, afin d’enquêter sur la compréhension et le traitement du langage.

Ces stimuli sont constitués de trois types de phrases : congruente, incongru et taille déviants. Bien que chacun est composé de sept mots, elles diffèrent par la nature de leur dernier mandat.

Les derniers mots dans les phrases congruente, comme « Elle a rayé son chien derrière son oreille., » posent pas de problèmes avec les sens et apparaissent dans le même type de police — et taille — comme ceux qui le précède.

Ce qui est important, ces phrases servent de commandes afin d’évaluer comment le cerveau réagit aux combinaisons de mots cohérents.

En revanche, phrases incongrus, comme « Elle a plongé son doigt de poulet en bottes, » possèdent des derniers termes qui sont sémantiquement anormales.

Bottes ici, est en conflit avec le sens du reste des mots, il est prévu que les doigts de poulet seraient être trempés en condiment comme moutarde, pas dans les vêtements. Ainsi, ces stimuli évaluer comment surprenant langage incohérent est traitée.

Le dernier type de phrases sont appelées taille déviants et contiennent les derniers mots qui surprennent en apparence — ils sont dans une police plus grande, mais pas de congruence.

Par exemple, si dans la phrase « il a mis sa main dans sa mitaine., » la moufle de terme est écrit en lettres plus grand, il fait toujours sens sémantique.

Ces stimuli est essentiels, car ils sont destinés à distinguer si la réponse du cerveau au dernier mot dans une phrase est le résultat de la surprise générale, le choc d’une taille de texte incompatible — ou est spécifique aux significations inattendues.

Après que les participants sont préparés pour EEG, ils sont invités à lire attentivement les phrases qui apparaissent sur un écran d’ordinateur, comme les questions seront posées à leur sujet par la suite.

En réalité, aucun questionnaire n’est donné à la fin de l’expérience ; Toutefois, ces instructions s’assurer que les sujets accordera une attention aux stimuli à venir.

Au cours de la tâche, les participants apparaissent séquentiellement — dans le bon ordre — les sept mots qui composent une seule phrase.

Chaque terme apparaît individuellement au centre du moniteur — pour réduire les mouvements oculaires qui pourraient interférer avec la collecte des données — pour 100 ms et est suivi par 1000 ms d’écran vide.

Informations de l’EEG sont enregistrées en continu sur 120 ces essais, dont chacun est constitué d’une unique phrase. Plus précisément, des stimuli sont présentés à la même fréquence — 40 fois — mais dans un ordre aléatoire. Puis, la tâche se répète une deuxième fois, afin que les participants doivent lire un total de 240 phrases au total.

Par la suite, les données EEG sont traitées afin de visualiser les ERPs moyens pour chaque type de phrase, de chaque électrode — scientifiques, recherchez le composant N400 dans ces formes d’onde.

Le « N » à ce terme indique que le pic est négatif, et le « 400 » représente sa latence — qu’elle se produit environ 400 ms après le dernier mot stimulus est montré au participant.

Basé sur l’expérience acquise, il est prévu que l’amplitude de N400 augmentera en réponse aux événements sémantiquement incompatibles et enregistrera de toutes les électrodes du cuir chevelu.

Cependant, cette réponse sera probablement plus importante à l’électrode Pz, positionné dans la ligne médiane du cuir chevelu au-dessus les lobes pariétaux — régions dont sont connues pour être impliqués dans le traitement et l’intégration de la langue écrite.

Avant de commencer l’expérience, recruter un participant qui est une langue maternelle anglaise et leur expliquer les deux principales composantes de la procédure : qu’ils porteront des électrodes et montrés des phrases sur un écran d’ordinateur. Ensuite, recueillir d’eux tous des nécessaires, ont signé les formulaires de consentement.

Ensuite, équipez le participant avec les électrodes du cuir chevelu et le visage. Pour plus de détails sur cette procédure, consultez les méthodes décrites ailleurs dans cette collection. Une fois dans l’espace test, vérifier les valeurs d’impédance entre toutes les électrodes.

Après avoir confirmé que les traces de l’EEG sont nulles du bruit, demandez aux participants de s’asseoir pour que leurs yeux sont environ 75 cm de l’écran.

Soulignons qu’ils doivent lire et demande une attention particulière les phrases qui apparaissent mot par mot sur cet affichage, comme les questions seront posées sur leur contenu plus tard.

Pour s’assurer que le participant comprend la tâche, leur montrer dix phrases pratiques, mais ne recueillent pas de données pendant cette période. Ensuite, démarrez le système d’EEG pour commencer l’enregistrement continu.

Procéder à la tâche fonctionnelle en présentant 120 essais — consistant en 40 40 congruente, incongru et des phrases de déviants-taille 40 — dans un ordre aléatoire. Ensuite, répétez cette procédure avec un jeu supplémentaire de 120 stimuli afin de garantir que suffisamment de données est collectées.

Lorsque les données ont été enregistrées pour tous les 240 stimuli, traitez-la comme décrit dans la vidéo de ERP et la tâche de l’excentrique de JoVE.

Pour analyser les données, tout d’abord tracer les formes d’onde moyennes pour le timecourses de congruente, incongrus et deviant-taille des stimuli récoltées dans le site d’enregistrement de Pz. Sur l’axe des abscisses du graphique — représentant le temps en ms — indiquer quand chaque mot dans une phrase s’affiche.

Par la suite, repérez les pics N400 et pour chacun, calculer son amplitude moyenne, définie comme la distance entre le point le plus bas de la crête et la valeur de référence de 0 µV, également représenté par l’axe horizontal.

Ensuite, calculez le temps de latence de cette composante — combien de temps en ms il faut pour qu’il apparaisse dans la forme d’onde après le dernier mot dans une phrase s’affiche.

Pour les gammes de ces amplitudes et les latences, passez à utiliser F-tests pour déterminer s’il existe une différence entre la cible et le contrôle des stimuli.

Notez que la réponse de N400 n’était observée après les participants ont montré le dernier mot d’une phrase incongrue, indiquant que cet événement électrique reflète traitement neural — impliquant en particulier les lobes pariétaux — qui identifient une interruption dans le traitement de la peine causée par un terme incohérent.

Ce qui est important, bien que N400 n’a pas été observée dans les formes d’ondes recueillies à l’aide de stimuli déviants-taille, une autre composante unique — P560, une crête positive avec une latence de 560 ms — fut.

Cela indique que le cerveau réagit différemment aux stimuli visuels inattendus et termes sémantiquement incompatibles et suggère que N400 est une signature électrique unique de l’incongruité de la langue.

Maintenant que vous savez comment incohérence sémantique peut être utilisé pour obtenir le composant N400 en ERP, penchons-nous sur les chercheurs examinent ce signal électrique unique pour l’étude de traitement du langage et de la compréhension d’autres façons.

Certains chercheurs visent à déterminer quelle développe la capacité d’identifier le langage incohérent, et si cette compétence change avec l’âge.

Ce travail a impliqué montrant des enfants en bas âge — équipés de bouchons EEG — représentations d’objets reconnaissables, comme un appareil photo.

Cependant, l’astuce est que lorsque l’enfant regarde cette représentation, ils vous dit c’est quelque chose de différent, par exemple, un chat. Ainsi, c’est une version modifiée de la tâche de l’incongruité sémantique, comme la langue parlée ne correspond pas à la signification de l’élément visible.

Mesures des réponses électriques du cerveau à ces tâches ont démontré que les enfants présentent une réponse accrue de N400-esque de paires mot-élément incongru — qui dure pendant plusieurs centaines de ms — par rapport aux ensembles congruente.

Ce qui est important, cela donne à penser que, même à un âge précoce, les humains sont capables d’identifier et de traiter une incongruité sémantique.

D’autres chercheurs évaluent si ERP peut être utilisé pour mieux comprendre les déficits de langue associés à certains troubles de la personnalité, tels que la schizophrénie.

Paradoxalement, les travaux antérieurs ont montré que personnes ayant prononcé la schizophrénie-comme des caractéristiques, comme l’anxiété ou l’incapacité à éprouver du plaisir, démontrent une réponse de N400 accrue aux paires de mots congruente — comme animal et chèvre — par rapport aux personnes avec des symptômes plus légers.

Toutefois, lorsque ces participants ont été traités avec un médicament antipsychotique appelé olanzapine, l’amplitude de cette composante N400 causées par congruence a diminué par rapport aux individus reçus un placebo, suggérant une possible thérapie qui pourrait traiter le discours décousu parfois observé dans ces troubles.

Vous avez juste regardé vidéos de JoVE sur comment congruente et incongrus phrases peuvent être utilisées pour enquêter sur le traitement automatique des langues. À ce stade, vous devez savoir comment présenter des stimuli aux participants et de recueillir et d’interpréter des données ERP. Nous espérons que vous comprenez maintenant comment le composant N400 sert à étudier les autres aspects de compréhension du langage, tels que comment il peut être affecté à des troubles du comportement.

Merci de regarder !