Summary
Vi præsenterer en protokol til at adskille de sammenflettede faktorer for Integrative vanskeligheder og uforventelighed i semantisk unormale sætninger ved at anvende flere gentagelser for at forbedre deltagerens forventede for unormale sætninger. Dissociationen hjælper med at undersøge den største bidragyder af fremkaldte Event-relaterede potentialer (ERP) effekter såsom N400 i sprogstudier.
Abstract
De forstyrrende faktorer af uforventelighed og semantisk integration vanskeligheder naturligt opholder sig i unormale sætninger i sproglige undersøgelser gør det vanskeligt at bestemme den underliggende behandling mekanisme af ERP-komponenter. I modsætning til den traditionelle statiske tilgang til at manipulere forventet gennem Corpus frekvens eller nærhed sandsynlighed, denne protokol foreslår en dynamisk metode til at øge deltagernes forventede forventning for sjældent-mødte unormale sætninger af flere gentagelser, mens at opretholde deres semantiske integrationsvanskeligheder. For at imødegå den tid omkostningsstigning som følge af flere gentagelser, denne protokol foreslår at gentage kun den strengt forenklede kerne struktur udvundet fra den unormale sætning, før de præsenterer semantisk beriget, meget mere informativ Fuldfør unormal sætning, der indeholder den unormale kerne struktur, for at starte den semantiske integrations behandling igen. Den fuldstændige afvigende sætning fremkaldte en P600 effekt. Det foreslås, at deltagerne ikke opgiver behandlingen af de afvigende oplysninger efter gentagelser, og at den samme semantiske integrations vanskelighed blev genopført. Det er vigtigt, at de repræsentative eksperimentelle resultater afslører, at den stærkt svækkede N400 effekt forårsaget af flere gentagelser ikke blev genfundet ved den opfølgende genoptog semantiske integrationsvanskeligheder. Det tyder på, at den svækkede N400 effekt primært bør tilskrives forbedringen af den forventede forventning om afvigende oplysninger ved flere gentagelser. De eksperimentelle resultater viser, at denne metode effektivt kan forbedre deltagernes forventede levetid for unormale sætninger, samtidig med at den semantiske integrations vanskelighed bevares.
Introduction
Unormale sætninger er almindeligt anvendt af lingvister til at studere online kognitiv behandling af normale sprog. For eksempel, i Event-relaterede potentialer (ERP) undersøgelser, sætninger med semantiske anomalier (f. eks, "han sprede det varme brød med sokker.") blev rapporteret at fremkalde en N400 Effect1 (men også se nogle andre undersøgelser, der rapporterer en semantisk P600 effekt 2 , 3), mens sætninger med syntaktiske vanskeligheder eller anomalier (f. eks. "kvinden overtalte til at besvare døren...") blev rapporteret at fremkalde en P600 effekt4,5. Disse elektrofysiologiske komponenter er almindeligt anvendt som pålidelige indikatorer til at undersøge de normale tidsmæssige kurser i behandling af oplysninger fra forskellige aspekter af sprog, såsom syntaks og semantik.
Unormale sætninger skaber store vanskeligheder for semantisk integrations behandling under forståelsen. Men, forstyrrende faktorer såsom uventethed (dvs. enhver unormal udtryk er naturligvis et uventet udtryk) gør det vanskeligt at bestemme den sande kognitive proces underliggende den observerede effekt fremkaldt af unormale sætninger. For eksempel, hvis en N400 effekt er fremkaldt af en unormal sætning, er det uklart, om det er forårsaget af uventethed6,7,8 eller Integrative sværhedsgrad1,9,10 .
For at fastslå, om det er forventet eller semantisk integrationsvanskeligheder, der bidrager til den fremkaldte elektrofysiologiske virkning, er vi nødt til at adskille disse to faktorer. Traditionelt måles den forventede gennemsnitsalder ofte af corpus-frekvensen (i ordundersøgelser) eller sandsynligheden for nærhed (i sætnings studier). Den udbredte metode til at manipulere forventet i traditionelle eksperimenter er ved at vælge stimuli med høj og lav score i forventning til at danne forventede og uventede grupper. Denne metode er effektiv til at manipulere forventet og har produceret rigelige indsigtsfulde resultater.
Men som en statisk tilgang til at manipulere forventet, det har en begrænsning: det er svært for de forventede og uventede grupper til at have den samme semantiske integration vanskeligheder. Med denne manipulation skal de stimuli, der udvælges til de forventede og uventede grupper, være forskellige. således ændres den semantiske integrations vanskelighed, når vi manipulerer forventet ved hjælp af forskellige stimuli med forskellige forventede værdier eller nærhed sandsynligheder). Mens vi kan finde uventede, men rimelige udtryk (dvs. uventede udtryk, der består af ord, som kan integreres med succes i et fornuftigt budskab), er det muligt, at den Integrative indsats, der kræves af disse uventede, men rimelige udtryk er forskellige fra dem, der kræves af normale udtryk. Hvis forskellene ikke er kontrolleret, betydelige forskelle i hjernen svar kan opstå, som klare beviser viser, at den Integrative behandling af uventede, men rimelige nye metaforiske udtryk udløser hjernen svar helt anderledes fra dem, der udløses af konventionelle metaforer11,12.
For at løse dette problem foreslår vi en ny metode til dynamisk at forbedre deltagernes forventede levetid for unormale sætninger, mens vi forsøger at opretholde den semantiske integrations vanskelighed. Specifikt, vi hurtigt stifte bekendtskab med ukendte unormale sætninger og dermed øge deres forventede gennem flere gentagelser. Vigtigere, flere gentagelser ikke ændre stimulus selv; Derfor er de semantisk afvigende oplysninger i sig selv uændrede (dvs. at det kritiske ord stadig ikke kan integreres korrekt i konteksten).
Men hjernen kan give op integration efter at have lært, at de unormale oplysninger ikke kan integreres med succes i den foregående sammenhæng på alle (dvs., integration behandling kan være fraværende, så der ikke er nogen integrationsvanskeligheder). Derfor foreslås det i denne protokol kun at gentage de kerne anomale oplysninger, der er hentet fra den unormale sætning først, og derefter bruge den komplette anomale sætning, som indeholder identiske unormale oplysninger som en semantisk version af denne kerne anomale information, at indlede ny semantisk integration behandling i gentagelsestilstand. Med identiske anomale oplysninger i den semantisk berigede komplette anomale sætning og den igangsatte nye semantiske integrations behandling antager vi, at den semantiske integrations vanskelighed udløst af de unormale oplysninger i den komplette unormal sætning efter flere gentagelser bør forblive næsten den samme som den, der udløses af de unormale oplysninger før gentagelser (uanset status for semantisk integrations behandling under gentagelser). Derfor antager vi, at den semantiske integrations vanskelighed i de semantisk berigede komplette, unormale sætninger forbliver den samme efter gentagelser som i de tilsvarende forenklede kerne strukturer, men den forventede levetid er stærkt forbedret.
Baseret på disse antagelser sammenligner vi den N400 effekt, der er fremkaldt af semantisk berigede komplette anomale sætninger, som indeholder de gentagne kerne anomale oplysninger med den, der er fremkaldt af nyligt mødte komplette unormale sætninger, for at undersøge de store bidragyder af denne fremkaldte ERP-effekt. Arbejdshypoteserne er følgende: Ifølge tidligere undersøgelser vil N400-effekten blive betydeligt svækket af gentagelser. På grundlag af den svækkede N400, hvis den nyligt indledte semantiske integration af de samme unormale oplysninger medfører, at den svækkede N400 virkning genfindes på et niveau svarende til det, der er fremkaldt af den samme type afvigende oplysninger, der er indeholdt i nyopfyldte afvigende sætninger uden gentagelser, så antyder det, at den semantiske integrations vanskelighed er den dominerende bidragyder til den fremkaldte N400 effekt; ellers antyder det, at uforventelighed er den største bidragyder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Denne protokol blev godkendt af den institutionelle revisions bestyrelse på Tsinghua Universitet.
1. stimuli byggeri
- Konstruere kritiske anomale sætninger for gentagelsen og ikke-gentagelsen grupper
- Forbered et passende antal korrekte sætninger til opførelse af unormale sætninger (ikke mindre end 40). For eksempel, "disse to komponenter blev adskilt af en centrifugal enhed." Prøv kun at bruge følelses frie sætninger så meget som muligt.
- Konstruer unormale sætninger baseret på de korrekte sætninger, og Tildel derefter halvdelen til gentagelses gruppen og halvdelen til den ikke-gentagende gruppe.
- For eksempel allokere sætningen "disse to komponenter blev particidoblet af en centrifugal anordning" til gentagelsen gruppe og "disse to komponenter blev semicoloned af en centrifugal anordning" til ikke-gentagelse gruppe. Sikre, at de to grupper af unormale sætninger er meget sammenlignelige i elementer som plausibilitet, overtrædelse type og længde.
- Bland alle unormale sætninger med en gruppe af normale sætninger (dvs. sætninger uden integrationsvanskeligheder) på en tilfældig måde at danne en liste over normale og unormale sætninger.
- Inviter en gruppe indfødte (ikke mindre end 30 personer) til at score accepten af de unormale sætninger ved hjælp af en skala på 1 – 7 point, med en høj værdi, der repræsenterer høj acceptabilitet.
- Vælg nok par af passende unormale sætninger (ikke mindre end 35) til brug som stimuli baseret på acceptabilitet scores. Unormale sætninger bør være så lave som muligt i accepten (f. eks. med scorer, der er lavere end 2). Sørg for, at de to unormale sætnings grupper ikke er signifikant forskellige i det acceptable resultat (gentagen analyse af variansen anbefales).
- Forbered tilsvarende stimuli for disse kritiske unormale sætninger for gentagelser
- For gentagelsen gruppe, uddrag de centrale unormale elementer fra den komplette anomale sætning til at danne en kerne struktur for gentagelse (f. eks, for at studere N400 effekt, udtrække de centrale elementer, der forårsager semantisk inkongruity).
- Sikre, at kun de mest forenklede kerne anomale elementer holdes (dvs. fjerne alle oplysninger, der ikke er relateret til at fremkalde den effekt, der skal undersøgt). For eksempel, uddrag kun den semantisk anomale kerne struktur "komponenter blev particidoblet..." fra den komplette anormale sætning "disse to komponenter blev particidoblet af en centrifugal anordning."
- For den ikke-gentagende gruppe skal du ændre kerne strukturen, så den er forskellig fra den, der udvindes fra den komplette afvigende sætning, for at forhindre gentagelse af den unormale kerne struktur, som er indeholdt i den komplette unormale sætning (dvs. for at forberede en en anden kerne struktur for brug af gentagelser).
- For eksempel, efter udvinding af kernen struktur "komponenter blev semicoloned..." fra den kritiske anomale sætning "disse to komponenter blev semicoloned af en centrifugal anordning" i ikke-gentagelse gruppe, erstatte nøgleordet "semicoloned" i udvundet kerne struktur med et andet ord som "differet" (dvs. brug "komponenter blev differeret..." i stedet for "komponenter blev semicoloned..." for gentagelse med gruppen af ikke-gentagelser).
- (Valgfri mindre ændringer) Foretag mindre ændringer af den ekstraherede kerne struktur (f. eks. anspændt eller ental/flertalsformer), men sørg for, at den nye stadig kan fremkalde den samme effekt som den tilsvarende komplette unormale sætning.
- For eksempel, fortiden anspændt og flertalsformen i den unormale kerne struktur kan ændres yderligere til nutiden og ental form: "komponenten er particidoblet..." i stedet for "komponenter blev particidoblet."
Bemærk: det mindre modificerings trin er valgfrit. Det anbefales stærkt, at den ekstraherede unormale kerne struktur, der skal anvendes til gentagelse, har samme form og rækkefølge som kerne strukturen i den unormale komplette sætning. Formålet med den mindre ændring er at forhindre deltageren i at huske kerne strukturen som en hel enhed, således at opfølgnings præsentationen af den unormale komplette sætning bedre kan genindlede den semantiske integration. Denne protokol vælger at anvende mindre ændringer.
- For eksempel, fortiden anspændt og flertalsformen i den unormale kerne struktur kan ændres yderligere til nutiden og ental form: "komponenten er particidoblet..." i stedet for "komponenter blev particidoblet."
- Konstruere et fyld kort udtryk for hver af de ekstraherede (og modificerede) kerne strukturer i både gentagelse og ikke-gentagelse grupper. For eksempel, mønt og indføre en korrekt, men lignende fyldstof udtryk "komponent er blandet..." for den unormale kerne struktur "komponent er particidoblet..." i gruppen gentagelse.
- På samme måde, mønt og indføre en anden korrekt, men lignende fyldstof udtryk "komponent er opdaget..." for den unormale kerne struktur "komponent er differeret..." i gruppen ikke-gentagelse.
Bemærk: fyldstof korte udtryk indføres til to formål: (i) at afbalancere rigtigheden af de unormale kerne strukturer, og (II) at fungere som udgangspunkt for at observere mulige fremkaldte virkninger på forskellige gentagelses stadier (f. eks. N400 effekt ved første gang, femte gang eller tiende-tid af gentagelse), fordi selv de korrekte stimuli kan påvirkes af flere gentagelser.
- For gentagelsen gruppe, uddrag de centrale unormale elementer fra den komplette anomale sætning til at danne en kerne struktur for gentagelse (f. eks, for at studere N400 effekt, udtrække de centrale elementer, der forårsager semantisk inkongruity).
| a) eksempel på semantisk beriget fuldstændig afvigende domme og deres tidligere kerne strukturer | ||
| Gentagen kerne struktur | Semantisk beriget komplet sætning | |
| Kontrol | Disse to komponenter blev adskilt af en centrifugal anordning. | |
| Gentagelses gruppe | * Komponenten er particidoblet... | * Disse to komponenter blev particidoblet af en centrifugal anordning. |
| Gruppe, som ikke gentages | * Komponenten er differeret... | * Disse to komponenter blev semicoloned af en centrifugal anordning. |
| b) eksempel på de forenklede kerne strukturer i gentagelses delen | ||
| Usandsynlige udtryk | Plausible udtryk | |
| For gentagelses gruppe | * Komponenten er particidoblet... | Komponenten er blandet... |
| For ikke-gentagelses gruppe | * Komponenten er differeret... | Komponenten er opdaget... |
Tabel 1: eksempler på stimuli: komplette sætninger og forenklede kerne strukturer. Den øverste halvdel af tabellen viser eksempler på komplette sætninger (i kontrolgruppen, den gentagne unormale sætnings gruppe og den ikke-gentagne unormale sætnings gruppe) i hele sætningsdelen og deres tilsvarende unormale kerne strukturer, der skal anvendes i gentagelses delen den nederste halvdel af tabellen viser de unormale kerne strukturer og deres plausible fyld kort udtryk i gentagelses delen.
-
Konstruere fyldstof sætninger
- Forbered nok fyldnings sætninger for at berige sætnings typen og for at sikre, at de normale og unormale sætninger er velafbalanceret i antal.
- Vælg et antal korrekte fyldnings sætninger fra fyld sætningerne (baseret på antallet af alle kritiske anomale sætninger i gentagelses gruppen), og Opret en gentagelses del for hver af de valgte fyldnings sætninger på samme måde som at skabe gentagelsen dele til de kritiske unormale sætninger: uddrag kernen struktur fra hver korrekt fyldstof sætning og mønt et tilsvarende kort fyldstof udtryk for denne kerne struktur.
Bemærk: en gentagelse del introduceres før hver korrekt fyldstof sætning for at undgå eksponering af kritiske unormale sætninger (som også har en gentagelse del forud for dem). Efter dette trin, er der to typer af komplette sætninger: sætninger med en foregående gentagelse del (herunder alle kritiske sætninger og de valgte fyldstof sætninger indledes med en gentagelse del) og sætninger uden en forudgående gentagelse del.
2. stimuli præsentation
- Præsentation af gentagelses delen
- Den udtrukne kerne struktur og dens korrekte påfyldnings udtryk (Se tabel 1b) fremvises sammen for et bestemt antal gange (f. eks. syv gange) på en tilfældig måde (Se gentagelses delen i figur 1).
- Præsentation af den semantiske geninitiering af hele sætningen
- Fremlægge den fuldstændige afvigende sætning lige efter den tilsvarende gentagelses del (Se figur 1).
Bemærk: forskellige farver for gentagelsen del og den komplette sætning (fx mørkeblå versus mørkegrøn) vise sig nyttigt for deltagerne at skelne disse to dele. - (Valgfrie ændringer) Hvis forskeren er bekymret kun om resultaterne af den komplette sætningsdelen, så de korte udtryk kan præsenteres som en hel enhed for at spare tid.
- Fremlægge den fuldstændige afvigende sætning lige efter den tilsvarende gentagelses del (Se figur 1).
Figur 1: skematisk illustration af stimulus-præsentationen. Den øverste halvdel af figuren viser rutediagrammet for at præsentere gentagelsen del og dens tilsvarende opfølgende fuldstændig unormal sætning, den venstre side af den nederste halvdel viser den detaljerede måde at præsentere hvert kort udtryk, og den højre side af den nederste halvdel viser den detaljerede måde at præsentere hver komplet sætning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
- Opgaveindstilling for gentagelsen og den komplette sætnings del
- Giv en opgave for hver kerne struktur i gentagelsen del at holde deltagerne fokuseret, for eksempel, en plausibilitet dømme opgave (eller en lignende opgave, som kræver, at deltagerne reagerer forskelligt på forskellige kerne strukturer, f. eks, at dømme, om en tidligere har fået et udtryk).
- Vælg opgave for den komplette sætnings del, der er meget udbredt i tidligere relaterede undersøgelser (f. eks plausibilitet dømme), således at resultaterne kan sammenlignes med resultaterne af tidligere undersøgelser.
- Samlede stimuli organisation
- Præsentere hver gentagelse del (sammen med den tilsvarende efterfølgende fuld sætning) først efter en unormal sætning, og til stede efter en normal sætning en anden fuldstændig sætning (uanset om det er normal eller unormal) (Se figur 2).
Bemærk: Dette er nyttigt på to måder: (i) at give deltageren en rimelig forklaring på, hvorfor nogle sætninger indledes med en gentagelse del, men andre er ikke (f. eks en forsker kan forklare, at kun en forkert sætning vil blive efterfulgt af en gentagelse del mens en korrekt sætning vil have magt til at omgå gentagelsen del og hoppe direkte til en anden fuldstændig sætning); (II) at gøre eksperimentet mere interessant ved at undgå monotoni og dermed hjælpe deltageren med at forblive fokuseret.
- Præsentere hver gentagelse del (sammen med den tilsvarende efterfølgende fuld sætning) først efter en unormal sætning, og til stede efter en normal sætning en anden fuldstændig sætning (uanset om det er normal eller unormal) (Se figur 2).
Figur 2: organisering af stimuli i hver blok. Dette tal viser det overordnede rutediagram over programmering for alle unormale sætninger (med deres tilsvarende gentagelses dele) og de korrekte, komplette fyldstof sætninger (uden nogen forudgående gentagelses del) i hver blok. Dette tal er vedtaget fra Huang et al.14 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
3. eksperimentets forberedelse og elektrofysiologisk optagelse
- Rekruttere indfødte højttalere med normal eller korrigeret-til-normal vision og med den samme handthed (Edinburgh handtethed test kan bruges til at vælge deltagerne13). Deltagerne bør være fri for neurologiske eller psykiske lidelser, og bør ikke tage nogen medicin, der påvirker centralnervesystemet.
- Sørg for, at deltagerne ikke har nogen Perm-eller hårdyeing-historie inden for to måneder før testen. Sikre et afbalanceret antal mænd og kvinder i den krævede aldersklasse.
- Informer deltagerne om at have nok søvn og hvile før eksperimentet. Sørg for, at de er i en sund tilstand (uden hoste, feber, hovedpine, osv.), mens de deltager i forsøget.
- Når en deltager ankommer til laboratoriet, skal du introducere det udstyr og de materialer, der skal bruges i forsøget, eksperimentets procedure, opgaverne og tids omkostningerne for eksperimentet og også kravene (f. eks. bevægelse og øjen blink for at hjælpe deltageren med at få grundlæggende viden om den overordnede procedure og fjerne unødvendige betænkeligheder.
- Bed deltageren om at udfylde Edinburgh-forespørgselsformularen, hvis deltageren ikke har yderligere spørgsmål eller bekymringer om eksperimentet og indvilliger i at deltage i eksperimentet. Bekræft, at alle deltagere har samme handthed.
- Giv den informerede samtykkeformular til deltageren og Bed deltageren om at læse den omhyggeligt. Giv de nødvendige forklaringer, hvis deltageren har spørgsmål om indholdet. Når deltageren forstår og accepterer alt indholdet, skal du bede deltageren om at underskrive formularen på det angivne sted og fortsætte til næste trin.
- Instruer deltageren i at rense hovedet og tørt hår korrekt i laboratoriet. Mens du venter på deltageren, skal du holde alle de eksperimentelle materialer klar.
Bemærk: klargøring af eksperimentelle materialer afhænger af kravene i det specifikke registreringssystem. - Bed deltageren om at sidde komfortabelt i formanden for det kammer, hvor eksperimentet vil blive gennemført.
- Rengør deltagerens hud for den eller de tilsvarende elektrode (r) på panden (f. eks. for elektroderne FPZ, Fp1, Fp2, Af7, Af8) under venstre øje (f. eks. for den lodrette elektrooculografi [VEOG], i nærheden af den udvendige canthus af det højre øje (f. eks. for horisontal elektrooculografi [heog] elektrode), og omkring den venstre og højre processus knogle (f. eks, for elektroderne af Tp9 og Tp10, som vil blive brugt som nye referencer offline) med facial scrub og vatpind.
- Skrub huden forsigtigt og gør ikke deltageren føler sig ubehageligt, men også sikre, at de døde hudceller og andre stoffer såsom kosmetik fjernes.
Bemærk: fordelingen af elektroderne kan være forskellige afhængigt af de anvendte hætter. Følg fordelingen af elektroderne på hætten i brug eller vejledning fra det internationale 10-20-system af elektrodeplacering for at finde tilsvarende steder i ovennævnte områder for rensning af huden.
- Skrub huden forsigtigt og gør ikke deltageren føler sig ubehageligt, men også sikre, at de døde hudceller og andre stoffer såsom kosmetik fjernes.
- Placer den elastiske hætte med elektroderne på deltagerens hoved. Sørg for, at elektroden cz på hætten er placeret ved toppunktet af hovedet og hætten har en venstre-højre symmetri, med mellemlinje elektroder placeret over midterlinjen af hovedet.
Bemærk: Hvis elektroderne ikke er fastgjort på en hætte, Følg den internationale 10-20 system af elektrodeplacering på hovedbunden af deltageren - Har elektrode (s) optagelse øjenbevægelser placeret godt og fast. Fyld de to separate HEOG og VEOG elektrode med ledende gel, Placer dem på den ydre kanthus af det højre øje og under det venstre øje, henholdsvis og fastgør ved hjælp af tape.
Bemærk: Hvis systemet ikke kræver konduktiv gel, skal du springe gelfyldnings trinnet over. - Fastgør remmen under hagen for at forhindre, at de tilstødende elektroderne bevæger sig under eksperimentet. Remmen må ikke være for stram eller for løs. Tilslut hætten/elektroderne til optagelses systemet.
- Reducer impedansen af alle elektroder til et niveau under den bredt anvendte impedans tærskel for ERP-studier (typisk under 5 kΩ eller 10 kΩ). Dette kan gøres som følger.
- Indstil optagelses softwaren til interface til impedans overvågning.
- Start med jord (GND) og reference (ref) elektroderne.
- Pass den stump spids nål af sprøjten, der indeholder ledende gel gennem snørebåndene på elektroderne og hårs, indtil den når huden i hovedbunden, skub sprøjtens stempel for at injicere en lille dosis af den ledende gel på huden, indtil gelen forbinder metal CI cirkelfarve på elektroden og huden.
Bemærk: Vær omhyggelig med ikke at injicere for meget gel i tilfælde af, at overflødig gel forbinder tilstødende elektroder); Hvis systemet ikke kræver ledende gel, springe dette trin, men handle i overensstemmelse med kravene i systemet. - Kontroller det realtids impedans niveau, som vises i forskellige farver på skærmen, indtil impedansen falder til under tærskelværdien.
Bemærk: Hvis impedansen falder meget langsomt, kan processen blive drønede ved forsigtigt at trykke på gelen med en vatpind (eller stump nålens spids), så gelen kan have bedre kontakt med huden eller ved at lave cirkler med vatpind (eller sprøjten) uden at flytte den s tip på hovedbunden. - Når jorden og reference elektroderne er tilberedt, behandles de andre elektroder med samme metode.
Bemærk: Vær opmærksom på, at reduktions processen for impedans aldrig må få deltageren til at føle sig utilpas. Det er nyttigt at starte og vedligeholde en samtale med deltageren, mens du forbereder elektroderne.
- Bed deltageren om at blive klar til eksperimentet. Fortæl deltageren at slappe af, men også forsøge at undgå overdreven øjen lænker og kropsbevægelser under eksperimentet.
- Informer deltageren om opgaverne i gentagelsen del (dvs. at bedømme sandsynligheden af kernen struktur ved at se cue ".." efter hver kerne struktur) og opgaver i hovedsætningen del (dvs. at bedømme sandsynligheden af den fuldstændige unormale sætning ved at se cue "??" efter hver sætning), og bede deltageren om at reagere i overensstemmelse hermed i forsøget.
- Før eksperimentet begynder, skal du udtrykkeligt underrette deltageren om, at en forkert sætning vil blive fulgt af en gentagelses del og en korrekt sætning med en anden fuldstændig sætning (som kan være korrekt eller ukorrekt).
Bemærk: Dette medvirker til at dirigere deltagernes opmærksomhed på forholdet mellem gentagelsen og sætningen før den i stedet for den efterfølgende komplette sætning. - Start stimuli præsentations programmet og lad deltageren øve sig med den praktiserende sektion.
Bemærk: Sørg for, at alle typer stimuli, der indgår i eksperimentet, vises i denne øvelsessession. - Start den formelle eksperiment session og Optag de elektrofysiologiske signaler. Opdel alle stimuli i forskellige blokke, så deltageren kan tage en pause i ca. 10 minutter mellem hver blok.
- Overvåg optagelses systemet under optagelsen. Hvis der opstår problemer, så Afbryd eksperimentet og optagelsen, indtil problemet er løst korrekt.
- Gem de optagne elektrofysiologiske data, og hjælp deltageren med at tage hætten af. Instruer deltageren i at vaske den ledende gel væk på huden og håret.
- Give deltageren belønningen og takke deltageren for deres deltagelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Denne protokol blev anvendt i en af vores seneste undersøgelser for at undersøge, om N400-effekten afspejler semantisk integrations behandling14. De stimuli, der blev anvendt i denne undersøgelse, var på kinesisk, som vist i tabel 2.
| a) eksempel på de forenklede kerne strukturer i gentagelses delen | ||
| Usandsynlige udtryk | Plausible udtryk | |
| Gentagen gruppe |
*
|
 |
| * Data blev reportered af en person | Data blev lækkede af en person | |
| Ikke-gentaget gruppe |
*
|
 |
| * Data blev memoryed af en person | Data blev analyseret af en person | |
| b) eksemplet med semantisk berigede sætninger og deres tidligere kerne strukturer | ||
| Gentagen kerne struktur | Semantisk beriget komplet sætning | |
| Kontrol |  |
|
| De flyvende data blev indspillet af særlige enheder. | ||
| Gentagen gruppe |
*
|
*
|
| * Data blev reportered af en person | * De flyvende data blev reportered af særlige enheder. | |
| Ikke-gentaget gruppe |
*
|
*
|
| * Data blev memoryed af en person | * De flyvende data blev markered af særlige enheder. | |
Tabel 2: eksempler på stimuli: komplette sætninger og forenklede kerne strukturer. Denne tabel viser eksempler på komplette sætninger, deres tilsvarende unormale kerne strukturer og plausible fyld kort udtryk for de unormale kerne strukturer. Denne tabel blev vedtaget fra Huang et al.14 med tilladelse.
De to hypoteser i denne undersøgelse var, at (i) den N400 virkning, der er fremkaldt af semantisk afvigende oplysninger, vil blive væsentligt svækket af flere gentagelser i første fase; og (II) den opfølgende reinitierede semantiske integrationsvanskeligheder (med samme gentagne unormale oplysninger) vil medføre genopretning af den svækkede N400 effekt.
N400 effekt i gentagelses delen
Den ERPs af første gang, fjerde gang og syvende-tid præsentation af de unormale kerne strukturer afslørede, at N400 effekt i 300-500 MS tidsvinduet forsvandt gradvist (Se figur 3). Gentagne foranstaltninger analyse af varians (gentagne foranstaltninger ANOVA) resultaterne gav støtte til den formildende og forsvindende N400 virkning: for første gang, F (1, 21) = 37,690, s < 0,001; for fjerde gang, F (1, 21) = 2,770, P = 0,111; og for syvende gang, F < 1.
Figur 3: Differentialbølger (usandsynlige-plausible) af den første, fjerde og syvende præsentation af centrale strukturer i gentagelsen del af den repræsentative elektrode cz. Denne figur viser den N400 dæmpnings effekt i gentagelses delen ved at bruge differentialbølger i forskellige præsentations stadier (sort: den første præsentation; rød: den fjerde præsentation; blå: den syvende præsentation). Dette tal blev vedtaget fra Huang et al.14 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
N400 effekt i hele sætningsdelen
Inden for den planlagte tidsperiode på 300-500 MS, Omnibus ANOVA resultater på tværs af alle regioner af interesse (ROIs) indikerede en signifikant effekt af tilstand, F (2, 42) = 8,872, p = 0,001. De opfølgende separate ANOVAs viste en signifikant effekt af semantisk anomali mellem kontrolgruppen og den ugent Agne unormale sætnings gruppe, F (1, 21) = 21,580, s < 0,001. Erp'er i den ugent Agne anomale sætnings gruppe var mere negative end dem i kontrolgruppen. Mellem de gentagne anomale og ugent Agne unormale grupper, en signifikant effekt af gentagelse blev afsløret, F (1, 21) = 7,780, p = 0,011. Erp'er i den gentagne gruppe var mere positive end i den ikke-gentagne gruppe. En særskilt sammenligning mellem kontrolgruppen og den gentagne unormale gruppe afslørede ingen signifikant effekt, F (1, 21) = 1,39, p = 0,252. ERPs i den komplette sætnings del ved den repræsentative elektrode cz vises i figur 4.
Figur 4: Event-relaterede potentielle (ERP) bølgeformer af semantisk beriget komplette sætninger i de gentagne, ugentog, og kontrolbetingelser ved den repræsentative elektrode cz. Denne figur viser forskellige bølgeformer i tre forskellige forhold (sort: kontroltilstand; rød: gentagne sætninger; blå: ikke-gentagne sætninger). Dette tal er vedtaget fra Huang et al.14 med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
P600 effekter i hele sætningsdelen
Ud over N400-effekten i den gentagne komplette sætnings gruppe afslørede yderligere analyser, at en marginalt signifikant P600 effekt fulgte den N400 effekt i 500-800 MS-tidsvinduet mellem gentagelsen og kontrolbetingelserne på tværs af alle ni ROIs på hovedbunden (F (1, 21) = 3,266, p = 0,085), med ERPs i gentagelsestilstanden mere positiv. Hvis vi kun betragter de centrale-bageste seks ROIs, hvor den P600 effekt ofte når sin spidsværdi, den P600 virkning var signifikant, F (1, 21) = 8,112, p = 0,010.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Eksperimentelle resultater og betydning
I gentagelses delen viste resultaterne, at N400-effekten blev mindre og mindre indtil næsten ikke eksisterende. Den stærkt svækket N400 effekt beviste, at flere gentagelser i væsentlig grad modulede amplituden af N400. Resultaterne i denne del kan imidlertid ikke vise, om N400 faktisk var påvirket af den ændrede forventede eller semantiske integration. Den svækkede N400 effekt kan stadig forklares forskelligt. En forklaring er, at den forventede forventning bidrog til en dæmpning af N400, idet flere gentagelser forbedrede deltagernes forventede levetid for unormale udtryk. Dette tyder på, at N400 indekser forventet snarere end semantisk integration vanskeligheder. En anden forklaring er, at efter at have fået kendskab til unormale udtryk, indså hjernen, at ordene i udtrykkene simpelthen ikke kunne integreres med succes i et plausibelt budskab og derfor opgav yderligere forsøg på at integrere Oplysninger. Denne forklaring antyder, at N400 indekserer semantisk integration.
I den komplette sætnings del viser ERP-resultaterne ingen N400 effekt i gentagelsestilstanden, men signifikant N400 effekt i den ikke-gentagende tilstand. Sammenlignet med N400 effekt fremkaldt af unormale sætninger i ikke-gentagelse tilstand, den N400 virkning var næsten ikke-eksisterende i gentagelsestilstand. Dette er i overensstemmelse med den svækkede N400 effekt i gentagelses delen. Vi holder, at den N400 effekt næsten forsvandt i gentagelsestilstand på grund af de mange gentagelser. Ud over N400-effekten fremkaldte de komplette unormale sætninger også en betydelig P600 effekt. Vi foreslår, at P600-effekten afspejler et højere behandlingsniveau senere for at danne fortolknings niveauet på meddelelsesniveau.
De komplette anomale sætninger i de gentagne og ugent Agne grupper deler den samme type semantiske anomali (dvs. de kritiske ord i begge unormale grupper kan ikke integreres med succes i konteksten for at generere en plausibel besked). Gentagelser kan øge den forventede forventning om afvigende oplysninger i gentagelses gruppen, men kan også få deltageren til at opgive semantisk integration. For at forhindre deltagerne i at opgive integrationen efter gentagelser gentog vi kun de kerne anomale oplysninger, der er udtrukket fra den unormale sætning, og brugte derefter den komplette afvigende sætning med de samme unormale oplysninger til genopbegynd semantisk integrations behandling. Sammenlignet med de unormale kerne strukturer i gentagelses delen var de komplette unormale sætninger semantisk meget mere berigede, og der blev tilføjet nye semantiske oplysninger. De nye oplysninger blev brugt til at igangsætte ny semantisk integrations behandling. For at behandle de nye oplysninger sammen med de gamle oplysninger skulle deltagerne starte en ny semantisk integrations behandling for at integrere alle oplysninger i Word-by-Word-input og danne en fortolkning af meddelelsesniveau. I det foreliggende eksperiment har vi fastlagt, at P600-effekten gav bevis for, at deltagerne ikke gav op på en højere grad af informationsbehandling af det kritiske afvigende ord. Den P600 effekt er blevet foreslået som en indikator for semantisk integration15,16,17,18,19, nogle andre senere højere niveau behandling såsom syntaktisk reanalyseværktøj5 ,20,21,22eller relations virksomhed23. Den meget senere, højere niveau behandling som strukturel omanalyse og Relations etablering omfatter også den tidligere indsats for semantisk integration behandling. Derfor antyder den fremkaldte P600 effekt i den semantisk berigede nye komplette sætning, at deltagerne ikke gav op på en højere grad af behandling (herunder semantik integration), når de opfyldte de samme unormale oplysninger i en ny, beriget sententiel Forbindelse. Med de identiske anomale oplysninger før og efter gentagelser og den nyligt indledte kognitive indsats efter gentagelser for at integrere de gamle oplysninger med nye oplysninger, kan vi udlede, at den semantiske integrations vanskelighed udløst af fuldstændig unormal sætning var næsten den samme som den, der blev udløst af den centrale unormale struktur under den første præsentation i denne protokol. Som følge heraf bidrog den igangsatte nye semantiske integrationsproces til at genudløse den samme grad af semantiske integrationsvanskeligheder, efter at flere gentagelser blev anvendt for at øge deltagernes forventede levetid for de unormale oplysninger.
Tilsammen viser de foreliggende resultater, at den semantiske integrations vanskelighed i gentagelses gruppen ikke medførte en tilbagesøgning af den væsentligt svækkede N400 virkning som følge af flere gentagelser på et niveau svarende til den N400 virkning ikke gentagne unormale sætninger. Derfor tyder resultaterne på, at semantisk integrationsvanskeligheder ikke bidrager væsentligt til N400 amplitude og giver støtte til forslaget om, at N400 ikke afspejler semantisk integrations behandling.
Metodens effektivitet
Det vigtigste mål med denne protokol er at tilvejebringe en dynamisk måde til løbende at øge deltagernes forventede levetid for en unormal sætning, samtidig med at man bevarer den vanskelige integrations vanskelighed (ved at forhindre deltagerne i at opgive forsøg på at integrere de gentagne unormale oplysninger, efter at de har lært, at der ikke er nogen mulighed for at få en plausibel besked fra det efter flere gentagelser). I denne protokol, den gentagelse del er designet til at opnå flere gentagelser af de mindre informative unormale kerne strukturer, der er indeholdt i den komplette anormale sætning, og opfølgningen, langt mere informativ fuldstændig unormal sætning, der indeholder de samme unormale oplysninger er designet til at genindlede den semantiske integration af de samme unormale oplysninger.
For at evaluere effektiviteten af denne protokol skal vi først undersøge, om deltagernes forventede forventning om afvigende domme forstærkes af flere gentagelser. Mange tidligere undersøgelser har foreslået, at N400 amplitude er faktisk en omvendt funktion af forventningen eller forudsigelse af input semantiske oplysninger, dvs, jo mindre input semantiske oplysninger forventes, jo større N400 amplitude6 , 8. derfor tyder den stærkt svækkede N400 amplitude efter gentagelser på, at den forventede forventning er blevet stærkt forbedret. De nuværende eksperimentelle resultater bekræfter disse tidligere undersøgelser ved at påvise, at N400-effekten blev stærkt svækket af flere gentagelser. Efter tidligere forslag fastholder vi, at den stærkt svækkede N400 effekt i forsøget indikerer, at deltagernes forventede forventning om unormale domme blev væsentligt forstærket af flere gentagelser (Se figur 3).
Den anden bekymring er, om opfølgningen, semantisk berigede komplette unormale sætninger med held kan sætte den semantiske integrations vanskelighed på igen. Vores eksperimentelle resultater viser, at en signifikant P600 effekt fulgte N400 effekten i tidsvinduet 500-800 MS i gentagelsestilstanden (Se figur 4). Som nævnt ovenfor, den fremkaldte P600 effekt i den komplette anomale sætning, som afspejler den senere højere niveau informationsbehandling, indikerer, at opfølgningen, mere informative sætninger med succes reinitieret den semantiske integration behandling af de samme unormale oplysninger i den forbedrede sententielle kontekst. Da de gentagne kerne strukturer Desuden deler de samme unormale oplysninger som de komplette sætninger, tyder dette endvidere på, at den genindviede semantiske integration (næsten) er lige så vanskelig i de fuldstændige unormale sætninger som før gentagelse (dvs. det kritiske ord kan stadig ikke integreres i konteksten for at generere en vellykket meddelelse).
Tilsammen har den nuværende metode vist sig at være effektiv til dynamisk at øge deltagernes forventede forventning om unormale sætninger, samtidig med at den semantiske integrations vanskelighed bevares. Den nuværende metode er derfor en nyttig måde til at adskille den forventede effekt og den indslusning, der er fremkaldt, i behandlingen af unormale domme.
Yderligere forklaringer og mulige andre applikationer
Denne protokol giver en effektiv, dynamisk metode til at adskille de sammenhængende faktorer med uforventelighed og semantisk integration i unormale sætninger ved flere gentagelser. For at nå dette mål og for overvejelser som time cost Control, gentager protokollen kun de centrale anomale oplysninger, i stedet for hele sætningen. Derfor er den centrale unormale struktur konstruktionsproces (trin 1,2) afgørende i denne protokol. Det skal bemærkes, at hvis der indgår unødvendige oplysninger i kerne strukturen, vil det øge de samlede tids omkostninger. Derfor, for at spare tid og fjerne eventuelle unødvendige oplysninger (for at lægge et bedre fundament for efterfølgende integration indledning), bør den centrale unormale struktur være så forenklet så meget som muligt. På den anden side bør alle de nødvendige elementer medtages for at repræsentere de unormale oplysninger og for at sikre effektiviteten af flere gentagelser. Det er nyttigt at foretage en præ-test for at undersøge, om den ekstraherede kerne struktur kan fremkalde den samme N400 effekt som den komplette unormale sætning. Desuden anbefales mindre ændringer, således at de ekstraherede unormale kerne strukturer, der anvendes i gentagelser, afviger i form og orden fra kerne strukturerne i de unormale komplette sætninger, som det fremgår af trin 1.2.3. Ellers kan deltagerne huske en kerne struktur som en hel enhed, hvilket vil blokere for indledningen af den semantiske integration, når der tilføjes nye oplysninger.
Den nuværende metode kan give indsigt i fremtidige undersøgelser, der har til hensigt at gennemføre flere gentagelser af kontekst rige komplette sætninger. Flere gentagelser er almindeligt anvendt til at undersøge hukommelse-relateret kognitiv behandling, for eksempel, rollerne af hukommelse i ord forståelse. Men, flere gentagelser af kontekst-rige sætninger vil i høj grad øge den eksperimentelle tid koste og gøre et eksperiment umuligt. Denne protokol giver mulighed for at styre tids omkostningerne ved gentagelse af oplysninger om sætnings niveau i et eksperiment.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Der er ingen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af National Natural Science Foundation i Kina [61433015], national social Science Major Fund of China [14ZDB154; 15ZDB017], og MOE (Ministeriet for uddannelse i Kina) projekt af humaniora og samfundsvidenskab [14YJC740104]. Vi udtrykker stor taknemmelighed over for de to anonyme anmeldere for deres værdifulde forslag.
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
- Kutas, M., Hillyard, S. A. Reading Senseless Sentences - Brain Potentials Reflect Semantic Incongruity. Science. 207, 203-205 (1980).
- Hoeks, J. C. J., Stowe, L. A., Doedens, G. Seeing words in context: the interaction of lexical and sentence level information during reading. Cognitive Brain Research. 19, 59-73 (2004).
- van Herten, M., Kolk, H., Chwilla, D. Semantic anomalies and the P600 effect. Journal of Cognitive Neuroscience. , 55-55 (2002).
- Hagoort, P., Brown, C., Groothusen, J. The syntactic positive shift (SPS) as an ERP measure of syntactic processing. Language and Cognitive Processes. 8, 439-483 (1993).
- Osterhout, L., Holcomb, P. J. Event-Related Brain Potentials Elicited by Syntactic Anomaly. Journal of Memory and Language. 31, 785-806 (1992).
- Kutas, M., Hillyard, S. A. Brain potentials during reading reflect word expectancy and semantic association. Nature. 307, 161-163 (1984).
- Lau, E. F., Holcomb, P. J., Kuperberg, G. R. Dissociating N400 Effects of Prediction from Association in Single-word Contexts. Journal of Cognitive Neuroscience. 25, 484-502 (2013).
- Lau, E. F., Phillips, C., Poeppel, D. A cortical network for semantics: (de)constructing the N400. Nature Reviews Neuroscience. 9, 920-933 (2008).
- Baggio, G., Hagoort, P. The balance between memory and unification in semantics: A dynamic account of the N400. Language and Cognitive Processes. 26, 1338-1367 (2011).
- Steinhauer, K., Phaedra, R., John, E. D., Fromont, L. A. The priming of priming: Evidence that the N400 reflects context-dependent post-retrieval word integration in working memory. Neuroscience Letters. 651, 192-197 (2017).
- Goldstein, A., Arzouan, Y., Faust, M. Killing a novel metaphor and reviving a dead one: ERP correlates of metaphor conventionalization. Brain and Language. 123, 137-142 (2012).
- Lai, V. T., Curran, T., Menn, L. Comprehending conventional and novel metaphors: An ERP study. Brain Research. 1284, 145-155 (2009).
- Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: The Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).
- Huang, Y., Jiang, M., Guo, Q., Yang, F. -P. G. N400 amplitude does not recover from disappearance after repetitions despite reinitiated semantic integration difficulty. Neuroreport. 29, 1341-1348 (2018).
- Brouwer, H., Crocker, M. W., Venhuizen, N. J., Hoeks, J. C. J. A Neurocomputational Model of the N400 and the P600 in Language Processing. Cognitive Science. 41, 1318-1352 (2017).
- Brouwer, H., Fitz, H., Hoeks, J. Getting real about Semantic Illusions: Rethinking the functional role of the P600 in language comprehension. Brain Research. 1446, 127-143 (2012).
- Chen, L. L., Li, L. Context modulates neural activity of N400 and P600 to visual words. Journal of Neurolinguistics. 26, 490-509 (2013).
- Hagoort, P., Brown, C. M. ERP effects of listening to speech compared to reading: The P600/SPS to syntactic violations in spoken sentences and rapid serial visual presentation. Neuropsychologia. 38, 1531-1549 (2000).
- Kaan, E., Harris, A., Gibson, E., Holcomb, P. The P600 as an index of syntactic integration difficulty. Language and Cognitive Processes. 15, 159-201 (2000).
- Friederici, A. D. Towards a neural basis of auditory sentence processing. Trends in Cognitive Sciences. 6, 78-84 (2002).
- Friederici, A. D., Mecklinger, A., Spencer, K. M., Steinhauer, K., Donchin, E. Syntactic parsing preferences and their on-line revisions: a spatio-temporal analysis of event-related brain potentials. Cognitive Brain Research. 11, 305-323 (2001).
- Kaan, E., Swaab, T. Y. Repair, revision, and complexity in syntactic analysis: An electrophysiological differentiation. Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 98-110 (2003).
- Gouvea, A. C., Phillips, C., Kazanina, N., Poeppel, D. The linguistic processes underlying the P600. Language and Cognitive Processes. 25, 149-188 (2010).
