Summary
Vi presenterer en protokoll for å distansere de intertwining faktorene for integrerende vanskelighetsgrad og uventethet i semantisk uregelrett setninger ved å bruke flere repetisjoner for å forbedre deltakerens alder for uregelrett setninger. Dissosiasjon bidrar til å undersøke den store bidragsyteren til elicited av hendelses relaterte potensialer (ERP) som N400 i språkstudier.
Abstract
De forvirrende faktorene for uventethet og semantisk integrering problemer naturlig bosatt i uregelrett setninger i språkstudier gjør det vanskelig å fastslå den underliggende behandlingen mekanismen av ERP-komponenter. I motsetning til den tradisjonelle statiske tilnærmingen til å manipulere forventet levetid gjennom Corpus frekvens eller cloze sannsynlighet, foreslår denne protokollen en dynamisk metode for å forbedre deltakernes forventninger for sjelden-møtte uregelrett setninger av flere repetisjoner mens å opprettholde sine semantiske integrasjons problemer. Å henvende seg klokken bekostning forhøye resulterer fra mangfoldig gjentagelser, denne protokollen foreslår å gjentagelse bare det strengt forenklet kjernen struktur utdraget fra uregelrett setning tidligere presenterer det semantisk beriket, meget mere opplysende komplett uregelrett setning som inneholder uregelrett kjernestruktur for å alletjenestegrener den semantiske integrerings behandlingen. Den fullstendige uregelrett setningen elicited en P600 effekt. Det tyder på at deltakerne ikke gi opp behandlingen av uregelrett informasjon etter repetisjoner og samme semantisk integrering problemer ble vellykket gjenopptas. Viktigere, den representative eksperimentelle resultatene avslører at sterkt svekket N400 effekt forårsaket av flere repetisjoner ble ikke gjenopprettet av oppfølging gjenopptas semantisk integrering vanskelighetsgrad. Det tyder på at den svekkede N400 effekten bør hovedsakelig tilskrives styrking av forventet for uregelrett informasjon av flere repetisjoner. Den eksperimentelle resultatene viser at denne metoden effektivt kan forbedre deltakernes forventning for uregelrett setninger samtidig beholde semantisk integrering vanskelighetsgrad.
Introduction
Uregelrett setninger er mye brukt av lingvister å studere online kognitiv behandling av vanlige språk. For eksempel, i hendelses relaterte potensialer (ERP) studier, setninger med semantiske uregelmessigheter (f. eks "han spre det varme brødet med sokker.") ble rapportert å lokke fram en N400 effekt1 (men også se noen andre studier som rapporterer en semantisk P600 effekt 2 andre priser , 3), mens setninger med syntaktiske vanskeligheter eller uregelmessigheter (f. eks "kvinnen overtalt til å svare på døren...") ble rapportert å lokke fram en P600effekt 4,5. Disse elektrofysiologisk komponentene er mye brukt som pålitelige indikatorer for å undersøke den normale timelige kurs for behandling av informasjon fra ulike aspekter av språk, for eksempel syntaks og semantikk.
Uregelrett setninger forårsake store vanskeligheter for semantisk integrering behandling under forståelse. Men forvirrende faktorer som uventethet (dvs. noen uregelrett uttrykk er naturlig et uventet uttrykk) gjør det vanskelig å fastslå den sanne kognitive prosessen underliggende den observerte effekten elicited av uregelrett setninger. Hvis en N400 effekt for eksempel elicited av en uregelrett setning, er det uklart om den forårsakes av uventethet6,7,8 eller integrerende vanskelighetsgrad1,9,10 .
For å finne ut om det er en forventning eller semantisk integrering problemer som bidrar til elicited elektrofysiologisk effekt, må vi distansere disse to faktorene. Tradisjonelt er forventning ofte målt ved Corpus frekvens (i ord studier) eller cloze sannsynlighet (i setnings studier). Den allment anvendt metode for å manipulere forventet levealder i tradisjonelle eksperimenter er ved å velge stimuli med høye og lave resultater i forventning for å danne forventede og uventede grupper. Denne metoden er effektiv i å manipulere forventning og har produsert rikelig innsiktsfulle resultater.
Men som en statisk tilnærming til å manipulere forventning, den har en begrensning: det er vanskelig for de forventede og uventede grupper å ha samme semantisk integrering vanskelighetsgrad. Med denne manipulasjon, stimuli valgt for de forventede og uventede grupper må være annerledes; Dermed er semantisk integrering vanskelighetsgrad endres når vi manipulere forventning ved hjelp av ulike stimuli med ulike forventninger verdier eller cloze sannsynligheter). Selv om vi kan finne uventede, men fornuftige uttrykk (dvs. uventede uttrykk bestående av ord som kan være vellykket integrert i en rimelig melding), er det mulig at integrerende arbeidet som kreves av disse uventede, men rimelig uttrykk er forskjellige fra de som kreves av vanlige uttrykk. Hvis forskjellene ikke er kontrollert, betydelige forskjeller i hjernen svar kan følge, som klare bevis viser at integrerende behandling av uventede, men fornuftige nye metaforisk uttrykk utløser hjernen responser ganske annerledes fra de som utløses av konvensjonelle metaforer11,12.
For å løse dette problemet, foreslår vi en ny metode for å dynamisk forbedre deltakernes forventning for uregelrett setninger mens du prøver å opprettholde semantisk integrering vanskelighetsgrad. Nærmere bestemt, vi raskt kjent deltakere med ukjente uregelrett setninger og dermed øke sin forventning gjennom flere repetisjoner. Viktigere, ikke flere repetisjoner ikke endre stimulans selv; Derfor semantisk uregelrett selve informasjonen forblir uendret (dvs. det kritiske ordet fortsatt ikke kan være vellykket integrert i sammenhengen).
Imidlertid kan hjernen gi opp integrering etter å ha lært at uregelrett informasjonen ikke kan med hell integreres i forrige sammenheng i det hele tatt (dvs. integrasjonsprosessen kan være fraværende, slik at det ikke er noen integrasjons problemer). Derfor foreslår denne protokollen å gjenta bare kjernen uregelrett informasjon Hentet fra uregelrett setningen først, og deretter bruke hele uregelrett setning som inneholder identisk uregelrett informasjon som en semantisk beriket versjon av Denne kjernen uregelrett informasjon, å initiere ny semantisk integrering behandling i repetisjon tilstand. Med identisk uregelrett informasjon i semantisk beriket komplett uregelrett setning og igangsatt ny semantisk integrering behandling, antar vi at den semantiske integreringen problemer utløst av uregelrett informasjon i den komplette uregelrett setning etter flere repetisjoner bør forbli nesten den samme som utløses av uregelrett informasjon før repetisjoner (uavhengig av status for semantisk integrering behandling under repetisjoner). Herav, vi anta faktoren av semantisk integrasjon vanskeligheter inne det semantisk berike fullstendig uregelrett dommer restene det likt etter gjentagelser idet inne det tilsvarende forenklet kjernen strukturer, bortsett fra det forventning er høyeste forsterket.
Basert på disse forutsetningene, sammenligner vi N400 effekt elicited av semantisk beriket komplett uregelrett setninger som inneholder den gjentatte kjernen uregelrett informasjon med at elicited av nylig møtte fullstendig uregelrett setninger, for å undersøke de store bidragsyteren til denne elicited ERP-effekten. De arbeider hypoteser er som følger: i henhold til tidligere studier, vil N400 effekten bli betydelig svekket av repetisjoner. På grunnlag av den svekkede N400, hvis den nylig igangsatt semantisk integrering av samme uregelrett informasjon forårsaker gjenoppretting av den svekkede N400-effekten til et nivå som ligner på den elicited av samme type uregelrett informasjon som finnes i nylig møtte uregelrett setninger uten repetisjoner, så det tyder på at semantisk integrering vanskelighetsgrad er den dominerende bidragsyteren til elicited N400 effekt; ellers tyder det på at uventethet er den viktigste bidragsyteren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Den nåværende protokollen ble godkjent av det institusjonelle gjennomgang Board of Tsinghua University.
1. stimuli konstruksjon
- Konstruere kritiske uregelrett setninger for gjentakelser og ikke-gjentakelser grupper
- Forbered et tilstrekkelig antall korrekte setninger for bygging av uregelrett setninger (ikke mindre enn 40). For eksempel "disse to komponentene ble separert av en sentrifugal enhet." Prøv å bruke bare følelser-frie setninger så mye som mulig.
- Lag uregelrett setninger basert på de riktige setningene, og tildel deretter halvparten til gjentakelses gruppen og halvparten til gruppen som ikke er repetisjon.
- For eksempel tildele setningen "disse to komponentene ble participled av en sentrifugal enhet" til gjentakelse gruppen og "disse to komponentene ble semicoloned av en sentrifugal enhet" til ikke-gjentakelse gruppe. Sørg for at de to gruppene av uregelrett setninger er svært sammenlignbare i elementer som plausibilitet, brudd type og lengde.
- Bland alle uregelrett setninger med en gruppe av vanlige setninger (dvs. setninger uten integrasjon vanskelighetsgrad) i en tilfeldig måte å danne en liste over normale og uregelrett setninger.
- Inviter en gruppe av morsmål (ikke mindre enn 30 personer) for å score aksept av uregelrett setninger ved hjelp av en 1-7-punkts skala, med en høy verdi som representerer høy aksept.
- Velg nok par av passende uregelrett setninger (ikke mindre enn 35) for bruk som stimuli basert på aksept score. Uregelrett setninger bør være så lave som mulig i aksept (for eksempel med score lavere enn 2). Sørg for at de to uregelrett setnings gruppene ikke er signifikant forskjellige i aksept poengsummen (det anbefales gjentatte måle analyser av varians).
- Forbered tilsvarende stimuli for disse kritiske uregelrett setninger for repetisjoner
- For repetisjon gruppe, trekke ut kjernen uregelrett elementer fra hele uregelrett setning å danne en kjernestruktur for repetisjon (f. eks, for å studere N400 effekten, trekke ut de viktigste elementene forårsaker semantisk uoverensstemmelse).
- Sørg for at bare de mest forenklede kjerne uregelrett elementene holdes (dvs. fjerne all informasjon som ikke er relatert til elicitation av effekten som skal undersøkt). For eksempel, ekstra bare semantisk uregelrett kjernen struktur "komponentene var participled..." fra den komplette uregelrett setningen "disse to komponentene ble participled av en sentrifugal innretning."
- For ikke-repetisjon gruppe, endre kjernen strukturen slik at den er forskjellig fra den som er Hentet fra hele uregelrett setning, for å hindre gjentakelse av uregelrett kjernestruktur som finnes i hele uregelrett setning (dvs. å utarbeide en annen kjernestruktur for bruk av repetisjon).
- For eksempel, etter utpakking av kjernen struktur "komponenter ble semicoloned..." fra den kritiske uregelrett setningen "disse to komponentene ble semicoloned av en sentrifugal anordning" i ikke-repetisjon gruppe, erstatte søkeordet "semicoloned" i utdraget kjernen struktur med en annen ord som "differenced" (i.e., bruk "komponentene var differenced..." istedet for "komponentene var semicoloned..." for gjentakelse med ikke-repetisjon gruppe).
- (Valgfritt mindre modifikasjoner) Foreta mindre endringer i den utpakkede kjernen struktur (f. eks spent eller entall/flertallsformer), men sørg for at den nye kan fortsatt lokke fram samme effekt som den tilsvarende fullstendig uregelrett setning.
- For eksempel kan fortid og flertallsform i den uregelrett kjerne strukturen ytterligere endres til presens og entallsform: "komponenten er participled..." istedet for "komponentene var participled."
Merk: mindre modifikasjons trinn er valgfritt. Det anbefales sterkt at den utpakkede uregelrett kjernestruktur som skal brukes til repetisjon har samme form og orden som kjernen struktur i uregelrett fullstendig setning. Hensikten med mindre modifikasjon er å hindre deltakeren fra å huske kjernen struktur som en hel enhet, slik at oppfølgingen presentasjon av uregelrett fullstendig setning kan bedre alletjenestegrener semantisk integrering. Denne protokollen velger å bruke mindre endringer.
- For eksempel kan fortid og flertallsform i den uregelrett kjerne strukturen ytterligere endres til presens og entallsform: "komponenten er participled..." istedet for "komponentene var participled."
- Konstruere en filler korte uttrykk for hver av de utpakkede (og modifisert) kjerne strukturer i både repetisjon og ikke-repetisjon grupper. For eksempel, mynt og innføre en riktig, men lignende filler uttrykk "komponenten er blandet..." for uregelrett kjernestruktur "komponenten er participled..." i repetisjons gruppen.
- Tilsvarende mynt og innføre en annen riktig, men lignende filler uttrykk "komponenten er oppdaget..." for uregelrett kjernestruktur "komponenten er differenced..." i gruppen som ikke er repetisjon.
Merk: korte uttrykk for filler introduseres for to formål: (i) for å balansere riktigheten av de uregelrett kjerne strukturene, og (II) å tjene som grunnlinjen for å observere mulige elicited effekter ved ulike repetisjons faser (f.eks. N400 effekt på første gang, den femte-tid eller den tiende-tiden av repetisjon), fordi selv de riktige stimuli kan være påvirket av flere repetisjoner.
- For repetisjon gruppe, trekke ut kjernen uregelrett elementer fra hele uregelrett setning å danne en kjernestruktur for repetisjon (f. eks, for å studere N400 effekten, trekke ut de viktigste elementene forårsaker semantisk uoverensstemmelse).
| (a) eksempel på semantisk beriket komplette uregelrett setninger og deres foregående kjerne strukturer | ||
| Gjentatt kjernestruktur | Semantisk beriket komplett setning | |
| Kontroll | Disse to komponentene ble separert av en sentrifugal anordning. | |
| Gjentakelse Group | * Komponenten er participled... | * Disse to komponentene ble participled av en sentrifugal anordning. |
| Ikke-gjentakelse gruppe | * Komponenten er differenced... | * Disse to komponentene ble semicoloned av en sentrifugal anordning. |
| (b) eksempel på de forenklede kjerne strukturene i repetisjons delen | ||
| Usannsynlig uttrykk | Sannsynlige uttrykk | |
| For repetisjons gruppe | * Komponenten er participled... | Komponenten er blandet... |
| For ikke-gjentakelse gruppe | * Komponenten er differenced... | Komponenten er oppdaget... |
Tabell 1: eksempler på stimuli: fullstendige setninger og forenklede kjerne strukturer. Den øvre halvdelen av tabellen viser eksempler på fullstendige setninger (i kontrollgruppen, den gjentatte uregelrett setnings gruppen, og unrepeated uregelrett setnings gruppe, henholdsvis) i hele setningsdelen og tilhørende uregelrett kjerne strukturer som skal brukes i repetisjon del; den nedre halvdelen av tabellen viser uregelrett kjerne strukturer og deres sannsynlige filler korte uttrykk i repetisjons delen.
-
Konstruere filler setninger
- Forbered nok filler setninger for å berike setningen type og for å sikre at de normale og uregelrett setninger er godt balansert i antall.
- Velg en rekke riktige filler setninger fra filler setninger (basert på antall alle kritiske uregelrett setninger i gjentakelse gruppen), og lage en repetisjon del for hver av de valgte filler setninger på samme måte som å skape repetisjon deler for den kritiske uregelrett setninger: trekke kjernen struktur fra hver riktig filler setning og mynt en tilsvarende kort filler uttrykk for denne kjernen struktur.
Merk: en repetisjon del er innført før hver riktige filler setning for å unngå eksponering av kritiske uregelrett setninger (som også har en repetisjon del før dem). Etter dette trinnet er det to typer fullstendige setninger: setninger med en tidligere repetisjon del (inkludert alle kritiske setninger og de valgte filler setninger innledes med en repetisjon del) og setninger uten en foregående repetisjon del.
2. stimuli presentasjon
- Presentasjon av repetisjon del
- Presenter den utpakkede kjerne strukturen og det korrekte fyll uttrykket (se tabell 1B) sammen for et bestemt antall ganger (f.eks. syv ganger) på en tilfeldig måte (se repetisjons delen i figur 1).
- Presentasjon av semantisk reinitiering hele setningen
- Presenter hele uregelrett setning rett etter den tilsvarende repetisjons delen (se figur 1).
Merk: ulike farger for repetisjon del og hele setningen (f. eks mørk blå versus mørk grønn) vise seg nyttig for deltakerne å skille disse to delene. - (Valgfritt modifikasjoner) Hvis forskeren er opptatt av bare resultatene av hele setningen del, så de korte uttrykkene kan presenteres som en hel enhet for å spare tid.
- Presenter hele uregelrett setning rett etter den tilsvarende repetisjons delen (se figur 1).
Figur 1: skjematisk illustrasjon av stimulans presentasjonen. Den øvre halvdelen av figuren viser flytskjemaet for å presentere repetisjon delen og tilhørende oppfølging komplett uregelrett setning, venstre side av nedre halvdel viser detaljert måte å presentere hvert kort uttrykk, og høyre side av den nedre halvdelen viser detaljert måte å presentere hver hele setning. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
- Oppgave innstilling for repetisjons delen og hele setningsdelen
- Gi en oppgave for hver kjernestruktur i repetisjons delen for å holde deltakerne fokusert, for eksempel en plausibilitet dommer oppgave (eller en lignende oppgave som krever at deltakerne skal reagere forskjellig på ulike kjerne strukturer, for eksempel bedømme om en uttrykk har tidligere blitt gitt).
- Velg oppgave for hele setningsdelen som er mye brukt i tidligere relaterte studier (for eksempel plausibilitet bedømme) slik at resultatene kan sammenlignes med resultatene av tidligere studier.
- Generelle stimuli organisasjon
- Presenter hver repetisjon del (sammen med den tilsvarende påfølgende fullstendig setning) bare etter en uregelrett setning, og presentere etter en normal setning en annen fullstendig setning (enten det er normalt eller uregelrett) (se figur 2).
Merk: Dette er nyttig på to måter: (i) gir deltakeren en rimelig forklaring på hvorfor noen setninger innledes med en repetisjon del, men andre er ikke (f. eks en forsker kan forklare at bare en feil setning vil bli etterfulgt av en repetisjon del mens en riktig setning vil ha makt til å omgå repetisjon del og hoppe direkte til en annen fullstendig setning); (II) å gjøre eksperimentet mer interessant ved å unngå monotone og dermed hjelpe deltakeren fortsatt fokusert.
- Presenter hver repetisjon del (sammen med den tilsvarende påfølgende fullstendig setning) bare etter en uregelrett setning, og presentere etter en normal setning en annen fullstendig setning (enten det er normalt eller uregelrett) (se figur 2).
Figur 2: organiseringen av stimuli i hver blokk. Denne illustrasjonen viser det totale flytskjema for programmering for alle uregelrett fullstendige setninger (med tilhørende repetisjons deler) og riktig, fullstendig filler setninger (uten forutgående repetisjon del) i hver blokk. Dette tallet er vedtatt fra Huang et al.14 med tillatelse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
3. forberedelse av eksperimenter og elektrofysiologisk opptak
- Rekruttere morsmål med normal eller korrigert-til-normal visjon og med samme håndbruk (Edinburgh håndbruk testen kan brukes til å velge deltakerne13). Deltakerne bør være fri for nevrologiske eller psykiatriske lidelser, og bør ikke ta noen medisiner som påvirker sentralnervesystemet.
- Sørg for at deltakerne har ingen perm eller Hårfarging historie innen to måneder før testen. Sikre et balansert antall mannlige og kvinnelige deltakere i ønsket aldersgruppe.
- Informer deltakerne om å ha nok søvn og hvile før eksperimentet. Sikre at de er i en sunn tilstand (uten hoste, feber, hodepine, etc.) mens du deltar i eksperimentet.
- Etter at en deltaker ankommer laboratoriet, bør du introdusere deltakeren for utstyret og materialene som skal brukes i eksperimentet, fremgangsmåten for eksperimentet, oppgavene og tidskostnadene for eksperimentet, samt kravene (for eksempel bevegelse og øye blinking restriksjon), for å hjelpe deltakeren med å ha grunnleggende kunnskaper om den generelle prosedyren og for å eliminere unødvendige bekymringer.
- Be deltakeren om å fylle ut Edinburgh håndbruk spørringsskjema hvis deltakeren ikke har flere spørsmål eller bekymringer om eksperimentet, og godtar å delta i eksperimentet. Bekreft at alle deltakerne har samme håndbruk.
- Gi deltakeren et informert samtykke, og be deltakeren lese den nøye. Gi nødvendige forklaringer hvis deltakeren har spørsmål om innholdet. Når deltakeren forstår og godtar alt innholdet, ber du deltakeren om å signere skjemaet på det angitte stedet, og gå videre til neste trinn.
- Instruere deltakeren til å rense hodet og tørt hår riktig i laboratoriet. Mens du venter på deltakeren, holde alle de eksperimentelle materialer klar.
Merk: utarbeidelse av eksperimentelle materialer avhenger av kravene til det spesifikke opptaks systemet. - Inviter deltakeren til å sitte komfortabelt i stolen i kammeret der eksperimentet skal gjennomføres.
- Rengjør deltakerens hud for tilsvarende elektrode (er) på pannen (for eksempel for elektrodene Fpz, Fp1, Fp2, Af7, Af8), under venstre øye (for eksempel for vertikal electrooculography [VEOG] elektrode), nær ytre canthus av høyre øye (f. eks, for horisontal electrooculography [HEOG] elektrode), og rundt venstre og høyre mastoid bein (f. eks, for elektrodene i Tp9 og Tp10, som vil bli brukt som nye referanser offline) med ansikts skrubb og bomullspinne.
- Skrubb huden forsiktig og ikke gjør deltakeren føler ubehag, men også sørge for at de døde hudceller og andre stoffer som kosmetikk er fjernet.
Merk: fordelingen av elektrodene kan være forskjellig avhengig av caps som brukes. Følg fordelingen av elektrodene på hetten i bruk eller veiledning av det internasjonale 10-20-systemet for elektrodeplassering for å finne tilsvarende steder i de ovennevnte områdene for rengjøring av huden.
- Skrubb huden forsiktig og ikke gjør deltakeren føler ubehag, men også sørge for at de døde hudceller og andre stoffer som kosmetikk er fjernet.
- Plasser elastisk lokket med elektroder på deltakerens hode. Sørg for at elektroden cz på hetten er plassert på toppunktet av hodet og hetten har en venstre-høyre symmetri, med midtlinjen elektroder plassert over midtlinjen av hodet.
Merk: Hvis elektrodene ikke er festet på en hette, følger du det internasjonale 10-20-systemet for elektrodeplassering i hodebunnen til deltakeren - Har elektroden (e) innspillingen øyebevegelser plassert godt og fast. Fyll de to separate HEOG-og VEOG-elektrodene med ledende gel, plasser dem på ytter canthus av høyre øye og under venstre øye, henholdsvis og fest med teip.
Merk: Hvis systemet ikke krever ledende gel, hopp over gel-fylling trinn. - Fest stroppen under haken for å hindre at de tilstøtende elektrodene beveger seg under eksperimentet. Stroppen skal ikke være for stram eller for løs. Koble hetten/elektrodene til opptaks systemet.
- Reduser impedans på alle elektroder til et nivå under den mye anvendte impedans terskelen for ERP-studier (vanligvis under 5 kΩ eller 10 kΩ). Dette kan gjøres som følger.
- Bytte opptaksprogramvaren til impedans overvåkings grensesnitt.
- Start med elektrodene for jording (GND) og Reference (Ref).
- Pass den butte nålen på sprøyten som inneholder ledende gel gjennom Øyenlokkene på elektrodene og hårene til den når huden i hodebunnen, skyv sprøyte stempelet for å injisere en liten dose av den ledende gelen på huden til gelen forbinder metall CI rcle på elektroden og huden.
Merk: Vær forsiktig så du ikke injiserer for mye gel i tilfelle overflødig gel forbinder tilstøtende elektroder); Hvis systemet ikke krever ledende gel, hoppe over dette trinnet, men handle i henhold til kravene i systemet. - Sjekk sanntids impedans nivå vises i forskjellige farger på skjermen til impedans reduseres til under terskelverdien.
Merk: Hvis impedans avtar svært langsomt, kan prosessen bli sped opp ved å trykke forsiktig på gelen med en bomullspinne (eller den butte nålspissen) slik at gelen kan ha bedre kontakt med huden eller ved å gjøre sirkler med bomullsdott (eller sprøyten) uten å flytte den s spissen på hodebunnen. - Når jordings-og referanse elektrodene er klargjort, behandler du de andre elektrodene med samme metode.
Merk: Husk at impedans reduksjon prosessen bør aldri gjøre deltakeren føler ubehag. Det er nyttig å starte og opprettholde en samtale med deltakeren mens du klargjør elektrodene.
- Be deltakeren om å gjøre deg klar for eksperimentet. Be deltakeren slappe av, men også prøve å unngå overdreven øye blinker og kroppsbevegelser under eksperimentet.
- Informer deltakeren om oppgavene i repetisjons delen (dvs. å bedømme plausibilitet av kjernen struktur ved å se stikkordet ".." etter hver kjernestruktur) og oppgaver i Hovedsetningen del (dvs. å bedømme plausibilitet av hele uregelrett setning på å se stikkordet "??" etter hver setning), og be deltakeren til å svare deretter i forsøket.
- Før eksperimentet starter, må du informere deltakeren eksplisitt om at en feil setning etterfølges av en repetisjons del og en korrekt setning av en annen fullstendig setning (som kan være riktig eller feil).
Merk: Dette bidrar til å dirigere deltakernes oppmerksomhet til forholdet mellom repetisjons delen og setningen før den i stedet for den påfølgende hele setningen. - Start stimuli presentasjonsprogram og la deltakeren praksis med å praktisere delen.
Merk: Kontroller at alle typer stimuli som er inkludert i eksperimentet, vises i denne øvelsesøkten. - Start den formelle eksperiment økten, og Registrer elektrofysiologisk signalene. Del alle stimuli i forskjellige blokker, slik at deltakeren kan ta en pause i ca 10 min mellom hver blokk.
- Overvåk opptaks systemet under opptak. Hvis det oppstår problemer, setter du eksperimentet på pause og tar det opp til problemet er løst på riktig måte.
- Lagre de innspilte elektrofysiologisk dataene, og hjelp deltakeren med å ta av lokket. Instruere deltakeren til å vaske bort den ledende gel på hud og hår.
- Gi deltakeren med belønning og takker deltakeren for deres deltagelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den nåværende protokollen ble brukt i en av våre nyere studier for å undersøke om N400 effekten reflekterer semantisk integrering behandling14. Den stimuli som brukes i denne studien var i kinesisk, som vist i tabell 2.
| (a) eksempel på de forenklede kjerne strukturene i repetisjons delen | ||
| Usannsynlig uttrykk | Sannsynlige uttrykk | |
| Gjentatt gruppe |
*
|
 |
| * Data var reportered av noen | Data var lekket av noen | |
| Unrepeated gruppe |
*
|
 |
| * Data var memoryed av noen | Data var analyseres av noen | |
| (b) eksempel på semantisk beriket fullstendige setninger og deres foregående kjerne strukturer | ||
| Gjentatt kjernestruktur | Semantisk beriket komplett setning | |
| Kontroll |  |
|
| De flygende data ble registrert av spesielle enheter. | ||
| Gjentatt gruppe |
*
|
*
|
| * Data var reportered av noen | * Den flygende data ble reportered av spesielle enheter. | |
| Unrepeated gruppe |
*
|
*
|
| * Data var memoryed av noen | * Den flygende data ble markered av spesielle enheter. | |
Tabell 2: eksempler på stimuli: fullstendige setninger og forenklede kjerne strukturer. Denne tabellen viser eksempler på fullstendige setninger, deres tilsvarende uregelrett kjerne strukturer, og sannsynlige filler korte uttrykk for de uregelrett kjerne strukturene. Denne tabellen ble vedtatt fra Huang et al.14 med tillatelse.
De to hypoteser i denne studien var at (i) N400 effekten elicited av semantisk uregelrett informasjon vil bli betydelig svekket av flere repetisjoner på den første etappen; og (II) oppfølgings gjenopptas problemer med semantisk integrering (av samme gjentatte uregelrett informasjon) vil føre til gjenoppretting av den svekkede N400-effekten.
N400 effekt i repetisjons delen
Den ERPs av første gang, den fjerde gangen og syvende gang presentasjon av uregelrett kjernen strukturer avslørte at N400 effekten i 300-500 MS tidsvinduet forsvant gradvis (se Figur 3). Gjentatte tiltak analyse av varians (gjentatte tiltak ANOVA) resultater gitt støtte for demping og forsvinne N400 effekt: for første gang, F (1, 21) = 37,690, P < 0,001; for fjerde gang, F (1, 21) = 2,770, P = 0,111; og for syvende gang, F < 1.
Figur 3: differensial bølger (usannsynlig-sannsynlig) av den første, fjerde og syvende presentasjon av kjernen strukturer i repetisjon del på representative elektroden av cz. Denne illustrasjonen viser N400 dempings effekt i gjentakelses delen ved å bruke differensial bølger i ulike stadier (svart: den første presentasjonen, rød: den fjerde presentasjonen; blå: den sjuende presentasjonen). Dette tallet ble vedtatt fra Huang et al.14 med tillatelse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
N400 effekt i hele setningsdelen
Innenfor det planlagte tidsvinduet på 300-500 MS, omnibus ANOVA resultater på tvers av alle regioner av interesse (ROIs) indikerte en signifikant effekt av tilstanden, F (2, 42) = 8,872, p = 0,001. Oppfølgingen egen ANOVAs indikerte en signifikant effekt av semantisk anomali mellom kontrollgruppen og unrepeated uregelrett setnings gruppe, F (1, 21) = 21,580, p < 0,001. ERPs i unrepeated uregelrett setnings gruppe var mer negative enn de i kontrollgruppen. Mellom de gjentatte uregelrett og unrepeated uregelrett gruppene ble det avslørt en signifikant effekt av repetisjon, F (1, 21) = 7,780, p = 0,011. ERPs i den gjentatte gruppen var mer positive enn de i unrepeated gruppen. Separat sammenligning mellom kontrollgruppen og den gjentatte uregelrett gruppen avslørte ingen signifikant effekt, F (1, 21) = 1,39, p = 0,252. ERPs for hele setningsdelen ved representant elektroden til cz vises i Figur 4.
Figur 4: Event-relaterte potensielle (ERP) bølgeformer av semantisk beriket komplette setninger i den gjentatte, unrepeated og kontroll forhold på representative elektroden av cz. Denne illustrasjonen viser forskjellige bølgeformer i tre ulike forhold (svart: kontroll tilstand; rød: gjentatte setninger; blå: unrepeated setninger). Dette tallet er vedtatt fra Huang et al.14 med tillatelse. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
P600 effekter i hele setningen del
I tillegg til N400-effekten i den gjentatte komplette setnings gruppen, avslørte videre analyse at en marginalt signifikant P600-effekt fulgte N400-effekten i 500-800 MS tidsvinduet mellom repetisjons-og kontroll forholdene på tvers av alle de ni ROIs på hodebunnen (F (1, 21) = 3,266, p = 0,085), med ERPs i repetisjons tilstand mer positiv. Hvis vi betrakter bare den sentrale-bakre seks ROIs, der P600 effekten ofte når sin topp verdi, den P600 effekten var signifikant, F (1, 21) = 8,112, p = 0,010.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Eksperimentelle resultater og betydning
I repetisjon delen, viste resultatene at N400 effekten ble mindre og mindre inntil nesten ikke-eksisterende. Den sterkt svekkede N400 effekten viste at flere repetisjoner gjorde signifikant modulere amplituden til N400. Resultatene i denne delen kan imidlertid ikke vise om N400 faktisk ble påvirket av endringen av forventet eller semantisk integrering. Den svekkede N400-effekten kan fortsatt forklares annerledes. En forklaring er at forventet levealder bidro til demping av N400 i at flere repetisjoner forbedret deltakernes forventning for uregelrett uttrykk. Dette vil foreslå at N400 indekser forventning heller enn semantisk integrering vanskelighetsgrad. En annen forklaring er at etter å ha fått kjent med uregelrett uttrykk, hjernen innså at ordene i uttrykkene rett og slett ikke kunne bli vellykket integrert i en sannsynlig melding og derfor ga opp ytterligere forsøk på å integrere Informasjon. Denne forklaringen vil antyde at N400 indekserer semantisk integrering.
I hele setningen del, ERP resultatene avslører ingen N400 effekt i repetisjon tilstand, men signifikant N400 effekt i ikke-repetisjon tilstand. Sammenlignet med N400 effekten elicited av uregelrett setninger i ikke-repetisjon tilstand, den N400 effekten var nesten ikke-eksisterende i repetisjon tilstand. Dette er i samsvar med den svekkede N400-effekten i repetisjons delen. Vi holder at N400 effekten nesten forsvant i repetisjon tilstand på grunn av flere repetisjoner. Foruten N400 effekten, den komplette uregelrett setninger også elicited en betydelig P600 effekt. Vi foreslår at P600-effekten gjenspeiler et høyere behandlingsnivå senere for å danne tolkningen av meldings nivået.
De fullstendige uregelrett setningene i de gjentatte og unrepeated gruppene deler samme type semantisk anomali (det vil si at de kritiske ordene i begge uregelrett grupper ikke kan integreres i konteksten for å generere en sannsynlig melding). Repetisjoner kan forbedre levealderen for uregelrett informasjon i repetisjons gruppen, men kan også føre til at deltakeren gir opp semantisk integrering. For å hindre deltakerne fra å gi opp integrering etter repetisjoner, gjentok vi bare kjernen uregelrett informasjon Hentet fra uregelrett setningen og deretter brukt hele uregelrett setning som inneholder den samme uregelrett informasjon til alletjenestegrener semantisk integrerings behandling. Sammenlignet med de uregelrett kjerne strukturene i repetisjons delen, ble de fullstendige uregelrett setningene semantisk mye mer beriket, med ny semantisk informasjon lagt til. Den nye informasjonen ble brukt til å initiere ny semantisk integrering behandling. For å behandle den nye informasjonen sammen med den gamle informasjonen, måtte deltakerne starte ny semantisk integrasjons behandling for å integrere alle ord for ord-inndata og danne en tolkning av meldingsnivå. I dagens eksperiment, holder vi at P600 effekten gitt bevis for at deltakerne ikke gi opp høyere nivå informasjonsbehandling av kritiske uregelrett ordet. Den P600 effekten er foreslått som en indikatorpå semantisk integrering15,16,17,18,19, noen andre senere høyere nivå behandling som syntaktiske reanalysis5 ,20,21,22eller forholdet etablering23. Den mye senere, høyere nivå prosessering som strukturelle reanalysis og forholdet etablering inkluderer også tidligere innsats for semantisk integrering behandling. Derfor elicited P600 effekt i semantisk beriket ny komplett setning antyder at deltakerne ikke gi opp høyere nivå prosessering (inkludert semantisk integrering) når møte samme uregelrett informasjon i en ny, beriket sentential Sammenheng. Med identisk uregelrett informasjon før og etter repetisjoner og den nylig igangsatt kognitiv innsats etter repetisjoner å integrere den gamle informasjonen med ny informasjon, kan vi antyde at den semantiske integreringen problemer utløst av komplett uregelrett setning var nesten det samme som utløses av kjernen uregelrett strukturen under sin første presentasjon i dagens protokoll. Som et resultat bidro den igangsatte nye semantiske integrerings behandlingen til å utløse den samme graden av semantisk integrasjons problemer etter at flere repetisjoner ble brukt for å forbedre deltakernes forventning for uregelrett informasjon.
Til sammen viser de nåværende resultatene at problemene med semantisk integrering i repetisjons gruppen ikke førte til gjenoppretting av den betydelig svekkede N400-effekten som følge av flere repetisjoner, til et nivå som ligner på N400-effekten elicited av unrepeated uregelrett setninger. Derfor resultatene tyder på at semantisk integrering vanskelighetsgrad ikke bidrar vesentlig til N400 amplitude og gi støtte til forslaget om at N400 ikke reflekterer semantisk integrering behandling.
Effektiviteten av metoden
Det viktigste målet for den nåværende protokollen er å gi en dynamisk måte å kontinuerlig forbedre deltakernes forventning for en uregelrett setning og samtidig opprettholde integreringen vanskeligheten av setningen (ved å hindre deltakerne fra å gi opp forsøk på å integrere gjentatt uregelrett informasjon etter at de har lært at det er ingen mulighet for å få en sannsynlig melding fra den etter flere repetisjoner). I denne protokollen er repetisjon del utformet for å oppnå flere repetisjoner av de mindre informative uregelrett kjerne strukturer som finnes i hele uregelrett setning, og oppfølgingen, mye mer informativ komplett uregelrett setning som inneholder den samme uregelrett informasjonen er utformet for å alletjenestegrener den semantiske integreringen av den samme uregelrett informasjonen.
For å evaluere effektiviteten av denne protokollen, må vi først undersøke om deltakernes forventninger til uregelrett setninger forsterkes av flere repetisjoner. Mange tidligere studier har foreslått at N400 amplitude er faktisk en invers funksjon av expectedness eller prediksjon av input semantisk informasjon, det vil si, jo mindre input semantisk informasjon er forventet, jo større N400 amplitude6 , 8. Følgelig, den sterkt svekket N400 amplitude etter repetisjoner tyder på at den forventninger er sterkt forbedret. Den nåværende eksperimentelle resultater bekrefte disse tidligere studier ved å demonstrere at N400 effekten ble sterkt svekket av flere repetisjoner. Etter tidligere forslag hevder vi at den sterkt svekkede N400-effekten i eksperimentet indikerer at deltakernes forventninger til uregelrett setninger ble betydelig forbedret ved flere repetisjoner (se Figur 3).
Den andre bekymringen er om oppfølging, semantisk beriket komplett uregelrett setninger kan lykkes alletjenestegrener semantisk integrering vanskelighetsgrad. Våre eksperimentelle resultater viser at en signifikant P600 effekt fulgte N400 effekt i 500-800 MS tidsvinduet i repetisjons tilstand (se Figur 4). Som diskutert ovenfor, den elicited P600 effekt i hele uregelrett setning, som reflekterer den senere høyere nivå informasjonsbehandling, indikerer at oppfølgingen, mer informative setninger vellykket gjenopptas semantisk integrering behandling av samme uregelrett informasjon i den beriket sentential konteksten. I tillegg, siden den gjentatte kjernen strukturene deler samme uregelrett informasjon som følger opp fullstendige setninger, dette antyder videre at gjenopptas semantisk integrering er (nesten) så vanskelig i den komplette uregelrett setninger som før repetisjon (dvs. det kritiske ordet fortsatt ikke kan integreres i konteksten for å generere en vellykket melding).
Til sammen har den nåværende metoden vist seg å være effektiv i dynamisk styrke deltakernes forventning for uregelrett setninger og samtidig opprettholde semantisk integrering vanskelighetsgrad. Derfor er nåværende metode en nyttig måte å distansere forventet elicited effekt og integreringen elicited effekt i behandlingen av uregelrett setninger.
Ytterligere forklaringer og mulige andre programmer
Den nåværende protokollen gir en effektiv dynamisk metode for å distansere de intertwining faktorene av uventethet og semantisk integrering vanskeligheter i uregelrett setninger av flere repetisjoner. For å oppnå dette målet og for vurderinger som tids kostnadskontroll, gjentar protokollen bare kjerne uregelrett informasjon, i stedet for hele setningen. Derfor er kjerne uregelrett struktur konstruksjonsprosessen (trinn 1,2) avgjørende i denne protokollen. Det bør bemerkes at hvis unødvendig informasjon er inkludert i kjernen struktur, vil det øke den totale tiden kostnader. Derfor, for å spare tid og eliminere unødvendig informasjon (for å legge et bedre fundament for senere integrering initiering), bør kjernen uregelrett strukturen være så forenklet så mye som mulig. På den annen side bør alle de nødvendige elementene inkluderes for å representere uregelrett informasjon og for å sikre effekten av flere repetisjoner. Det er nyttig å gjennomføre en pre-test for å undersøke om utdraget kjernen struktur kan lokke fram samme N400 effekt som hele uregelrett setning. For resten, mindre modifiseringer er anbefalt slik det utdraget uregelrett kjernen strukturer anvendt inne gjentagelser avviker inne blankett og ordre fra kjernen strukturer inne det uregelrett fullstendig dommer, idet angitt av steg 1.2.3. Ellers kan deltakerne huske en kjernestruktur som en hel enhet, som vil blokkere initiering av semantisk integrering når ny informasjon blir lagt til.
Den nåværende metoden kan gi innsikt for fremtidige studier som har til hensikt å gjennomføre flere repetisjoner av kontekst-rike komplette setninger. Flere repetisjoner er mye brukt til å undersøke minne relatert kognitiv prosessering, for eksempel rollene til minne i ord forståelse. Imidlertid vil flere repetisjoner av kontekst-rike setninger i stor grad øke den eksperimentelle tids kostnader og gjøre et eksperiment umulig. Den nåværende protokollen gir en måte å kontrollere tidskostnadene for gjentatt setning nivå informasjon i et eksperiment.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Det er ingen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet av National Natural Science Foundation i Kina [61433015], National Social Science Major Fund of China [14ZDB154; 15ZDB017], og MOE (Utdanningsdepartementet i Kina) prosjekt for humaniora og samfunnsvitenskap [14YJC740104]. Vi uttrykker stor takknemlighet til de to anonyme anmeldere for sine verdifulle 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).
