Interactie tussen fonologische en semantische processen in visuele woordherkenning met behulp van elektrofysiologie

Summary

We presenteren een protocol om de relatieve activeringsvolgorde van fonologie en semantiek in visuele woordherkenning te verkennen. De resultaten tonen aan dat in overeenstemming met interactieve verslagen, semantische en fonologische representaties interactief kunnen worden verwerkt en dat taalkundige representaties op een hoger niveau van invloed kunnen zijn op vroege verwerking.

Abstract

Controverses hebben altijd bestaan in onderzoek met betrekking tot leesvaardigheid; over de vraag of gedrukte woorden op een feedforward-manier worden waargenomen op basis van orthografische informatie waarna andere representaties, zoals fonologie en semantiek worden geactiveerd, of dat deze volledig interactief zijn en semantische informatie op hoog niveau van invloed is op vroege verwerking. Een interferentieparadigma werd geïmplementeerd in het gepresenteerde protocol van fonologische en semantische beoordelingstaken die dezelfde vooraf-doelparen gebruikten om de relatieve volgorde van fonologische en semantische activering te verkennen. De hoog- en laagfrequente doelwoorden werden voorafgegaan door drie voorwaarden: semantisch verwant, fonologisch verwant (homofonen) of niet-verwant. De resultaten toonden aan dat de geïnduceerde P200-component van laagfrequente woordparen significant groter was dan hoogfrequente woorden in zowel de semantische als de fonologische taken. Bovendien veroorzaakten zowel de homofonen in de semantische taak als de semantisch verwante paren in de fonologische taak een vermindering van N400 in vergelijking met de controleconditie, woordfrequentie-onafhankelijk. Het is vermeldenswaard dat voor de laagfrequente paren in de fonologische oordeelstaak, de P200 die vrijkwam door de semantisch verwante woordparen significant groter was dan die in de controleconditie. Over het algemeen werden semantische verwerking in fonologische taken en fonologische verwerking in semantische taken gevonden in zowel hoog- als laagfrequente woorden, wat suggereert dat de interactie tussen semantiek en fonologie op een taakonafhankelijke manier kan werken. De specifieke tijd waarop deze interactie plaatsvond, kan echter zijn beïnvloed door de taak en frequentie.

Introduction

Het kritieke probleem in elk woordherkenningsmodel is het begrijpen van de rol van fonologie in het proces van semantische toegang¹. Voor alfabetische talen beschouwen veel studies fonologie consequent als een belangrijke rol spelend bij semantische toegang, waaronder Engels^2,3,4,Hebreeuws^5,Frans⁶en Spaans^7. Met andere woorden, geschreven woordherkenning omvat niet alleen orthografische, maar ook fonologische en semantische verwerking. Deze waarneming in het interactieve connectionistische model wordt verklaard door uitbreidingen die in het hele netwerk worden geactiveerd, waarbij orthografie wordt geassocieerd met fonologische en semantische representaties door middel van gewogen verbindingen⁸. Deze proliferatie van activering biedt het kernmechanisme voor het visuele woordherkenningsmodel, dat ervan uitgaat dat fonologische en semantische representaties automatisch worden geactiveerd als reactie op orthografische invoer⁹.

Het huidige empirische bewijs dat de hypothese van interactieve automatisering ondersteunt, blijft echter controversieel. Sommige studies beweren dat de activering van fonologische en semantische representaties kan worden aangepast of voorkomen door taakeisen of aandacht, wat een zekere top-down invloed impliceert op de processen op hoog niveau die betrokken zijn bij woordperceptie^10,11. De bovengenoemde beschrijving is echter in twijfel getrokken door vele bevindingen die fonologische en semantische effecten in visuele woordherkenning rapporteren, hoewel deze representaties volledig irrelevant zijn voor de taak of niet rechtstreeks toegankelijk zijn¹², waardoor de opvatting wordt ondersteund dat semantiek en fonologie automatisch en met geweld toegankelijk zijn tijdens het leesproces¹³ . Daarom is er onzekerheid over de vraag of de fonologische en semantische activering in visuele woordherkenning afhankelijk is van de specifieke taak of dat deze met geweld en automatisch op een taakonafhankelijke manier plaatsvindt.

Het antwoord op bovengenoemde vraag is moeilijk voor Chinese lezers. In vergelijking met het Engels is Chinees een logografisch schrift waarvan de tekens morfemen vertegenwoordigen in plaats van fonemen¹⁴. Op dit moment blijft de rol van fonologie voor semantische toegang tot Chinese woorden controversieel. Sommige studies hebben beweerd dat fonologie een belangrijke rol speelt bij semantische toegang tot Chinese woorden^15,16,17. Anderen hebben echter de tegenovergestelde mening^{gevoerd 18,19}. Na evaluatie van het bovengenoemde onderzoek voor Chinese fonologische verwerking, ontdekten we dat het experimentele paradigma en specifieke onderzoeksmethoden verschillen. Over het algemeen was het voornamelijk verdeeld in twee paradigma’s: woordpriming^15,18,19 en schendingsparadigma in de zin^17,20,21. Het doelwoord is meestal ingebed aan het einde van de zin in het overtredingsparadigma²². In termen van taalmechanisme is een korte zin van twee woorden een beter beheersbare eenheid dan een volledige zin die moeilijk te verwerken is²³. Bovendien kunnen variabelen die moeilijk te controleren zijn in een zin, zoals syntaxis, context of andere factoren, tot verschillende conclusies leiden²⁴. Het woord priming paradigma is een methode die vaak wordt gebruikt om woordherkenningsmodellen te verkennen, of het nu in alfabetische talen of Chinees is. De taak van dit paradigma is om te beoordelen of het doelwoord voorafgegaan door de priemgetallen een echt woord of pseudowoord is; dat wil zeggen, dit paradigma bevat meestal slechts één lexicale taak. Een enkele lexicale beslissingstaak is echter misschien niet de beste keuze om het probleem op te lossen of de activering van fonologie en semantiek afhankelijk is van de taak. Daarom kunnen twee verschillende taken meer geschikt zijn om deze vraag te onderzoeken.

Daarom was dit onderzoek gericht op het onderzoeken van de rol van fonologie in Chinese woordherkenning en tegelijkertijd proberen te bepalen of de activering van fonologie en semantiek taakonafhankelijk is. Ons onderzoek omvat twee taken met behulp van het interferentieparadigma: semantisch oordeel en fonologisch oordeel. Voor zover we weten, is dit de eerste event-related potential (ERP) studie van Chinese twee-karakter compound herkenning met behulp van dit interferentieparadigma, en deze methode komt zelden voor in studies van alfabetische talen. In het bijzonder moeten deelnemers bij de semantische beoordelingstaak beoordelen of het doelwoord en zijn precedent semantisch verwant zijn, terwijl ze in de fonologische taak moeten beoordelen of de gepaarde woorden dezelfde uitspraak hebben.

De eerste is een semantische matchingtaak die geen a priori fonologische verwerking vereist, en de laatste is een fonologische beoordelingstaak die geen a priori semantische verwerking vereist. Daarom vergeleken we homofone paren en niet-gerelateerde controlegroepen in de semantische beoordelingstaak om te onthullen of en hoe fonologie de semantische verwerking beïnvloedt. Op dezelfde manier vergeleken we semantisch gerelateerde woordparen met niet-gerelateerde controleomstandigheden in de fonologische oordeelstaak om te onthullen of en hoe semantiek de fonologische verwerking beïnvloedt. Bovendien werd het bovengenoemde probleem geverifieerd in hoog- en laagfrequente woorden. Deze aanvullende semantische en fonologische oordeelstaak kan dus niet alleen het belang van fonologische verwerking in de Chinese woordherkenning onthullen, maar ook onthullen of en hoe fonologie en semantiek op elkaar inwerken.

Als de fonologie en semantische processen vroeg, automatisch en interactief zijn, moet het effect van fonologische en semantische activering worden waargenomen in de responstijd van de twee taken. Voor ERP activeren fonologische en semantische processen twee verschillende elektrofysiologische markers^2,7. Bovendien moeten hun tijdslopen en hun ruimtelijke verdelingen anders zijn. Een vroege positieve component (P200) moet de fonologische verwerking weerspiegelen en de typische semantische verwerkingsmarker N400 moet ook worden geïdentificeerd^20,21. We gingen ervan uit dat zowel de fonologisch verwante paren in de semantische taak als de semantisch-gerelateerde paren in de fonologische taak een significante afname van N400 zouden veroorzaken, wat zou hebben aangegeven dat fonologische verwerking kan leiden tot een zekere mate van activering op lexicale-semantische niveaus. Daarnaast hebben we gemonitord of de P200, die fonologische verwerking kenmerkt, voorkwam in de semantische oordeelstaak of de fonologische oordeelstaak. In de fonologische oordeelstaak activeren semantisch gerelateerde aandoeningen de P200, wat kan worden gezien als bewijs van de vroege invloed van semantiek op fonologische verwerking.

Protocol

Het protocol dat voor deze studie werd gebruikt, werd goedgekeurd door de Institutional Review Board van de Tsinghua University. 1. Stimuli constructie en presentatie Prikkels constructie Stimulivoorbereiding: Bereid doelwoorden voor die ongeveer 140 Chinese verbindingen van twee tekens bevatten, waarvan laag- en hoogfrequente woorden goed zijn voor de helft. Voorafgaan aan elk doel drie analogen: een fonologisch identiek woord (homoniem woord), een woord met verwante beteken…

Representative Results

Dit protocol werd gebruikt in een recente studie om de rol van fonologie in chinese twee karakters samengestelde herkenning te onderzoeken en om het woordherkenningsmodel26af te leiden . Alle stimuli die in deze studie werden gebruikt, werden volledig onthuld26. Drie tijdvensters werden geselecteerd op basis van global field power (GFP): bij 100-150 ms, 160-280 ms en 300- 500 ms voor N1-, P200- en N400-componenten, respectievelijk26. De gemiddelde am…

Discussion

Experimentele resultaten en betekenis:
Het doel van dit protocol was om het volgende af te leiden: 1) of het woordherkenningsmodel een feedforward-model of een interactief model is en 2) de interactie tussen de fonologische en semantische patronen in Chinese twee karakters samengestelde herkenning van hoge en lage frequentie onder verschillende taken. Een interferentieparadigma van fonologische en semantische matchingtaken met behulp van de ERP-techniek werd aangenomen. De ERP-antwoorden voorafgegaan …

Materials

BrainAmp DC amplifier system (Brain Products GmbH)	Brain Products, Gilching, Germany		BrainAmp S/N AMP13061964DC Input 5.6DC=150mA Operation 7mA Standby
Easycap (Brain Products GmbH)	Brain Products, Gilching, Germany		62 Ag/AgCl electrodes with a configuration of the international 10–20 system of electrode