Взаимодействие фонологических и семантических процессов в визуальном распознавании слов с помощью электрофизиологии

Summary

Представлен протокол для исследования относительной последовательности активации фонологии и семантики в визуальном распознавании слов. Результаты показывают, что в соответствии с интерактивными учетными записями семантические и фонологические представления могут обрабатываться интерактивно, а лингвистические представления более высокого уровня могут влиять на раннюю обработку.

Abstract

Противоречия всегда существовали в исследованиях, связанных со способностями к чтению; о том, воспринимаются ли печатные слова в прямом виде на основе орфографической информации, после чего активируются другие представления, такие как фонология и семантика, или же они полностью интерактивны и высокоуровневая семантическая информация влияет на раннюю обработку. В представленном протоколе фонологических и семантических задач суждения реализована интерференционная парадигма, в которой для исследования относительного порядка фонологической и семантической активации использовались одни и те же предшествующие целевые пары. Высоко- и низкочастотным целевым словам предшествовали три условия: семантически связанные, фонологические (омофоны) или несвязанные. Результаты показали, что индуцированная составляющая P200 низкочастотных пар слов была значительно больше высокочастотных слов как в семантических, так и в фонологических задачах. Кроме того, как омофоны в семантической задаче, так и семантически связанные пары в фонологической задаче вызвали снижение N400 по сравнению с контрольным условием, частотой слова независимо. Стоит отметить, что для низкочастотных пар в задаче фонологического суждения P200, высвобождаемый семантически связанными парами слов, был значительно больше, чем в контрольном состоянии. В целом, семантическая обработка в фонологических задачах и фонологическая обработка в семантических задачах были обнаружены как в высоко-, так и в низкочастотных словах, предполагая, что взаимодействие между семантикой и фонологией может действовать независимо от задачи. Однако конкретное время, в течение которого происходило это взаимодействие, могло зависеть от задачи и частоты.

Introduction

Критическим вопросом в любой модели распознавания слов является понимание роли фонологии в процессе семантического доступа¹. Для алфавитных языков многие исследования последовательно рассматривают фонологию как играющую важную роль в семантическом доступе, включая английский^2,3,4,иврит^5,французский⁶и испанский^7. Другими словами, распознавание письменного слова предполагает не только орфографическую, но и фонологическую и семантическую обработку. Это наблюдение в интерактивной коннекционистской модели объясняется расширениями, активированными по всей сети, где орфография связана с фонологическими и семантическими представлениями через взвешенные связи^8. Это распространение активации обеспечивает основной механизм для модели визуального распознавания слов, которая предполагает, что фонологические и семантические представления автоматически активируются в ответ на орфографический ввод^9.

Однако современные эмпирические данные, подтверждающие гипотезу интерактивной автоматизации, остаются спорными. Некоторые исследования утверждают, что активация фонологических и семантических представлений может быть скорректирована или предотвращена требованиями задачи или внимания, что подразумевает определенное нисходящее влияние на процессы высокого уровня, участвующие в восприятии слова^10,11. Тем не менее, вышеупомянутое описание было поставлено под сомнение многими выводами, которые сообщают о фонологических и семантических эффектах в визуальном распознавании слов, даже если эти представления совершенно не имеют отношения к задаче или не могут быть напрямую доступны^12,тем самым поддерживая мнение о том, что семантика и фонология могут быть доступны автоматически и принудительно во время процесса чтения^13. . Поэтому существует неопределенность в отношении того, зависит ли фонологическая и семантическая активация в визуальном распознавании слов от конкретной задачи или же она происходит принудительно и автоматически независимо от задачи.

Ответ на вышеупомянутый вопрос сложен для китайских читателей. По сравнению с английским, китайский язык представляет собой логографическое письмо, символы которого представляют морфемы вместо фонем^14. В настоящее время роль фонологии для семантического доступа к китайским словам остается спорной. Некоторые исследования утверждают, что фонология играет важную роль в семантическом доступе к китайским словам^15,16,17. Другие, однако, придерживаются противоположной^{точки зрения 18,19.} Оценив вышеупомянутые исследования для китайской фонологической обработки, мы обнаружили, что экспериментальная парадигма и конкретные методы исследования различаются. В целом она была в основном разделена на две парадигмы: слово прайминг^15,18,19 и парадигма нарушения в предложении^17,20,21. Целевое слово обычно встраивается в конце предложения в парадигму нарушения^22. С точки зрения языкового механизма, короткая фраза из двух слов является более управляемой единицей, чем полное предложение, которое трудно обработать^23. Кроме того, переменные, которые трудно контролировать в предложении, такие как синтаксис, контекст или другие факторы, могут привести к различным выводам^24. Парадигма прайминга — это метод, обычно используемый для изучения моделей распознавания слов, будь то в алфавитных языках или китайском. Задача этой парадигмы состоит в том, чтобы судить, является ли целевое слово, которому предшествуют простые числа, реальным словом или псевдословом; то есть эта парадигма обычно содержит только одну лексическую задачу. Однако одно лексическое решение задачи может быть не лучшим выбором для решения проблемы того, зависит ли активация фонологии и семантики от поставленной задачи. Поэтому две разные задачи могут быть более подходящими для изучения этого вопроса.

Поэтому это исследование было направлено на изучение роли фонологии в распознавании китайских слов и одновременно попытку определить, является ли активация фонологии и семантики независимой от задачи. Наше исследование включает в себя две задачи с использованием интерференционной парадигмы: семантическое суждение и фонологическое суждение. Насколько нам известно, это первое исследование потенциала, связанного с событиями (ERP) китайского двухсимвольного комплексного распознавания с использованием этой парадигмы интерференции, и этот метод редко появляется в исследованиях алфавитных языков. В частности, в задаче семантического суждения участники должны судить, является ли целевое слово и его прецедент семантически связанными, в то время как в фонологической задаче они должны судить, имеют ли парные слова одинаковое произношение.

Первая представляет собой задачу семантического сопоставления, не требующую априорной фонологической обработки, а вторая — фонологическую задачу суждения, не требующую априорной семантической обработки. Поэтому мы сравнили гомофонные пары и несвязанные контрольные группы в задаче семантического суждения, чтобы выявить, влияет ли фонология на семантическую обработку и как она влияет. Аналогичным образом, мы сравнили семантически связанные пары слов с несвязанными контрольными условиями в задаче фонологического суждения, чтобы выявить, влияет ли семантика на фонологическую обработку и как она влияет. Кроме того, вышеупомянутая проблема была проверена в высоко- и низкочастотных словах. Таким образом, эта взаимодополняющая семантическая и фонологическая задача суждения может не только выявить важность фонологической обработки в распознавании китайских слов, но и выявить, взаимодействуют ли фонология и семантика.

Если фонология и семантические процессы являются ранними, автоматическими и интерактивными, эффект фонологической и семантической активации должен наблюдаться во время отклика двух задач. Для ERP фонологические и семантические процессы запускают два разных электрофизиологических маркера^2,7. Кроме того, их временные курсы и их пространственное распределение должны быть разными. Ранний положительный компонент (P200) должен отражать фонологическую обработку, а типичный маркер семантической обработки N400 также должен быть идентифицирован^20,21. Мы предположили, что как фонологически связанные пары в семантической задаче, так и семантические пары в фонологической задаче вызовут значительное снижение N400, что указывает на то, что фонологическая обработка может привести к некоторой степени активации на лексико-семантических уровнях. Кроме того, мы отслеживали, появился ли P200, который характеризует фонологическую обработку, в задаче семантического суждения или в задаче фонологического суждения. В задаче фонологического суждения семантические условия вызывают P200, что можно рассматривать как свидетельство раннего влияния семантики на фонологическую обработку.

Protocol

Протокол, использованный для этого исследования, был одобрен Институциональным наблюдательным советом Университета Цинхуа. 1. Построение и презентация стимулов Построение стимулов Подготовка стимулов: Подготовьте целевые слова, содержащие примерно 140 китайс?…

Representative Results

Этот протокол был использован в недавнем исследовании для изучения роли фонологии в китайском двухсимвольном распознавании соединений и для вывода модели распознавания слов26. Все стимулы, использованные в этом исследовании, были полностью раскрыты26. На осно…

Discussion

Экспериментальные результаты и значимость:
Цель этого протокола состояла в том, чтобы сделать следующий вывод: 1) является ли модель распознавания слов моделью прямой передачи или интерактивной моделью и 2) взаимодействием между фонологическими и семантическими паттернами ?…

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