Summary

Dissociation af de forstyrrende påvirkninger af forventet forventning og Integrativ vanskelighed, der er bosat i unormale sætninger i begivenheds relaterede potentielle studier

Published: May 09, 2019
doi:

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.

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 mu…

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 </…

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 forventni…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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

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

  1. Kutas, M., Hillyard, S. A. Reading Senseless Sentences – Brain Potentials Reflect Semantic Incongruity. Science. 207, 203-205 (1980).
  2. 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).
  3. van Herten, M., Kolk, H., Chwilla, D. Semantic anomalies and the P600 effect. Journal of Cognitive Neuroscience. , 55-55 (2002).
  4. 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).
  5. Osterhout, L., Holcomb, P. J. Event-Related Brain Potentials Elicited by Syntactic Anomaly. Journal of Memory and Language. 31, 785-806 (1992).
  6. Kutas, M., Hillyard, S. A. Brain potentials during reading reflect word expectancy and semantic association. Nature. 307, 161-163 (1984).
  7. 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).
  8. Lau, E. F., Phillips, C., Poeppel, D. A cortical network for semantics: (de)constructing the N400. Nature Reviews Neuroscience. 9, 920-933 (2008).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Lai, V. T., Curran, T., Menn, L. Comprehending conventional and novel metaphors: An ERP study. Brain Research. 1284, 145-155 (2009).
  13. Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: The Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Chen, L. L., Li, L. Context modulates neural activity of N400 and P600 to visual words. Journal of Neurolinguistics. 26, 490-509 (2013).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Friederici, A. D. Towards a neural basis of auditory sentence processing. Trends in Cognitive Sciences. 6, 78-84 (2002).
  21. 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).
  22. Kaan, E., Swaab, T. Y. Repair, revision, and complexity in syntactic analysis: An electrophysiological differentiation. Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 98-110 (2003).
  23. Gouvea, A. C., Phillips, C., Kazanina, N., Poeppel, D. The linguistic processes underlying the P600. Language and Cognitive Processes. 25, 149-188 (2010).

Play Video

Cite This Article
Huang, Y., Jiang, M., Guo, Q., Wang, Y., Yang, F. G. Dissociation of the Confounding Influences of Expectancy and Integrative Difficulty Residing in Anomalous Sentences in Event-related Potential Studies. J. Vis. Exp. (147), e59436, doi:10.3791/59436 (2019).

View Video