Summary
Мы представляем протокол для разъединения взаимосвязанных факторов интегративной сложности и неожиданности в семантически аномальных предложениях, применяя несколько повторений для увеличения продолжительности участников для аномальных приговоров. Диссоциация помогает исследовать основной вклад вызываемых событий, связанных с потенциалами (ERP) эффекты, такие как N400 в изучении языка.
Abstract
Смешанные факторы неожиданности и семантической интеграции трудности естественно проживающих в аномальных предложений в изучении языка затрудняют определение основного механизма обработки компонентов ERP. В отличие от традиционного статического подхода к манипулированию ожидаемой частотой через частоту корпуса или вероятность cloze, этот протокол предлагает динамический метод для увеличения продолжительности участников для редко встречающихся аномальных предложений несколькими повторениями сохраняя свои трудности семантической интеграции. Для решения вопросов увеличения затрат на время в результате нескольких повторений, этот протокол предлагает повторить только строго упрощенную основную структуру, извлеченную из аномального предложения, прежде чем представить семантически обогащенный, гораздо более информативный полное аномальное предложение, содержащее аномальную основную структуру для повторного инициирования семантической интеграционной обработки. Полное аномальное предложение вызвало эффект P600. Это говорит о том, что участники не давали отказаться от обработки аномальной информации после повторений и же семантическая интеграция трудности были успешно восстановлены. Важно отметить, что результаты, полученные в ходе экспериментальных экспериментов, свидетельствуют о том, что эффект N400, вызванный многочисленными повторениями, не был восстановлен из-за возникшей в последующих семантических трудностей интеграции. Он предполагает, что ослабленный эффект N400 следует главным образом объяснять увеличением ожидаемой продолжительности для аномальной информации путем многочисленных повторений. Экспериментальные результаты показывают, что этот метод может эффективно увеличить продолжительность участников для аномальных предложений, сохраняя при этом трудности семантической интеграции.
Introduction
Аномальные предложения широко используются лингвистами для изучения когнитивной обработки нормальных языков в Интернете. Например, в исследованиях, связанных с событиями (ERP), предложения с семантическими аномалиями (например, "Он распространял теплый хлеб с носками.") были сообщены, чтобы вызвать эффект N400 1 (но также увидеть некоторые другие исследования отчетности семантического эффекта P600 .) было сообщено, чтобы вызвать эффект N4001 (но также увидеть некоторые другие исследования отчетности семантического эффекта P600 2 , 3), в то время как предложения с синтаксических трудностей или аномалий (например, "женщина убедила ответить на дверь ...") было сообщено, чтобы вызвать эффект P6004,5. Эти электрофизиологические компоненты широко используются в качестве надежных индикаторов для изучения нормальных временных курсов обработки информации с различных аспектов языка, таких как синтаксис и семантика.
Аномальные предложения вызывают большие трудности для семантической интеграции обработки во время понимания. Однако такие смешанные факторы, как неожиданность (т.е. любое аномальное выражение, естественно, является неожиданным выражением), затрудняются определение истинного когнитивного процесса, лежащего в основе наблюдаемого эффекта, вызванного аномальными предложениями. Например, если эффект N400 вызывается аномальным предложением, неясно, вызвано лиэто неожиданностью 6,7,8 или интегративной трудностью1,9,10 .
Чтобы выяснить, является ли это ожидание или семантическая интеграция трудности, которые способствуют вызываемого электрофизиологического эффекта, мы должны разъединить эти два фактора. Традиционно, ожидаемая продолжительность часто измеряется частотой корпуса (в исследованиях слов) или cloze вероятность (в исследованиях предложения). Широко используемый метод манипулирования ожидаемой продолжительностью в традиционных экспериментах заключается в выборе стимулов с высокими и низкими баллами в ожидаемой продолжительности для формирования ожидаемых и неожиданных групп. Этот метод эффективен в манипулировании ожидаемой продолжительностью и дал обильные глубокие результаты.
Однако, как статический подход к манипулированию ожидаемой продолжительностью, он имеет одно ограничение: ожидаемым и неожиданным группам трудно иметь те же семантические трудности интеграции. При такой манипуляции стимулы, выбранные для ожидаемых и неожиданных групп, должны быть разными; таким образом, трудность семантической интеграции изменяется, когда мы манипулизируя ожидаемую продолжительность, используя различные стимулы с различными значениями ожидаемой продолжительности или cloze вероятности). Хотя мы можем найти неожиданные, но разумные выражения (т.е. неожиданные выражения, состоящие из слов, которые могут быть успешно интегрированы в разумное сообщение), вполне возможно, что интегративные усилия, требуемые этими неожиданными, но разумными выражения отличаются от тех, которые требуются обычными выражениями. Если различия не контролируются, значительные различия в ответах мозга могут возникнуть, так как явные доказательства показывают, что интегративная обработка неожиданных, но разумных новых метафорических выражений вызывает реакции мозга совершенно разные от тех, вызванных обычными метафорами11,12.
Для решения этой проблемы мы предлагаем новый метод динамического увеличения продолжительности участников для аномальных предложений, пытаясь сохранить трудности ссемантической интеграции. В частности, мы быстро знакомим участников с незнакомыми аномальными предложениями и тем самым повышаем их продолжительность за счет многочисленных повторений. Важно отметить, что многочисленные повторения не меняют сам стимул; таким образом, семантически аномальная информация сама по себе остается неизменной (т.е. критическое слово все еще не может быть успешно интегрировано в контекст).
Однако мозг может отказаться от интеграции, узнав, что аномальная информация не может быть успешно интегрирована в предыдущий контекст вообще (т.е. интеграционная обработка может отсутствовать, так что нет никаких трудностей интеграции). Таким образом, этот протокол предлагает повторить только основную аномальную информацию, извлеченную из аномального предложения, а затем использовать полное аномальное предложение, которое содержит идентичную аномальную информацию в качестве семантически обогащенной версии это основной аномальной информации, чтобы инициировать новую семантическую интеграционную обработку в состоянии повторения. С идентичной аномальной информацией в семантически обогащенном полной аномальной фразе и инициированной новой семантической интеграционной обработкой, мы предполагаем, что семантическая интеграция трудности вызваны аномальной информации в полном аномальное предложение после нескольких повторений должно оставаться почти таким же, как и в случае, вызванного аномальной информацией до повторения (независимо от состояния семантической интеграционной обработки во время повторений). Таким образом, мы исходим из того, что фактор семантической интеграции в семантически обогащенных полных аномальных предложениях остается тем же после повторений, что и в соответствующих упрощенных основных структурах, но продолжительность значительно увеличена.
Основываясь на этих предположениях, мы сравниваем эффект N400, вызванный семантически обогащенными полными аномальными предложениями, содержащими повторяющиеся основные аномальные сведения, с тем, что вызвано недавно встреченные полными аномальными предложениями, для расследования основных вкладчик этого вызвал эффект ERP. Рабочие гипотезы таковы: согласно предыдущим исследованиям, эффект N400 будет значительно ослаблен повторениями. На основе ослабленного N400, если недавно начатая семантическая интеграция той же аномальной информации вызывает восстановление ослабленного эффекта N400 до уровня, аналогичного тому, который вызывает тот же тип аномальной информации, содержащейся в вновь аномальные предложения без повторения, то это свидетельствует о том, что семантическая интеграция трудности является доминирующим фактором вызываемого эффекта N400; в противном случае это говорит о том, что в значительной близости от этого вклада вносится неожиданность.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Настоящий протокол был одобрен Институциональным наблюдательным советом Университета Цинхуа.
1. Строительство стимулов
- Построить критические аномальные предложения для групп повторения и неповторения
- Подготовьте достаточное количество правильных приговоров для построения аномальных приговоров (не менее 40). Например, "эти два компонента были разделены центробежным устройством". Старайтесь использовать только без эмоций предложения как можно больше.
- Постройте аномальные предложения на основе правильных предложений, а затем выделите половину группе повторения и половину группе неповторения.
- Например, распределить фразу "Эти два компонента были распределены центробежным устройством" группе повторения и "Эти два компонента были замываются центробежным устройством" группе неповторяемых. Убедитесь, что две группы аномальных предложений в значительной степени сопоставимы по таким элементам, как правдоподобность, тип нарушения и длина.
- Смешайте все аномальные предложения с группой нормальных предложений (т.е. предложений без интеграции трудностей) случайным образом, чтобы сформировать список нормальных и аномальных предложений.
- Предложите группе носителей языка (не менее 30 человек) оценить приемлемость аномальных предложений по 1-7-балльной шкале, с высокой ценностью, представляющей высокую приемлемость.
- Выберите достаточное количество пар соответствующих аномальных предложений (не менее 35) для использования в качестве стимулов на основе баллов приемлемости. Аномальные предложения должны быть как можно ниже в приемлемости (например, с баллами ниже 2). Убедитесь, что две аномальные группы предложений существенно не отличаются в оценке приемлемости (рекомендуется повторный анализ показателей дисперсии).
- Подготовьте соответствующие стимулы для этих критических аномальных предложений для повторений
- Для группы повторения извлеките основные аномальные элементы из полного аномального предложения, чтобы сформировать основную структуру для повторения (например, для изучения эффекта N400, извлекайте основные элементы, вызывающие семантическое несоответствие).
- Убедитесь, что сохраняются только самые упрощенные аномальные элементы ядра (т.е. удалите любую информацию, не связанную с выяснением эффекта, который необходимо изучить). Например, экстракт только семантически аномальной структуры ядра "компоненты были частью ..." от полного аномального предложения "Эти два компонента были организованы центробежным устройством".
- Для группы неповторения, измените основную структуру так, чтобы она отличалась от той, извлеченной из полного аномального предложения, чтобы предотвратить повторение аномальной структуры ядра, содержащейся в полном аномальном предложении (т.е. для подготовки различные структуры ядра для использования повторения).
- Например, после извлечения основной структуры "компоненты были запятые ..."от критического аномального предложения "Эти два компонента были запяты центробежным устройством" в группе неповторяемых, заменить ключевое слово "запятый" в извлеченная структура ядра с другим словом, таким как "различие" (т.е. использование "компоненты были различены..." вместо "компоненты были запятые ..." для повторения с группой, не повторяемым).
- (Необязательные незначительные изменения) Вносите незначительные изменения в извлеченную структуру ядра (например, напряженные или сингулярные/множественные формы), но убедитесь, что новая может по-прежнему вызвать тот же эффект, что и соответствующее полное аномальное предложение.
- Например, прошедшее время и множественная форма в аномальной основной структуре могут быть дополнительно изменены на нынешнюю временную и особой форму: «компонент является частью...» вместо "компонентов были частично".
ПРИМЕЧАНИЕ: Незначительный шаг модификации является необязательным. Настоятельно рекомендуется, чтобы извлеченная аномальная структура ядра, которая будет использоваться для повторения, иметь ту же форму и порядок, что и основная структура в аномальном полном предложении. Цель незначительной модификации состоит в том, чтобы помешать участнику запоминать основную структуру как целую единицу, с тем чтобы последующее представление аномального полного предложения позволило лучше инициировать семантическую интеграцию. Этот протокол выбирает для применения незначительные изменения.
- Например, прошедшее время и множественная форма в аномальной основной структуре могут быть дополнительно изменены на нынешнюю временную и особой форму: «компонент является частью...» вместо "компонентов были частично".
- Постройте короткое выражение наполнителя для каждой из извлеченных (и измененных) основных структур как в группе повторения, так и в группах, не повторяющемся. Например, монета и ввести правильное, но аналогичное выражение наполнителя "компонент смешивается..." для аномальной основной структуры "компонент является частью..." в группе повторения.
- Аналогичным образом, монета и ввести еще один правильный, но аналогичный наполнитель выражение "компонент обнаружен ..." для аномальной основной структуры "компонент отличается..." в группе неповторяемых.
ПРИМЕЧАНИЕ: Короткие выражения наполнителя вводятся для двух целей: (i) для баланса правильности аномальных основных структур и (ii) в качестве базового значения для наблюдения возможных вызываемых эффектов на различных стадиях повторения (например, эффект N400 на в первый раз, в пятый или десятый раз повторения), потому что даже правильные стимулы могут зависеть от нескольких повторений.
- Для группы повторения извлеките основные аномальные элементы из полного аномального предложения, чтобы сформировать основную структуру для повторения (например, для изучения эффекта N400, извлекайте основные элементы, вызывающие семантическое несоответствие).
| a) Пример семантически обогащенных полных аномальных предложений и их предыдущих основных структур | ||
| Повторная структура ядра | Семантически обогащенный полный приговор | |
| Управления | Эти два компонента были разделены центробежным устройством. | |
| Группа повторения | * Компонент является частью... | Эти два компонента были организованы центробежным устройством. |
| Группа неповторяемых | * Компонент отличается... | Эти два компонента были запяты центробежным устройством. |
| b) Пример упрощенных основных структур в части повторения | ||
| Неправдоподобные выражения | Правдоподобные выражения | |
| Для группы повторений | * Компонент является частью... | Компонент смешанный... |
| Для группы неповторяемых | * Компонент отличается... | Обнаружен компонент... |
Таблица 1: Примеры стимулов: Полные предложения и упрощенные основные структуры. В верхней половине таблицы отображаются примеры полных предложений (в контрольной группе, повторяющейся аномальной группе предложения и неповторимой аномальной группе предложения, соответственно) в полной части предложения и их соответствующей аномальной ядре структуры, которые будут использоваться в части повторения; нижняя половина таблицы отображает аномальные основные структуры и их правдоподобные короткие выражения наполнителя в части повторения.
-
Построить предложения наполнителя
- Подготовьте достаточное количество предложений для обогащения типа предложения и чтобы убедиться, что нормальные и аномальные предложения хорошо сбалансированы по количеству.
- Выберите несколько правильных предложений наполнителя из предложений наполнителя (на основе числа всех критических аномальных предложений в группе повторения) и создайте часть повторения для каждого из выбранных предложений наполнителя так же, как и создание повторения части для критических аномальных предложений: извлекайте основную структуру из каждого правильного предложения наполнителя и примонетируйте соответствующее короткое выражение наполнителя для этой основной структуры.
ПРИМЕЧАНИЕ: Повторная часть вводится перед каждым правильным предложением наполнителя, чтобы избежать разоблачения критических аномальных предложений (которые также имеют часть повторения до них). После этого шага существует два типа полных предложений: предложения с предыдущей частью повторения (включая все критические предложения и выбранные предложения наполнителя, предшествующие повторной части) и предложения без предыдущей части повторения.
2. Презентация Stimuli
- Презентация части повторения
- Представляйте извлеченную структуру ядра и ее правильное выражение наполнителя (см. Таблица 1b)вместе в течение определенного количества раз (например, семь раз) случайным образом (см. часть повторения на рисунке 1).
- Презентация семантического повторного исполнения полного предложения
- Представить полное аномальное предложение сразу после его соответствующего повторения части (см. рисунок 1).
ПРИМЕЧАНИЕ: Различные цвета для части повторения и полного предложения (например, темно-синий и темно-зеленый) оказываются полезными для участников, чтобы различать эти две части. - (Необязательные модификации) Если исследователь обеспокоен только результатами полной части предложения, то короткие выражения могут быть представлены как целое устройство для экономии времени.
- Представить полное аномальное предложение сразу после его соответствующего повторения части (см. рисунок 1).
Рисунок 1: Схематическая иллюстрация презентации стимула. Верхняя половина фигуры отображает диаграмму подачи повторения и ее соответствующее последующее полное аномальное предложение, левая сторона нижней половины отображает подробный способ представления каждого короткого выражения, а правая сторона нижняя половина отображает детальную манеру представления каждого полного предложения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
- Настройка задачи для части повторения и полной части предложения
- Дайте задачу для каждой основной структуры в части повторения, чтобы держать участников сосредоточены, например, правдоподобность оценки задачи (или аналогичную задачу, которая требует от участников реагировать по-разному на различные основные структуры, например, судить ли выражение ранее было дано).
- Выберите задачу для полной части предложения, которая широко используется в предыдущих связанных исследованиях (например, судейство правдоподобности), чтобы результаты можно было сравнить с результатами предыдущих исследований.
- Общая организация стимулов
- Представляйте каждую часть повторения (наряду с соответствующим последующим полным предложением) только после аномального предложения, и представить после обычного предложения другое полное предложение (будь то нормальное или аномальное) (см. рисунок 2).
ПРИМЕЧАНИЕ: Это полезно двумя способами: (i) предоставление участнику разумного объяснения о том, почему некоторым предложениям предшествует повторение части, а другие нет (например, исследователь может объяснить, что только неправильное предложение будет сопровождаться повторением части в то время как правильное предложение будет иметь право обойти повторение части и перейти непосредственно к другому полному предложению); ii) сделать эксперимент более интересным, избегая однообразия и тем самым помогая участнику оставаться сосредоточенным.
- Представляйте каждую часть повторения (наряду с соответствующим последующим полным предложением) только после аномального предложения, и представить после обычного предложения другое полное предложение (будь то нормальное или аномальное) (см. рисунок 2).
Рисунок 2: Организация стимулов в каждом блоке. Эта цифра отображает общую диаграмму программирования для всех аномальных полных предложений (с соответствующими частями повторения) и правильные, полные предложения наполнителя (без какой-либо предыдущей части повторения) в каждом блоке. Эта цифра принята от Хуан и др.14 с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
3. Подготовка эксперимента и электрофизиологическая запись
- Набирать носителей языка с нормальным или исправленным к нормальному зрению и с той же handness (Эдинбург handness тест может быть использован для выбора участников13). Участники должны быть свободны от неврологических или психических расстройств, и не должны принимать какие-либо лекарства, влияющие на центральную нервную систему.
- Убедитесь, что участники не имеют завивки или истории окрашивания волос в течение двух месяцев до теста. Обеспечить сбалансированное число мужчин и женщин-участников в требуемом возрастном диапазоне.
- Сообщите участникам, чтобы иметь достаточно сна и отдыха перед экспериментом. Убедитесь, что они находятся в здоровом состоянии (без кашля, лихорадки, головной боли и т.д.) во время участия в эксперименте.
- После того, как участник прибывает в лабораторию, познакомите с участником оборудование и материалы, которые будут использоваться в эксперименте, процедуру эксперимента, задачи и стоимость времени эксперимента, а также требования (такие как движение и мигать глаз для того, чтобы помочь участнику иметь базовые знания об общей процедуре и устранить ненужные проблемы.
- Попросите участника заполнить форму запроса Эдинбурга, если у участника нет дополнительных вопросов или забот об эксперименте и он соглашается принять участие в эксперименте. Подтвердите, что все участники имеют одинаковую рукопожатность.
- Дайте участнику форму информированного согласия и попросите участника внимательно прочитать ее. Предоставьте необходимые разъяснения, если у участника есть вопросы о содержании. После того, как участник поймет и согласится на все содержимое, попросите участника подписать форму в назначенном месте и перейти к следующему шагу.
- Проинструктируйте участника правильно очистить голову и высушить волосы в лаборатории. В ожидании участника, держать все экспериментальные материалы готовы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Подготовка экспериментальных материалов зависит от требований конкретной системы записи. - Предложите участнику удобно посидеть в кресле палаты, где будет проводиться эксперимент.
- Очистите кожу участника для соответствующего электрода (ы) на лбу (например, для электродов Fpz, Fp1, Fp2, Af7, Af8), под левым глазом (например, для вертикальной электрокульографии электрода, возле внешней канты правого глаза (например, для горизонтальная электроакулография «HEOG» электрод), а также вокруг левой и правой мастоидной кости (например, для электродов Tp9 и Tp10, которые будут использоваться в качестве новых ссылок в автономном режиме) с лицевым скрабом и ватным тампоном.
- Скраб кожи мягко и не делают участник чувствовать себя неудобно, но и обеспечить, чтобы мертвые клетки кожи и другие вещества, такие как косметика удаляются.
ПРИМЕЧАНИЕ: Распределение электродов может быть различным в зависимости от используемых колпачков. Пожалуйста, следуйте распределению электродов на крышку в использовании или руководство международной 10-20 системы размещения электродов, чтобы найти соответствующие места в вышеупомянутых областях для очистки кожи.
- Скраб кожи мягко и не делают участник чувствовать себя неудобно, но и обеспечить, чтобы мертвые клетки кожи и другие вещества, такие как косметика удаляются.
- Поместите эластичную крышку с электродами на голову участника. Убедитесь, что электрод Cz на крышке расположен на вершине головы и крышка имеет лево-правой симметрии, с серединой электродов, размещенных над средней линией головы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если электроды не закреплены на крышке, следуйте международной 10-20 системе размещения электрода на скальпе участника - Ите электрод (ы) записи движений глаз размещены хорошо и фиксированной. Заполните два отдельных электрода HEOG и VEOG проводящим гелем, поместите их на внешнюю канту правого глаза и ниже левого глаза, соответственно, и зафиксировать с помощью клейкой ленты.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если система не требует проводящий гель, пропустить гель заполнения шаг. - Закрепите ремень под подбородком, чтобы предотвратить движение смежных электродов во время эксперимента. Ремешок не должен быть слишком плотным или слишком свободным. Подключите крышку/электроды к системе записи.
- Снижение импеданса всех электродов до уровня ниже широко применяемого порога импедеданции для исследований ERP (обычно ниже 5 кЗ или 10 кЗ). Это может быть сделано следующим образом.
- Переключите программное обеспечение для записи в интерфейс мониторинга импеданса.
- Начните с электродов Земли (GND) и Справочника (Ref).
- Передайте тупой кончик иглы шприца, содержащего проводящий гель через глазки электродов и волос, пока не достигнет кожи головы, нажмите шприц поршень, чтобы ввести небольшую дозу дирижирования гель на кожу, пока гель не соединяет металлический ci покуся т.д. на электроде и коже.
ПРИМЕЧАНИЕ: Будьте осторожны, чтобы не вводить слишком много геля в случае, если лишний гель соединяет соседние электроды); если система не требует проводящих гель, пропустить этот шаг, но действовать в соответствии с требованиями системы. - Проверьте уровень импеданса в реальном времени, отображаемый в разных цветах на мониторе, пока импеданс не снизится до уровня ниже порогового значения.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если impedance уменьшает очень медленно, то процесс можно умотить вверх путем нежно отжимать гель с тампоном ваты (или тупым кончиком иглы) так НОП гель может иметь более лучший контакт с кожей или путем делать круги с тампоном ваты (или шприцем) без двигать его без двигать его без двигать его s наконечник на кожу головы. - После того, как наземные и справочные электроды подготовлены, лечить другие электроды с тем же методом.
ПРИМЕЧАНИЕ: Имейте в виду, что процесс сокращения импеданса никогда не должен заставлять участника чувствовать себя некомфортно. Полезно начать и поддерживать разговор с участником при подготовке электродов.
- Попросите участника подготовиться к эксперименту. Скажите участнику расслабиться, но также старайтесь избегать чрезмерных мигает глаз и движений тела во время эксперимента.
- Сообщите участнику о задачах в части повторения (т.е. судить о правдоподобности основной структуры, увидев кий ".., следуя за каждой основной структурой) и задачах в основной части предложения (т.е. судить о правдоподобности полной аномальной предложение, увидев кий "? ?" После каждого предложения, и попросить участника ответить соответствующим образом в эксперименте.
- Перед началом эксперимента сообщите участнику, что за неверным предложением последует повторная часть и правильное предложение другим полным предложением (которое может быть правильным или неправильным).
ПРИМЕЧАНИЕ: Это помогает направить внимание участников на взаимосвязь между частью повторения и предложением перед ней, а не на последующее полное предложение. - Начните программу презентации стимулов и позвольте участнику практиковаться в разделе практики.
ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что все типы стимулов, включенных в эксперимент, появляются в этом практическом занятии. - Начните официальную экспериментальную сессию и запишите электрофизиологические сигналы. Разделите все стимулы на различные блоки, чтобы участник мог сделать перерыв в течение примерно 10 минут между каждым блоком.
- Мониторинг системы записи во время записи. Если возникает какая-либо проблема, приостановите эксперимент и запись до тех пор, пока проблема не будет решена должным образом.
- Сохранить записанные электрофизиологические данные и помочь участнику снять крышку. Поручите участнику смыть проводящий гель на коже и волосах.
- Предоставьте участнику награду и поблагодарите участника за участие.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Настоящий протокол был использован в одном из наших недавних исследований, чтобы исследовать, отражает ли эффект N400 семантическую интеграцию обработки14. Стимулы, используемые в этом исследовании были на китайском языке, как показано в таблице 2.
| a) Пример упрощенных основных структур в части повторения | ||
| Неправдоподобные выражения | Правдоподобные выражения | |
| Повторная группа |
*
|
 |
| Данные были репортер кем-то | Данные были утечка кем-то | |
| Неповторимые группы |
*
|
 |
| Данные были память кем-то | Данные были проанализировано кем-то | |
| b) Пример семантически обогащенных полных предложений и их предыдущих основных структур | ||
| Повторная структура ядра | Семантически обогащенный полный приговор | |
| Управления |  |
|
| Данные о полетах были записаны с помощью специальных устройств. | ||
| Повторная группа |
*
|
*
|
| Данные были репортер кем-то | - Летающие данные передавалися с помощью специальных устройств. | |
| Неповторимые группы |
*
|
*
|
| Данные были память кем-то | Летающие данные были маркерированы специальными устройствами. | |
Таблица 2: Примеры стимулов: Полные предложения и упрощенныеосновные структуры. В этой таблице отображаются примеры полных предложений, соответствующие аномальные основные структуры и правдоподобные короткие выражения наполнителя для аномальных ядр. Эта таблица была принята от Хуан и др.14 с разрешения.
Две гипотезы в этом исследовании были в том, что (i) эффект N400, вызванный семантически аномальной информацией, будет значительно ослаблен несколькими повторениями на первом этапе; и ii) последующие действия, возроследованные трудности ссемантической интеграции (по той же повторяющейся аномальной информации) приведут к восстановлению ослабленного эффекта N400.
Эффект N400 в части повторения
ERPs в первый раз, в четвертый раз и в седьмой раз презентация аномальных основных структур показали, что эффект N400 в 300-500 мс время окна исчезли постепенно (см. Рисунок 3). Повторный анализ показателей отклонения (неоднократные меры ANOVA) результаты обеспечили поддержку для ослабления и исчезают N400 эффект: в первый раз, F (1, 21) 37,690, P lt; 0,001; в четвертый раз, F (1, 21) 2,770, P 0,111; и в седьмой раз, F Злт; 1.
Рисунок 3: Дифференциальные волны (неправдоподобно) первой, четвертой и седьмой презентации основных структур в части повторения на репрезентативном электроде Cz. Эта цифра отображает эффект затухания N400 в части повторения с помощью дифференциальных волн на разных стадиях представления (черный: первая презентация; красный: четвертая презентация; синий: седьмая презентация). Эта цифра была принята с разрешения Хуании и др.14. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Эффект N400 в полной части предложения
В течение запланированного временного окна в 300-500 мс, омнибус ANOVA результаты во всех регионах, представляющих интерес (ROIs) указал и значительный эффект состояния, F (2, 42) 8,872, р 0,001. Последующие действия, отдельные ANOVAs показали значительное влияние семантической аномалии между контрольной группой и неповторимой аномальной группой предложения, F (1, 21) 21.580, стр. 0.001. ERPs в неповторимых аномальных приговоров группы были более негативными, чем в контрольной группе. Между повторяющимися аномальными и неповторимыми аномальными группами был выявлен значительный эффект повторения, F (1, 21) 7.780, p 0.011. ERPs в повторяющейся группе были более позитивными, чем в неповторимых группах. Отдельное сравнение между контрольной группой и повторяющейся аномальной группой не выявило существенного эффекта, F (1, 21) и 1,39, р 0,252. ERPs полной части предложения на представительном электроде Cz отображаются на рисунке 4.
Рисунок 4: Связанные с событиями потенциальные (ERP) волны семантически обогащенных полных предложений в повторяющихся, неповторимых и контрольных условиях на репрезентативном электроде Cz. Эта цифра отображает различные формы волны в трех различных условиях (черный: состояние управления; красный: повторные предложения; синий: неповторимые предложения). Эта цифра принята от Хуан и др.14 с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Эффекты P600 в полной части предложения
Помимо эффекта N400 в повторяющейся полной группе предложений, дальнейший анализ показал, что незначительно значительный эффект P600 следовал эффекту N400 в 500-800 мс временное окно между повторением и условиями контроля во всех девяти ROIs на скальп (F(1, 21) 3.266, р 0.085), с ERPs в состоянии повторения более положительным. Если рассматривать только шести ROIs центрального задней части, где эффект P600 часто достигает своего пикового значения, то эффект P600 был значительным, F (1, 21) и 8.112, p 0.010.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Экспериментальные результаты и значимость
В части повторения результаты показали, что эффект N400 становился все меньше и меньше, пока почти не существовало. Значительно ослабленный эффект N400 доказал, что множественные повторения значительно модулировали амплитуду N400. Однако результаты в этой части не могут показать, действительно ли на N400 повлияло изменение ожидаемой продолжительности или семантическая интеграция. Ослабленный эффект N400 все еще можно объяснить по-разному. Одно из объяснений заключается в том, что ожидаемая продолжительность способствовала ослаблению N400 в том, что несколько повторений увеличили продолжительность участников для аномальных выражений. Это предполагает, что N400 индексирует ожидаемую продолжительность, а не семантическую интеграцию трудности. Другое объяснение заключается в том, что после ознакомления с аномальными выражениями, мозг понял, что слова в выражениях просто не могут быть успешно интегрированы в правдоподобное сообщение и поэтому отказался от дальнейших попыток интегрировать Информация. Это объяснение предполагает, что N400 индексирует семантическую интеграцию.
В полной части предложения результаты ERP не показывают эффект N400 в состоянии повторения, но значительный эффект N400 в состоянии неповторения. По сравнению с эффектом N400, вызванным аномальными предложениями в состоянии неповторения, эффект N400 практически отсутствовал в состоянии повторения. Это согласуется с ослабленным эффектом N400 в части повторения. Мы считаем, что эффект N400 почти исчез в состоянии повторения из-за многочисленных повторений. Помимо эффекта N400, полные аномальные предложения также вызвали значительный эффект P600. Мы предполагаем, что эффект P600 отражает более высокий уровень обработки позже, чтобы сформировать интерпретацию уровня сообщения.
Полные аномальные предложения в повторяющихся и неповторимых группах имеют один и тот же тип семантической аномалии (т.е. критические слова в обеих аномальных группах не могут быть успешно интегрированы в контекст для создания правдоподобного сообщения). Повторы могут увеличить продолжительность аномальной информации в группе повторения, но также могут привести к отказу от семантической интеграции участника. Чтобы участники не отдавали интеграцию после повторений, мы повторяли только основную аномальную информацию, извлеченную из аномального предложения, а затем использовали полное аномальное предложение, содержащее ту же аномальную информацию повторно инициировать процесс семантической интеграции. По сравнению с аномальными основными структурами в части повторения, полные аномальные предложения были семантически гораздо более обогащенными, с новой семантической информацией добавлены. Новая информация была использована для инициирования новой семантической интеграционной обработки. Для обработки новой информации вместе со старой информацией участники должны были начать новую семантическую интеграционную обработку, чтобы интегрировать все ввод информации слово за словом и сформировать интерпретацию уровня сообщений. В настоящем эксперименте мы считаем, что эффект P600 предоставил доказательства того, что участники не отказываются от обработки информации более высокого уровня критического аномального слова. Эффект P600 был предложен в качестве индикатора семантической интеграции15,16,17,18,19, некоторые другие более поздние более высокого уровня обработки, такие как синтаксический анализ5 ,20,21,22, или отношения создание23. Гораздо более поздняя обработка на более высоком уровне, такие как структурный реаналитический анализ и установление отношений, также включает в себя более ранние усилия по обработке семантической интеграции. Таким образом, эффект P600 в семантически обогащенном новом полном предложении предполагает, что участники не отказываются от обработки более высокого уровня (включая семантическую интеграцию) при встрече с той же аномальной информацией в новой, обогащенной сенцептивной Контексте. С идентичной аномальной информации до и после повторений и вновь начатых когнитивных усилий после повторения, чтобы интегрировать старую информацию с новой информацией, мы можем сделать вывод, что семантические трудности интеграции вызваны полное аномальное предложение было почти таким же, как и предложение, вызванное основной аномальной структурой во время его первого представления в настоящем протоколе. В результате начатая новая процессуальная интеграция помогла вновь вызвать одинаковую степень семантической интеграции после того, как были применены многочисленные повторы для увеличения ожидаемой продолжительности участников для получения аномальной информации.
Взятые вместе, нынешние результаты показывают, что семантическая интеграция трудности в группе повторения не привели к восстановлению значительно ослабленный эффект N400 в результате нескольких повторений, до уровня, аналогичного эффекту N400 вызвано неповторимыми аномальными предложениями. Таким образом, результаты свидетельствуют о том, что трудности семантической интеграции не вносят существенного вклада в амплитуду N400 и поддерживают предложение о том, что N400 не отражает семантической интеграционной обработки.
Эффективность метода
Наиболее важной целью настоящего протокола является обеспечение динамичного способа постоянного увеличения продолжительности участников для аномального предложения при сохранении сложности интеграции предложения (путем предотвращения участников от отказа попытки интегрировать повторяющиеся аномальные информации после того, как они узнали, что нет возможности получить правдоподобное сообщение от него после нескольких повторений). В этом протоколе, повторение часть предназначена для достижения нескольких повторений менее информативных аномальных основных структур, содержащихся в полной аномальной предложения, и последующей, гораздо более информативным полным аномальным предложением, содержащим та же аномальная информация предназначена для возобновления семантической интеграции одной и той же аномальной информации.
Для оценки эффективности этого протокола нам необходимо сначала изучить вопрос о том, повышается ли продолжительность аномальных предложений у участников за счет многочисленных повторений. Многие предыдущие исследования показали, что амплитуда N400 на самом деле является обратной функцией ожидаемой или прогнозной входной семантической информации, т.е. чем меньше входной семантической информации ожидается, тем больше амплитуда N4006 , 8. Соответственно, значительно ослабленная амплитуда N400 после повторений свидетельствует о том, что продолжительность ожидаемой продолжительности значительно увеличилась. Нынешние экспериментальные результаты подтверждают эти предыдущие исследования, демонстрируя, что эффект N400 был значительно ослаблен несколькими повторениями. Следуя предыдущим предложениям, мы утверждаем, что значительно ослабленный эффект N400 в эксперименте указывает на то, что продолжительность аномальных предложений у участников значительно увеличилась за счет многочисленных повторений (см. рисунок 3).
Вторая проблема заключается в том, могут ли последующие, семантически обогащенные полные аномальные предложения успешно инициировать трудности с семантической интеграции. Наши экспериментальные результаты показывают, что значительный эффект P600 последовал эффекту N400 в окне времени 500-800 мс в состоянии повторения (см. рисунок 4). Как уже говорилось выше, вырабатываемый эффект P600 в полном аномальном предложении, отражающий более позднюю обработку информации более высокого уровня, указывает на то, что последующие, более информативные предложения успешно возвели семаническую интеграцию обработка той же аномальной информации в обогащенном чувственом контексте. Кроме того, поскольку неоднократные основные структуры имеют ту же аномальную информацию, что и последующие полные предложения, это еще больше свидетельствует о том, что возобновление семантической интеграции (почти) в полных аномальных предложениях, как и раньше, является столь же сложным, как и раньше повторения (т.е. критическое слово все еще не может быть интегрировано в контекст для создания успешного сообщения).
В совокупности нынешний метод доказал свою эффективность в динамическом повышении продолжительности участников для аномальных предложений при сохранении трудностей ссемантической интеграции. Таким образом, нынешний метод является полезным способом диссоциации ожидаемого эффекта и интеграции, вызываемой эффектом при обработке аномальных предложений.
Дальнейшие разъяснения и возможные другие приложения
Настоящий протокол представляет собой эффективный динамический метод диссоциации взаимосвязанных факторов неожиданности и семантической интеграции трудности в аномальных предложениях несколькими повторениями. Для достижения этой цели и для таких соображений, как контроль затрат по времени, протокол повторяет только основную аномальную информацию, а не все предложение. Таким образом, основной аномальный процесс строительства структуры (шаг 1.2) имеет решающее значение в этом протоколе. Следует отметить, что если ненужная информация будет включена в основную структуру, это приведет к увеличению общей временной стоимости. Поэтому, чтобы сэкономить время и устранить любую ненужную информацию (чтобы заложить лучшую основу для последующего инициирования интеграции), основная аномальная структура должна быть максимально упрощена. С другой стороны, необходимо включить все необходимые элементы для представления аномальной информации и обеспечения эффективности многочисленных повторений. Полезно провести предварительное тестирование, чтобы проверить, может ли извлеченная структура ядра вызвать тот же эффект N400, что и полное аномальное предложение. Кроме того, рекомендуется незначительные изменения, которые извлекаемые аномальные основные структуры, используемые в повторениях, отличаются по форме и порядку от основных структур в аномальных полных предложениях, о чем свидетельствует шаг 1.2.3. В противном случае участники могут запомнить основную структуру как целую единицу, которая будет блокировать начало семантической интеграции при добавлении новой информации.
Нынешний метод может дать представление о будущих исследованиях, которые намерены провести несколько повторений насыщенных контекстом полных предложений. Многочисленные повторения широко используются для исследования когнитивной обработки, связанной с памятью, например, роли памяти в понимании слов. Тем не менее, многочисленные повторения богатых контекстом предложений значительно увеличат стоимость экспериментального времени и сделают эксперимент невозможным. Настоящий протокол позволяет контролировать временные затраты на повторение информации об уровне предложения в эксперименте.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Конкурирующих финансовых интересов нет.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (61433015), Национальным фондом общественных наук Китая (14-DB154; 15-DB017) и Проектом гуманитарных и социальных наук Министерства образования Китая (Министерство образования Китая) (14YJC740104). Мы выражаем огромную благодарность двум анонимным рецензентам за их ценные предложения.
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).
