Summary

Interaktion zwischen phonologischen und semantischen Prozessen in der visuellen Worterkennung mittels Elektrophysiologie

Published: June 29, 2021
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Summary

Wir stellen ein Protokoll vor, um die relative Aktivierungssequenz von Phonologie und Semantik in der visuellen Worterkennung zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass im Einklang mit interaktiven Konten semantische und phonologische Repräsentationen interaktiv verarbeitet werden können und linguistische Repräsentationen auf höherer Ebene die frühe Verarbeitung beeinflussen können.

Abstract

Kontroversen gab es schon immer in der Forschung im Zusammenhang mit Lesefähigkeiten; ob gedruckte Wörter auf der Grundlage orthographischer Informationen in einer Feedforward-Weise wahrgenommen werden, wonach andere Repräsentationen wie Phonologie und Semantik aktiviert werden, oder ob es sich um vollständig interaktive und semantische Informationen auf hoher Ebene handelt, die die frühe Verarbeitung beeinflussen. Ein Interferenzparadigma wurde in das vorgestellte Protokoll der phonologischen und semantischen Beurteilungsaufgaben implementiert, die die gleichen Precede-Target-Paare verwendeten, um die relative Ordnung der phonologischen und semantischen Aktivierung zu untersuchen. Den hoch- und niederfrequenten Zielwörtern gingen drei Bedingungen voraus: semantisch verwandt, phonologisch verwandt (Homophone) oder nicht verwandt. Die Ergebnisse zeigten, dass die induzierte P200-Komponente von niederfrequenten Wortpaaren sowohl bei den semantischen als auch bei den phonologischen Aufgaben signifikant größer war als bei hochfrequenten Wörtern. Darüber hinaus verursachten sowohl die Homophone in der semantischen Aufgabe als auch die semantisch verwandten Paare in der phonologischen Aufgabe eine Reduktion von N400 im Vergleich zur Kontrollbedingung, Wortfrequenz-unabhängig. Es ist erwähnenswert, dass für die niederfrequenten Paare in der phonologischen Beurteilungsaufgabe das P200, das von den semantisch verwandten Wortpaaren freigesetzt wurde, signifikant größer war als das in der Kontrollbedingung. Insgesamt wurden semantische Verarbeitung in phonologischen Aufgaben und phonologische Verarbeitung in semantischen Aufgaben sowohl in hoch- als auch in niederfrequenten Wörtern gefunden, was darauf hindeutet, dass die Interaktion zwischen Semantik und Phonologie aufgabenunabhängig funktionieren kann. Der spezifische Zeitpunkt, zu dem diese Interaktion auftrat, kann jedoch von der Aufgabe und der Häufigkeit beeinflusst worden sein.

Introduction

Das entscheidende Problem in jedem Worterkennungsmodell ist das Verständnis der Rolle der Phonologie im Prozess des semantischen Zugangs1. Für alphabetische Sprachen betrachten viele Studien die Phonologie konsequent als eine wichtige Rolle beim semantischen Zugang, einschließlich Englisch2,3,4, Hebräisch5, Französisch6und Spanisch7. Mit anderen Worten, die Erkennung geschriebener Wörter beinhaltet nicht nur orthographische, sondern auch phonologische und semantische Verarbeitung. Diese Beobachtung im interaktiven konnektionistischen Modell wird durch Erweiterungen erklärt, die im gesamten Netzwerk aktiviert werden, wobei die Orthographie durch gewichtete Verbindungen mit phonologischen und semantischen Repräsentationen assoziiert ist8. Diese Verbreitung der Aktivierung liefert den Kernmechanismus für das visuelle Worterkennungsmodell, das davon ausgeht, dass phonologische und semantische Repräsentationen automatisch als Reaktion auf orthographische Eingaben aktiviert werden9.

Aktuelle empirische Beweise, die die Hypothese der interaktiven Automatisierung stützen, bleiben jedoch umstritten. Einige Studien behaupten, dass die Aktivierung phonologischer und semantischer Repräsentationen durch Aufgabenanforderungen oder Aufmerksamkeit angepasst oder verhindert werden kann, was einen gewissen Top-Down-Einfluss auf die High-Level-Prozesse impliziert, die an der Wortwahrnehmung beteiligt sind10,11. Die oben genannte Beschreibung wurde jedoch durch viele Ergebnisse in Frage gestellt, die phonologische und semantische Effekte in der visuellen Worterkennung berichten, obwohl diese Darstellungen für die Aufgabe völlig irrelevant sind oder nicht direkt zugänglich sind12, wodurch die Ansicht unterstützt wird, dass auf Semantik und Phonologie während des Leseprozesses automatisch und gewaltsam zugegriffen werden kann13 . Daher besteht Unsicherheit darüber, ob die phonologische und semantische Aktivierung bei der visuellen Worterkennung von der konkreten Aufgabe abhängt oder ob sie zwangsweise und automatisch aufgabenunabhängig erfolgt.

Die Antwort auf die oben genannte Frage ist für chinesische Leser schwierig. Im Vergleich zum Englischen ist Chinesisch eine logografische Schrift, deren Zeichen Morpheme anstelle von Phonemendarstellen 14. Derzeit bleibt die Rolle der Phonologie für den semantischen Zugang zu chinesischen Wörtern umstritten. Einige Studien haben behauptet, dass die Phonologie eine wichtige Rolle beim semantischen Zugang zu chinesischen Wörternspielt 15,16,17. Andere haben jedoch die gegenteilige Ansichtvertreten 18,19. Nach der Auswertung der oben genannten Forschung für die chinesische phonologische Verarbeitung stellten wir fest, dass sich das experimentelle Paradigma und die spezifischen Forschungsmethoden unterscheiden. Im Großen und Ganzen wurde es hauptsächlich in zwei Paradigmen unterteilt: Wortpriming15,18,19 und Verletzungsparadigma im Satz17,20,21. Das Zielwort ist in der Regel am Ende des Satzes in das Verletzungsparadigma22eingebettet. In Bezug auf den Sprachmechanismus ist eine kurze Zwei-Wort-Phrase eine überschaubarere Einheit als ein vollständiger Satz, der schwer zu verarbeiten ist23. Darüber hinaus können Variablen, die in einem Satz schwer zu kontrollieren sind, wie Syntax, Kontext oder andere Faktoren, zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen führen24. Das Wort-Priming-Paradigma ist eine Methode, die häufig verwendet wird, um Worterkennungsmodelle zu erforschen, sei es in alphabetischen Sprachen oder im Chinesischen. Die Aufgabe dieses Paradigmas besteht darin, zu beurteilen, ob das Zielwort, dem die Primzahlen vorangestellt sind, ein echtes Wort oder ein Pseudowort ist; das heißt, dieses Paradigma enthält normalerweise nur eine lexikalische Aufgabe. Eine einzelne lexikalische Entscheidungsaufgabe ist jedoch möglicherweise nicht die beste Wahl, um das Problem zu lösen, ob die Aktivierung von Phonologie und Semantik von der Aufgabe abhängt. Daher können zwei verschiedene Aufgaben besser geeignet sein, um diese Frage zu untersuchen.

Daher zielte diese Forschung darauf ab, die Rolle der Phonologie bei der chinesischen Worterkennung zu erforschen und gleichzeitig zu versuchen, festzustellen, ob die Aktivierung von Phonologie und Semantik aufgabenunabhängig ist. Unsere Forschung umfasst zwei Aufgaben, die das Interferenzparadigma verwenden: semantisches Urteilen und phonologisches Urteilsvermögen. Nach unserem besten Wissen ist dies die erste ereignisbezogene Potenzialstudie (ERP) zur chinesischen zweistelligen Zusammengesetzterkennung unter Verwendung dieses Interferenzparadigmas, und diese Methode erscheint selten in Studien zu alphabetischen Sprachen. Insbesondere müssen die Teilnehmer bei der semantischen Beurteilungsaufgabe beurteilen, ob das Zielwort und sein Präzedenzfall semantisch verwandt sind, während sie in der phonologischen Aufgabe beurteilen müssen, ob die gepaarten Wörter die gleiche Aussprache haben.

Ersteres ist eine semantische Matching-Aufgabe, die keine a priori phonologische Verarbeitung erfordert, und letztere ist eine phonologische Beurteilungsaufgabe, die keine a priori semantische Verarbeitung erfordert. Daher haben wir Homophonpaare und nicht verwandte Kontrollgruppen in der semantischen Beurteilungsaufgabe verglichen, um festzustellen, ob und wie die Phonologie die semantische Verarbeitung beeinflusst. In ähnlicher Weise verglichen wir semantisch verwandte Wortpaare mit nicht verwandten Kontrollbedingungen in der phonologischen Beurteilungsaufgabe, um zu zeigen, ob und wie die Semantik die phonologische Verarbeitung beeinflusst. Darüber hinaus wurde das oben genannte Problem in hoch- und niederfrequenten Wörtern verifiziert. Somit kann diese komplementäre semantische und phonologische Beurteilungsaufgabe nicht nur die Bedeutung der phonologischen Verarbeitung bei der chinesischen Worterkennung aufdecken, sondern auch aufdecken, ob und wie Phonologie und Semantik interagieren.

Wenn die phonologischen und semantischen Prozesse früh, automatisch und interaktiv sind, sollte der Effekt der phonologischen und semantischen Aktivierung in der Antwortzeit der beiden Aufgaben beobachtet werden. Für ERP lösen phonologische und semantische Prozesse zwei verschiedene elektrophysiologische Markeraus 2,7. Zudem sollten ihre Zeitverläufe und ihre räumlichen Verteilungen unterschiedlich sein. Eine frühe positive Komponente (P200) sollte die phonologische Verarbeitung widerspiegeln, und der typische semantische Verarbeitungsmarker N400 sollte ebenfalls identifiziert werden20,21. Wir nahmen an, dass sowohl die phonologisch verwandten Paare in der semantischen Aufgabe als auch die semantisch verwandten Paare in der phonologischen Aufgabe eine signifikante Abnahme von N400 verursachen würden, was darauf hingewiesen hätte, dass die phonologische Verarbeitung zu einem gewissen Grad an Aktivierung auf lexikalisch-semantischer Ebene führen kann. Darüber hinaus überwachten wir, ob der P200, der die phonologische Verarbeitung charakterisiert, in der semantischen Beurteilungsaufgabe oder der phonologischen Beurteilungsaufgabe auftauchte. In der phonologischen Beurteilungsaufgabe lösen semantische Bedingungen das P200 aus, was als Beweis für den frühen Einfluss der Semantik auf die phonologische Verarbeitung angesehen werden kann.

Protocol

Das für diese Studie verwendete Protokoll wurde vom Institutional Review Board der Tsinghua University genehmigt. 1. Stimuli Konstruktion und Präsentation Stimuli-Konstruktion Stimuli-Vorbereitung: Bereiten Sie Zielwörter vor, die etwa 140 chinesische zweistellige Verbindungen enthalten, von denen nieder- und hochfrequente Wörter die Hälfte ausmachen. Jedem Ziel stehen drei Analoga voran: ein phonologisch identisches Wort (homonymes Wort), ein Wort mit verwandter Bedeutu…

Representative Results

Dieses Protokoll wurde in einer kürzlich durchgeführten Studie verwendet, um die Rolle der Phonologie bei der chinesischen Zwei-Zeichen-Verbindungserkennung zu untersuchen und auf das Worterkennungsmodell26 zu schließen. Alle in dieser Studie verwendeten Reize wurden vollständig offenbart26. Drei Zeitfenster wurden auf der Grundlage der globalen Feldleistung (GFP) ausgewählt: bei 100-150 ms, 160-280 ms und 300-500 ms für N1-, P200- und N400-Komponenten, bzw.<sup class…

Discussion

Experimentelle Ergebnisse und Signifikanz:
Der Zweck dieses Protokolls war es, Folgendes abzuleiten: 1) ob das Worterkennungsmodell ein Feedforward-Modell oder ein interaktives Modell ist und 2) die Interaktion zwischen den phonologischen und semantischen Mustern in der chinesischen Zwei-Zeichen-Verbindungserkennung von hoher und niedriger Frequenz unter verschiedenen Aufgaben. Ein Interferenzparadigma der phonologischen und semantischen Matching-Aufgabe unter Verwendung der ERP-Technik wurde übernom…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde vom Major Program der National Natural Science Foundation of China (62036001) unterstützt.

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

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Citar este artigo
Wang, Y., Jiang, M., Xu, X., Huang, Y. Interaction between Phonological and Semantic Processes in Visual Word Recognition using Electrophysiology. J. Vis. Exp. (172), e62673, doi:10.3791/62673 (2021).

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