Summary

Dissociatie van de verstorende invloeden van de verwachting en integratieve moeilijkheden die zich in afwijkende zinnen in Gebeurteniegerelateerde potentiële studies bevinden

Published: May 09, 2019
doi:

Summary

We presenteren een protocol om de verwevenheid factoren van integratieve moeilijkheid en onverwachtigheid in semantisch afwijkende zinnen te ontkoppelen door meerdere herhalingen toe te passen om de verwachting van de deelnemer voor afwijkende zinnen te verbeteren. De dissociatie helpt bij het onderzoeken van de belangrijkste bijdrage van uitlokken event-gerelateerde mogelijkheden (ERP) effecten zoals N400 in taal studies.

Abstract

De verstorende factoren van onverwachtigheid en semantische integratie moeilijkheden die natuurlijk in afwijkende zinnen in taal studies wonen, maken het moeilijk om het onderliggende verwerkings mechanisme van ERP-componenten te bepalen. In tegenstelling tot de traditionele statische benadering van het manipuleren van de verwachting door corpus frequentie of Cloze waarschijnlijkheid, stelt dit protocol een dynamische methode voor om de verwachting van de deelnemers te vergroten om zelden te voldoen aan afwijkende zinnen door meerdere herhalingen, terwijl het behoud van hun semantische integratieproblemen. Om de toename van de tijd kosten als gevolg van meerdere herhalingen aan te pakken, stelt dit protocol voor om alleen de strikt vereenvoudigde kern structuur die uit de afwijkende zin is geëxtraheerd te herhalen voordat de semantisch verrijkte, veel informatiever Voltooi afwijkende zin met de afwijkende kern structuur om de verwerking van semantische integratie opnieuw te initiëren. De volledige afwijkende zin heeft een P600 effect opgewekt. Het suggereert dat de deelnemers niet geven de verwerking van de afwijkende informatie na herhalingen en dezelfde semantische integratie moeilijkheid is opnieuw gestart. Belangrijk is dat de representatieve experimentele resultaten aantonen dat het sterk verzwakte N400-effect veroorzaakt door meerdere herhalingen niet werd hersteld door de follow-up opnieuw geïnitieerde semantische integratie moeilijkheden. Het suggereert dat de verzwakte N400 effect voornamelijk moet worden toegeschreven aan de verbetering van de verwachting voor afwijkende informatie door meerdere herhalingen. De experimentele resultaten tonen aan dat deze methode de verwachting van de deelnemers voor afwijkende zinnen effectief kan verbeteren met behoud van de semantische integratie moeilijkheid.

Introduction

Afwijkende zinnen worden veel gebruikt door linguïsten om online cognitieve verwerking van normale talen te bestuderen. Bijvoorbeeld, in event-related mogelijkheden (ERP) studies, zinnen met semantische anomalieën (bijvoorbeeld, “Hij verspreidde het warme brood met sokken.”) werden gemeld om een N400 effect1 te lokken (maar zie ook enkele andere studies die een semantisch P600 effect melden 2 , 3), terwijl zinnen met syntactische moeilijkheden of anomalieën (bijvoorbeeld, “de vrouw overgehaald om de deur te beantwoorden…”) werden gemeld om een P600 effect uit te lokken4,5. Deze elektrofysiologische componenten worden veel gebruikt als betrouwbare indicatoren voor het onderzoeken van de normale temporele cursussen van het verwerken van informatie uit verschillende aspecten van de taal, zoals syntaxis en semantiek.

Afwijkende zinnen veroorzaken grote problemen voor de verwerking van semantische integratie tijdens het begrip. Echter, verstorende factoren zoals onverwachtigheid (dat wil zeggen, elke abnormale uitdrukking is natuurlijk een onverwachte uitdrukking) maken het moeilijk om te bepalen van het echte cognitieve proces onderliggende het waargenomen effect opgewekt door afwijkende zinnen. Bijvoorbeeld, als een N400 effect wordt opgewekt door een afwijkende zin, is het onduidelijk of het wordt veroorzaakt door onverwachtigheid6,7,8 of integratieve moeilijkheid1,9,10 .

Om na te gaan of het gaat om de verwachting of de moeilijkheid van semantische integratie die bijdraagt aan het opwekken van elektrofysiologisch effect, moeten we deze twee factoren ontkoppelen. Traditioneel, de verwachting wordt vaak gemeten door corpus frequentie (in woord studies) of Cloze waarschijnlijkheid (in zin studies). De op grote schaal toegepaste methode om de verwachting in traditionele experimenten te manipuleren, is door stimuli met hoge en lage scores in de verwachting te kiezen om verwachte en onverwachte groepen te vormen. Deze methode is effectief in het manipuleren van de verwachting en heeft overvloedige inzichtelijke resultaten opgeleverd.

Echter, als een statische benadering voor het manipuleren van de verwachting, het heeft een beperking: het is moeilijk voor de verwachte en onverwachte groepen dezelfde semantische integratie moeilijkheid hebben. Met deze manipulatie moeten de prikkels die zijn geselecteerd voor de verwachte en onverwachte groepen verschillend zijn; Zo wordt de moeilijkheidsgraad voor semantische integratie gewijzigd wanneer we de verwachting manipuleren door verschillende stimuli te gebruiken met verschillende waarden voor de verwachting of Cloze waarschijnlijkheden). Hoewel we onverwachte maar redelijke uitdrukkingen kunnen vinden (d.w.z. onverwachte uitdrukkingen die bestaan uit woorden die met succes kunnen worden geïntegreerd in een redelijke boodschap), is het mogelijk dat de integratieve inspanningen die nodig zijn door deze onverwachte maar redelijke expressies verschillen van die welke vereist zijn voor normale expressies. Als de verschillen niet worden beheerst, kunnen significante verschillen in hersen responsen ontstaan, omdat duidelijk bewijs aantoont dat de integratieve verwerking van onverwachte, maar redelijke nieuwe metaforische uitdrukkingen hersenreacties heel anders activeert van de conventionele metaforen11,12.

Om dit probleem op te lossen, stellen we een nieuwe methode voor om de verwachting van de deelnemers voor afwijkende zinnen dynamisch te verbeteren terwijl ze proberen de moeilijkheidsgraad voor semantische integratie te behouden. Specifiek, we snel vertrouwd deelnemers met onbekende afwijkende zinnen en dus verbeteren hun verwachting door meerdere herhalingen. Belangrijk is dat meerdere herhalingen de stimulus zelf niet veranderen; Daarom blijft de semantisch afwijkende informatie zelf ongewijzigd (dat wil zeggen, het kritieke woord kan nog steeds niet met succes worden geïntegreerd in de context).

Echter, de hersenen kunnen geven integratie na het leren dat de afwijkende informatie kan niet met succes worden geïntegreerd in de vorige context (dat wil zeggen, de integratie-verwerking mogelijk afwezig, zodat er geen integratie moeilijkheidsgraad). Daarom stelt dit protocol voor om eerst alleen de belangrijkste afwijkende informatie uit de afwijkende zin te herhalen en vervolgens de volledige afwijkende zin te gebruiken die de identieke afwijkende informatie bevat als een semantisch verrijkte versie van Deze core afwijkende informatie, om nieuwe semantische integratie verwerking in de herhalings voorwaarde te initiëren. Met de identieke afwijkende informatie in de semantisch verrijkte volledige afwijkende zin en de geïnitieerde nieuwe semantische integratie verwerking, gaan we ervan uit dat de semantische integratie moeilijkheid veroorzaakt door de afwijkende informatie in de volledige afwijkende zin na meerdere herhalingen moet bijna hetzelfde als die worden geactiveerd door de afwijkende informatie voordat herhalingen (ongeacht de status van de verwerking van semantische integratie tijdens herhalingen) blijven. Vandaar dat we aannemen dat de factor van semantische integratie moeilijkheid in de semantisch verrijkte volledige afwijkende zinnen blijft hetzelfde na herhalingen als in de dienovereenkomstig vereenvoudigde kern structuren, maar de verwachting is sterk verbeterd.

Op basis van deze veronderstellingen vergelijken we het N400-effect dat wordt opgewekt door semantisch verrijkte volledige afwijkende zinnen die de herhaalde kerninformatie bevatten die wordt opgewekt door nieuwe, volledige afwijkende zinnen, om de belangrijkste bijdrage levert aan dit ERP-effect. De werk hypothesen zijn als volgt: volgens eerdere studies, het effect van de N400 zou aanzienlijk worden verzwakt door herhalingen. Op basis van de verzwakte N400, als de nieuw geïnitieerde semantische integratie van dezelfde afwijkende informatie ertoe leidt dat het verzwakte N400-effect wordt hersteld tot een niveau dat vergelijkbaar is met dat van hetzelfde type afwijkende informatie dat is opgenomen in de nieuw- afwijkende zinnen zonder herhalingen, het suggereert dat de semantische integratie moeilijkheid de dominante bijdrager is van het ontlokken N400 effect; anders wordt gesuggereerd dat onverwachtigheid de belangrijkste bijdrage is.

Protocol

Het huidige protocol werd goedgekeurd door de institutioneel beoordelings Raad van de Tsinghua Universiteit. 1. stimuli bouw Het bouwen van kritische afwijkende zinnen voor de herhaling en niet-herhaling groepen Bereid een voldoende aantal juiste zinnen voor de bouw van afwijkende zinnen (niet minder dan 40). Bijvoorbeeld, “deze twee componenten werden gescheiden door een centrifugaal apparaat.” Probeer te gebruiken alleen emotie-vrije zinn…

Representative Results

Het huidige protocol werd gebruikt in een van onze recente studies om te onderzoeken of het N400 effect de semantische integratie verwerking weerspiegelt14. De stimuli die in die studie werden gebruikt, waren in het Chinees, zoals weergegeven in tabel 2. a) voorbeeld van de vereenvoudigde kern structuren in het herhalings gedee…

Discussion

Experimentele resultaten en significantie
In het herhalings gedeelte toonden de resultaten aan dat het N400-effect kleiner en kleiner werd tot bijna onbestaande. Het sterk verzwakte N400-effect bewees dat meerdere herhalingen de amplitude van N400 aanzienlijk moduleren. De resultaten in dit deel kunnen echter niet aantonen of N400 daadwerkelijk is aangetast door de verandering van de verwachting of de semantische integratie. Het verzwakte N400 effect kan nog steeds anders worden uitgelegd. Een verklar…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit werk werd gesteund door de National Natural Science Foundation of China [61433015], nationaal fonds voor sociale wetenschappen van China [14ZDB154; 15ZDB017], en de MOE (Ministerie van onderwijs in China) project van geesteswetenschappen en sociale wetenschappen [14YJC740104]. We uiten grote dankbaarheid aan de twee anonieme reviewers voor hun waardevolle suggesties.

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