Thông tin

Các thành phần ERP như N400 là gì?

Các thành phần ERP như N400 là gì?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Rất nhiều nghiên cứu sử dụng ERP, là EEG khóa thời gian. Tôi đang đọc về sự bất thường ngữ nghĩa và cú pháp. Vì vậy, khi một sự bất thường ngữ nghĩa xảy ra, có thể có một đỉnh âm trong ERP là 400ms. Tôi có một số câu hỏi làm thế nào thành phần này được thành lập và dữ liệu được thu thập như thế nào?

Có giả thiết rằng những cực đại này xảy ra ở tất cả các cá thể luôn luôn xảy ra cùng một lúc không? Nó chỉ là một giả định hay là có bằng chứng về sự bất biến? Giả sử đỉnh xảy ra ở 420 ms bạn sẽ sử dụng biên độ từ 400 ms hoặc từ 420?

Dữ liệu có được thu thập từ toàn bộ bộ não và được tính trung bình không?


N400 ngữ nghĩa và cú pháp P600 là một số thành phần ERP được thiết lập tốt nhất trong tài liệu. Chúng đã được phát hiện cách đây nhiều thập kỷ và kết quả đã được nhân rộng hàng trăm lần trong các bài báo khác. Không có gì phải bàn cãi rằng chúng hiện diện và rất mạnh mẽ. Điều đó không có nghĩa là họ luôn ở đó 100% thời gian trong 100% mọi người. Tất cả những gì chúng tôi biết là đó là một phản ứng rất dễ dàng để nhận ra và bây giờ sẽ thật đáng ngạc nhiên / đáng để điều tra nếu mọi người không hiển thị chúng trong mô hình tiêu chuẩn.

Có một bài báo từ một vài năm trước nhìn lại 30 năm nghiên cứu N400 và tất cả các bài báo đã tìm thấy những ảnh hưởng. Nó có lẽ hơi lỗi thời nhưng nó tóm tắt rất tốt về nghiên cứu cho đến thời điểm đó.

Tôi nghĩ Hillyard & Kutas (1983) là tài liệu gốc.

Các thành phần ERP không phải lúc nào cũng được liên kết chặt chẽ với nhau về thời gian. Bạn có thể mô-đun hóa chúng dựa trên bối cảnh nhiệm vụ và thay đổi chúng bằng mọi cách để không bao giờ có thời điểm cao nhất chính xác là 400 ms sau khi kích thích. Nó có thể bắt đầu WAY trước sau đó và kết thúc WAY sau đó. Nói chung, chúng tôi sử dụng N400 để nói về một phản hồi lớn đạt đỉnh "trong khoảng thời gian đó" (vì vậy, từ 300-500ms). Tôi sẽ không quá chú tâm vào từng mili giây cụ thể. Vì vậy, bạn không "sử dụng" biên độ cho bất cứ điều gì (không chắc tôi đã hiểu phần đó của câu hỏi của bạn).

Thông thường, bạn thấy N400 trên các điện cực trung tâm. Có một chút nhầm lẫn về nguồn chính xác của vỏ não nhưng MEG và fMRI ủng hộ ý kiến ​​đó là một lưỡng cực mạnh với thành phần dương một chút trong LH và do đó các điện cực EEG trên các vị trí trung tâm và đỉnh thu tín hiệu mạnh nhất. Điều này cũng ảnh hưởng đến những gì bạn sử dụng làm điện cực tham chiếu của mình vì điện thế EEG là khác biệt và các mẫu bạn nhìn thấy trên đầu phụ thuộc rất nhiều vào cài đặt tham chiếu / mặt đất.

Thông thường, bạn sẽ nhóm các điện cực theo vị trí chung và xem xét các điện cực trung tâm hoặc bạn có thể vẽ các phản ứng riêng lẻ (cả hai cách sẽ vẫn hiển thị N400). Như với bất cứ điều gì trong khoa học, những gì bạn thể hiện tùy thuộc vào bạn.


Chỉ để tham khảo, tôi là sinh viên đại học nhưng tôi đang thực hiện nghiên cứu N400.

Đối với các câu hỏi sau của bạn, vì tôi nghĩ câu hỏi trước đã được trả lời thực sự độc đáo (đây là một khái niệm khó hơn, trực quan hóa dữ liệu đã giúp tôi rất nhiều)

Quá trình tôi đã sử dụng tóm tắt là:

  1. dữ liệu kỷ nguyên (tức là lấy ra các điểm thời gian mà bạn không quan tâm). Tôi đặt cửa sổ thời gian của mình từ -100 đến 1200 mili giây kể từ thời điểm họ cảm nhận được các kích thích.
  2. phát hiện hiện vật, nơi bạn tìm thấy các thử nghiệm trong đó ai đó nhấp nháy hoặc tiếp xúc điện cực bị tắt (hay còn gọi là trở kháng)
  3. biên dịch tệp này thành tệp .csv, dữ liệu được lưu trên mỗi trích dẫn điện cực. Tôi chỉ viết 4 điện cực cho .csv bởi vì nó là rất nhiều dữ liệu và chúng tôi quan tâm hơn đến bán cầu não trái phía trước khi quan sát N400 vì đó là nơi kích hoạt thần kinh lớn nhất thường được nhìn thấy.
  4. Sau khi có dữ liệu sạch để làm việc, bạn có thể tính biên độ trung bình trong một khoảng thời gian. Tôi đã sử dụng 250 đến 650ms. Vì vậy, bạn nhận được một giá trị trung bình để chạy các thử nghiệm thống kê. Hoặc bạn có thể vẽ biểu đồ đường thẳng với tất cả các mốc thời gian bạn muốn để xem đỉnh N400 cổ điển (hy vọng). Bạn thường cần một kích thước mẫu khá phù hợp để ERP thể hiện bất kỳ điều gì có ý nghĩa.

Điều gì xảy ra trong não khi có bất thường ngữ nghĩa?

Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, các nhà khoa học ngôn ngữ đã phát hiện ra rằng bộ não của mọi người phản ứng khác nhau với các loại lỗi khác nhau trong một câu. Một cách để nghiên cứu phản ứng của não & # x02019s đối với các lỗi ngữ nghĩa là sử dụng điện não đồ (EEG) . Điện não đồ đo hoạt động điện luôn diễn ra trong mọi phần của não. Để đo hoạt động này, các nhà khoa học yêu cầu mọi người đội những chiếc mũ đặc biệt được bao phủ bởi các cảm biến gọi là điện cực. Các điện cực nằm trên da đầu và đo hoạt động điện đến từ các tế bào thần kinh (tế bào não) nằm ngay bên dưới các điện cực. Sau đó, các nhà khoa học có thể nghiên cứu hoạt động điện thay đổi như thế nào dựa trên những gì tình nguyện viên đang làm.

Các nhà khoa học đã ghi lại EEG & # x02019s trong khi các tình nguyện viên đọc các câu có ngữ nghĩa bất thường. Trong thí nghiệm của mình, các nhà khoa học yêu cầu các tình nguyện viên đọc nhiều câu có lỗi ngữ nghĩa. Sau đó, các nhà khoa học lấy mức trung bình của hoạt động của não & # x02019s khi các tình nguyện viên đọc các câu. Hoạt động trung bình của não được gọi là tiềm năng liên quan đến sự kiện (ERP) dạng sóng, giống như một làn sóng có chứa một số điểm cao và thấp. Các điểm cao và thấp đó thể hiện phản ứng của não & # x02019 đối với câu đó theo thời gian. Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, các nhà khoa học đã học được rằng có những mẫu điểm cao và điểm thấp có thể dự đoán được trong ERP, và. Khi đó, những điểm cao và điểm thấp đó được đặt tên. Ví dụ: một điểm thấp xảy ra khoảng 400 mili giây (mili giây 1 / 1.000 giây) sau khi một từ không mong muốn xuất hiện được gọi là Thành phần ERP N400 (đây chỉ là một trong nhiều loại kích thích gây ra N400 [3]). Kích thước của các thành phần ERP (được đo bằng điện áp) phản ánh mức độ phản hồi của não & # x02019s, trong khi thời gian của các thành phần ERP này (được đo bằng mili giây sau khi kích thích) phản ánh thời gian phản hồi.

Các nhà khoa học ngôn ngữ đã phát hiện ra rằng kích thước của thành phần N400 ERP phụ thuộc vào loại ngữ nghĩa bất thường có trong câu. Một số dị thường ngữ nghĩa rất dễ nhận thấy. Ví dụ: mọi người đều nhận ra lỗi trong câu: & # x0201C Tôi lấy cà phê của tôi với kem và chó. & # X0201D Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, khi những người tình nguyện đọc những điều dị thường này, não của họ hiển thị một thành phần N400 lớn sau khi đọc từ không chính xác. . Tuy nhiên, khi tình nguyện viên đọc những câu có điểm dị thường khó phát hiện (như ví dụ vụ tai nạn máy bay / người sống sót ở trên), não của họ KHÔNG hiển thị thành phần N400 lớn khi họ đọc sai từ (Hình 1) [4].

Khi dự kiến ​​có sự bất thường vì từ này phù hợp với kịch bản (& # x0201Các quả trứng đã ăn bánh mì nướng & # x0201D) hoặc nếu không có bất thường nào, não sẽ không hiển thị hiệu ứng N400 lớn. Điều này có thể được nhìn thấy bởi đường màu đỏ. Tuy nhiên, khi bất thường xảy ra (& # x0201Ccoffee với kem và chó & # x0201D), não bộ cho thấy một hiệu ứng N400 lớn. Điều này có thể được nhìn thấy bởi đường màu xanh lam.

Thử nghiệm này cho thấy rằng chúng ta có thể mong đợi một N400 khi một sự bất thường ngữ nghĩa dễ nhận thấy, nhưng không phải khi nó khó nhận thấy. Tuy nhiên, nếu đó là loại khác biệt duy nhất mà N400 có thể phát hiện, thì nó sẽ không hữu ích đối với các nhà khoa học. Thay vì thực hiện một nghiên cứu về não tốn kém, các nhà khoa học chỉ có thể hỏi các tình nguyện viên xem họ có nhận thấy sự bất thường hay không và tìm ra kết quả tương tự! Quan trọng hơn, các nhà khoa học ngôn ngữ cũng phát hiện ra rằng bộ não của mọi người không phải lúc nào cũng hiển thị thành phần N400 lớn khi họ đọc các dị thường ngữ nghĩa dễ phát hiện. Ví dụ: khi mọi người đọc những câu như & # x0201CAt bữa sáng, trứng đã ăn bánh mì nướng, & # x0201D, não của họ không hiển thị phản hồi N400 lớn đối với từ & # x0201Ctoast, & # x0201D mặc dù họ nhận thấy sự bất thường trong câu. Nếu chúng ta so sánh hai điểm dị thường dễ phát hiện này, chúng ta có thể biết được những gì đang diễn ra trong não. Trong ví dụ & # x0201Ccream và chó & # x0201D, & # x0201Cdogs & # x0201D không phù hợp với tình huống được mô tả trong câu. Tuy nhiên, trong ví dụ & # x0201Ceggs đã ăn bánh mì nướng & # x0201D, kịch bản là về bữa sáng và cả trứng và bánh mì nướng đều là những thứ mọi người có thể nói khi nói về bữa sáng. Những gì các nhà khoa học đã quyết định là N400 lớn hơn khi một từ không phù hợp với kịch bản được mô tả trong câu. Nếu một từ phù hợp với kịch bản, ngay cả khi từ đó không thực sự có ý nghĩa, bộ não của mọi người sẽ không hiển thị N400 lớn và nếu bạn hỏi họ, họ có thể thậm chí không nhận ra sai lầm.


Giới thiệu

Việc nghiên cứu ảnh hưởng của ngữ cảnh đối với quá trình xử lý ngôn ngữ có một truyền thống lâu đời trong ngôn ngữ học tâm lý học, như mô-đun (xem Forster, 1981) và tương tác (xem McClelland & amp Rumelhart, 1981 Marslen-Wilson, 1987) các lý thuyết về nhận dạng từ khác nhau rõ rệt so với vai trò được phân bổ cho thông tin xuất phát từ các nguồn khác ngoài từ chính nó. Bằng chứng cho tác động của thông tin theo ngữ cảnh, từ trên xuống đối với nhận dạng từ đã được cung cấp hơn 30 năm trước, với các mô hình mồi và dữ liệu thời gian phản ứng (xem Swinney, 1979 Schwanenflugel & amp Shoben, 1985). Sự ra đời của các tiềm năng liên quan đến sự kiện (ERP) một lần nữa khơi dậy cuộc tranh luận, bởi vì chúng cho phép hiểu sâu hơn về thời gian nhận dạng từ, vốn khó có được với thời gian phản ứng (nhưng xem Zwitserlood, 1989). Kể từ đó, rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng thông tin theo ngữ cảnh, khi đủ hạn chế, có tác động sớm đến quá trình xử lý từ vựng — ngay cả trong phạm vi mà các từ sắp tới được dự đoán trước (Kutas & amp Federmeier, 2000 Van Berkum et al., 2003 DeLong, Urbach & amp Kutas, 2005 Van Berkum và cộng sự, 2005). Do đó, không có gì ngạc nhiên khi thuật ngữ đã thay đổi, và “dự đoán” và “dự đoán” giờ đây được dùng để chỉ tác động lên quá trình xử lý từ vựng, của kiến ​​thức từ các nguồn khác với đầu vào hiện tại (xem Van Petten & amp Luka, 2012 Huettig & amp Janse, 2016 Kuperberg & amp Jaeger, 2016). Trong khi hầu hết các nhà nghiên cứu đồng ý rằng (các đặc điểm của) các từ sắp tới được dự đoán trong một số trường hợp nhất định, thì vẫn chưa giải quyết được yếu tố nào thúc đẩy (hoặc ngăn cản) xử lý dự đoán và thông tin nào về từ (ví dụ, ngữ nghĩa, dạng từ) được dự đoán (xem Ito và cộng sự ., 2016 Kuperberg & amp Jaeger, 2016).

Để nghiên cứu ảnh hưởng của bối cảnh ngữ nghĩa, kỳ vọng và dự đoán trong việc hiểu ngôn ngữ, một thành phần ERP cụ thể, N400 (Kutas & amp Hillyard, 1980), đã được sử dụng rộng rãi. N400 là một sóng tiêu cực đạt đỉnh khoảng 400 ms sau khi kích thích bắt đầu, có liên quan đến xử lý ngữ nghĩa (để đánh giá, xem Kutas & amp Federmeier, 2011). Ví dụ: biên độ của nó có tương quan nghịch với xác suất sao chép của một từ (tỷ lệ người trả lời đã hoàn thành một ngữ cảnh nhất định với từ cụ thể này), một thước đo về tuổi thọ ngữ nghĩa. Các từ hỗ trợ ngữ cảnh mạnh cho thấy sự giảm biên độ N400 so với các từ ít có thể đoán trước hơn hoặc không phù hợp với ngữ cảnh (Kutas & amp Federmeier, 2011). Cũng có bằng chứng về hiệu ứng ERP như một chức năng của khả năng dự đoán trong các khoảng thời gian trước N400 (Van Berkum và cộng sự, 2003 Dikker & amp Pylkkänen, 2011 Lau, Holcomb & amp Kuperberg, 2013 Brothers, Swaab & amp Traxler, 2015 xem Kuperberg & amp Jaeger, 2016 để biết tổng quan). Tuy nhiên, bằng chứng thực tế cho việc kích hoạt trước hoặc dự đoán các từ sắp tới, được đánh giá trước khi bất kỳ đầu vào nào của chúng có sẵn, ít phong phú hơn (nhưng xem DeLong, Urbach & amp Kutas, 2005 Van Berkum và cộng sự, 2005 Szewczyk & amp Schriefers, 2013 Ito và cộng sự, 2016).

Nghiên cứu của chúng tôi sử dụng ERP và không tập trung vào dự đoán hoặc kỳ vọng, mà dựa vào hậu quả của sự không phù hợp dự đoán hoặc kỳ vọng và nói chung hơn là sự không phù hợp theo ngữ cảnh. 1 Van Petten & amp Luka (2012) đề xuất rằng nếu người nghe và người đọc dự đoán các từ sắp tới, tín hiệu Điện não đồ (EEG) không chỉ phản ánh lợi ích của một dự đoán đã được xác nhận (có thể nhìn thấy như sự suy giảm của N400) mà còn cả chi phí của một dự đoán chưa được xác nhận. Trong bài báo đánh giá của mình, họ đã đánh giá các nghiên cứu so sánh các câu hoàn chỉnh đồng nghĩa với các câu hoàn chỉnh bất thường về mặt ngữ nghĩa và thường quan sát thấy sự tích cực muộn, khoảng 600–900 mili giây sau khi bắt đầu từ quan trọng, với địa hình chủ yếu là da đầu. Ngoài ra, đôi khi quan sát thấy tính tích cực trước khi ERP cho những câu hoàn thành bất ngờ nhưng đồng nghĩa về mặt ngữ nghĩa được so sánh với những câu hoàn thành dự đoán, có thể dự đoán được. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng hơn 60 nghiên cứu bao gồm cho thấy sự thay đổi lớn trong khoảng thời gian sau N400.

Do đó, có vẻ như sự liên tục bất ngờ cho phép xây dựng một câu tổng thể có thể có ý nghĩa khác với những câu hoàn chỉnh bất thường. Điều thú vị là, các nghiên cứu thao túng tuổi thọ ngữ nghĩa chủ yếu sử dụng các phần hoàn chỉnh bất thường hoặc hợp lý bất ngờ, nhưng hiếm khi cả hai. Điều này thúc đẩy DeLong, Quante & amp Kutas (2014) đối chiếu các mức độ hợp lý khác nhau trong cùng một nghiên cứu, để xác định khả năng dự đoán và tính hợp lý của mỗi từ đóng góp như thế nào vào việc nhận dạng từ. Là phần hoàn thành của các cặp câu có tính ràng buộc cao (Để làm mắt người tuyết, bọn trẻ đã sử dụng hai mảnh than. Đối với mũi của anh ấy, họ đã sử dụng…), DeLong và cộng sự. so sánh ERP với khả năng dự đoán cao, được mong đợi (một củ cà rốt), bất ngờ nhưng có phần hợp lý (một quả chuối) và bất ngờ, không thể tin được, bất thường (một tiếng rên rỉ) từ. Sự liên tục bất ngờ nhưng hợp lý sẽ gây ra chi phí cho dự đoán chưa được xác nhận, kết hợp với nỗ lực tích hợp danh từ bất ngờ — được báo hiệu bằng sự tích cực muộn trước mắt. Điều này không phù hợp với những liên tục bất thường không thể tích hợp với bối cảnh hiện tại. DeLong và cộng sự. quan sát thấy sự tích cực muộn phía sau đối với những lần hoàn thành bất thường và sự tích cực muộn phía trước đối với những lần hoàn thành bất ngờ nhưng hợp lý, do đó xác nhận phỏng đoán của Van Petten & amp Luka (2012). Sự ăn mòn cho một chức năng cụ thể của dương tính muộn phía trước, cũng được dán nhãn PNP phía trước (tính dương tính sau N400), trong bản sửa đổi liên quan đến dự đoán được cung cấp gần đây bởi Swaab và cộng sự. (Boudewyn, Long & amp Swaab, Anh em năm 2015, Swaab & amp Traxler, 2015).

Do đó, khả năng dự đoán dường như ảnh hưởng đến các giai đoạn đầu của quá trình xử lý, trong khi tính hợp lý dường như ảnh hưởng đến các giai đoạn cuối của quá trình, điều này được chứng thực bởi các nghiên cứu theo dõi mắt (Staub, 2015, về tổng quan). Điều thú vị là Rayner et al. (2004) và Warren & amp McConnell (2007) đã phân biệt rõ hơn giữa tính hợp lý và khả năng, bằng cách so sánh các từ dẫn đến ý nghĩa khó hiểu nhưng có thể có cho câu đầy đủ, với các từ tạo ra một ý nghĩa tổng thể không thể thực hiện được, bởi vì chúng vi phạm các hạn chế lựa chọn (ví dụ: "Thổi phồng một củ cà rốt"). Trong cả hai nghiên cứu, ảnh hưởng của các từ dẫn đến nghĩa câu không thể hoặc không thể hiểu được đều có thể phân tách được trong các biện pháp chuyển động của mắt.

Sự khác biệt trong quá trình xử lý giữa ý nghĩa tổng thể của câu không thể hiểu được và không thể thực hiện được cũng có thể nhìn thấy trong dữ liệu điện não đồ. Ví dụ: Paczynski & amp Kuperberg (2012) đã chỉ ra rằng vi phạm giới hạn lựa chọn gợi lên tích cực sau từ 700 đến 900 mili giây sau khi bắt đầu từ quan trọng, trong khi vi phạm kiến ​​thức thế giới, dẫn đến ý nghĩa câu không thể tin được nhưng vẫn có thể xảy ra, không khác với chính đáng câu trong cửa sổ thời gian này. Kết quả tương tự cũng được chỉ ra bởi Kuperberg et al. (2003), Geyer và cộng sự. (2006) và Paczynski et al. (Năm 2006). Khi Kuperberg (2007) đánh giá các yếu tố gợi lên tính tích cực muộn, cô ấy kết luận rằng không có yếu tố nào sau đây — sự hiện diện của các vi phạm giới hạn lựa chọn, liên kết ngữ nghĩa giữa từ quan trọng và ngữ cảnh trước đó, chỉ dẫn nhiệm vụ cụ thể hoặc ngữ cảnh hạn chế — tự chúng có thể giải thích tất cả các kết quả. Một giả thuyết mà cô ấy đưa ra là việc không thể thiết lập một ý nghĩa tổng thể cho câu có thể là yếu tố quan trọng gây ra sự tích cực muộn đối với từ chỉ trích.

Với bản chất thay đổi của các hiện tượng tích cực muộn và nhu cầu cấp thiết về các nghiên cứu nhân rộng của các hiện tượng khá mới hoặc bằng chứng khan hiếm (xem Nieuwland và cộng sự, 2017 xem thêm Dennis & amp Valacich, 2014), nghiên cứu hiện tại nhằm mục đích tái tạo thử nghiệm thứ hai của DeLong, Quante & amp Kutas (2014), với những kích thích bằng tiếng Đức được trình bày cho người bản ngữ Đức. Ngoài ra, lấy cảm hứng từ các gợi ý được đưa ra bởi Kuperberg (2007) và DeLong, Quante & amp Kutas (2014), chúng tôi đã phân tích sự khác biệt giữa các cách hoàn thành từ không thể hiểu được dẫn đến ý nghĩa tổng thể của câu có thể hoặc không thể. Để tạo ra một điều kiện có nghĩa là câu không thể xảy ra, chúng tôi chia tài liệu thành các nhóm không thể và có thể bằng cách xếp hạng khả năng chủ quan, được thu thập một cách đẹp nhất.

Theo sau DeLong, Quante & amp Kutas (2014), chúng tôi đã dự đoán hiệu ứng phân loại của sự phù hợp ngữ cảnh của các từ chỉ trích ở cấp độ của N400, với các đoạn liên tục không thể tưởng tượng được cho thấy mức độ tiêu cực tăng lên so với các từ bất ngờ nhưng hợp lý. Tiếp theo, chúng ta mong đợi một hiệu ứng có thể dự đoán được, thể hiện như một sự tích cực muộn hơn trước - so với danh từ mong đợi - đối với những câu hoàn thành bất ngờ nhưng hợp lý, nhưng không phải đối với những danh từ không thể hiểu được. Tiếp theo, chúng tôi dự đoán một hiệu ứng hợp lý, với tính tích cực sau chỉ dành cho những câu hoàn chỉnh không hợp lý, bất thường. Nếu giả định của Kuperberg (2007) là đúng, chúng tôi dự đoán tính tích cực muộn hơn này chỉ dành cho những phần hoàn thành câu thực sự bất thường và dẫn đến một ý nghĩa tổng thể không thể có của câu, chứ không phải cho những câu cho phép tích hợp từ phê bình với diễn ngôn trước đó, dẫn đến một ý nghĩa có lẽ không thể tưởng tượng được nhưng vẫn có thể có trong thế giới thực. Điều này sẽ tạo thành một hiệu ứng của khả năng, cũng có thể cho thấy sự khác biệt giữa sự liên tục có thể xảy ra và không thể tưởng tượng được ở các vị trí dương tính muộn tại các vị trí trước, với các sự liên tục có thể xảy ra trùng với các vị trí hợp lý nhưng không mong đợi.


Kết quả

So sánh bệnh nhân với kiểm soát

Liên quan đến biên độ đỉnh, các tác động chính đáng kể được tìm thấy đối với sự đồng dư (F [1,36] = 10,77 p = 0,001 η 2 = 0,39) và độ đồng dư × bản địa hóa (F [2,36] = 9,08 p = 0,001 η 2 = 0,36). Không có tác dụng nào khác là đáng kể. Nhóm bệnh nhân được phát hiện có biên độ tăng lên có ý nghĩa thống kê để đáp ứng với các kích thích không hợp lý (Bảng 1 [A] và [B]) (Hình 1).

BẢNG 1. Biên độ đỉnh trung bình (mVolt) của Hiệu ứng N400 như một chức năng của tính đồng thời, bản địa hóa và độ trễ, theo nhóm bệnh nhân, giá trị trung bình (độ lệch chuẩn)
Fronto-Central Temporo-Parietal Chẩm
Bên tráiBên phảiBên tráiBên phảiBên tráiBên phải
Bủn xỉn3.60 (1.04)3.77 (1.45)3.90 (1.43)3.87 (1.02)3.66 (1.23)3.62 (1.09)
Không hợp lý4.32 (1.22)4.39 (1.16)4.05 (1.16)3.99 (1.11)3.80 (1.12)3.81 (1.22)

Biên độ đỉnh tăng lên đã được báo cáo tại các khu vực phía trước-trung tâm để đáp ứng với tình trạng bất thường.

Thứ hai, như được thể hiện qua phân tích post hoc (phân tích độ tương phản, hiệu chỉnh Bonferroni cho nhiều phép so sánh): đối với tình trạng không tương xứng, độ lệch trung tâm cao hơn được tìm thấy so với temporo-parietal (F [1,14] = 12,26 p = 0,001 η 2 = 0,41) và chẩm (F [1,14] = 6,45 p = 0,001 η 2 = 0,21) nội địa hóa (Hình 1). Ngược lại, tình trạng tụ máu không cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các vị trí vỏ não.

Về biến độ trễ đỉnh, các tác động chính đáng kể đã được tìm thấy đối với nhóm × độ đồng dư (F [1,36] = 7,90 p = 0,001 η 2 = 0,35) và nhóm × độ đồng dư × bản địa hóa (F [2,36] = 11,09 p = 0,001 η 2 = 0,41). Không có tác dụng nào khác là đáng kể. Như được tiết lộ bởi phân tích sau giờ học, bệnh nhân cho thấy đỉnh điểm chậm đáp ứng với tình trạng bất thường nhiều hơn so với nhóm chứng (F [1,36] = 7,9050 p = 0,001 η 2 = 0,34), trong khi tình trạng sung huyết không cho thấy đáng kể sự khác biệt giữa các nhóm (F [1,36] = 1,09 NS η 2 = 0,15 Bảng 2). Thứ hai, các bệnh nhân có biểu hiện lệch hướng trước-trung tâm chậm hơn trong tình trạng bất thường hơn so với nhóm chứng (F [1,36] = 7,72 p = 0,001 η 2 = 0,34). Hơn nữa, các bệnh nhân cho thấy thời gian trễ đỉnh điểm trong điều trị không hợp lý lớn hơn so với tình trạng xung huyết ở vị trí trung tâm (F [1,36] = 7,90 p = 0,001 η 2 = 0,35). Các vị trí vỏ não khác không cho thấy sự khác biệt đáng kể.

BẢNG 2. Độ trễ đỉnh trung bình (mili giây) của Hiệu ứng N400 như một chức năng của tính đồng thời, bản địa hóa và độ trễ, theo nhóm bệnh nhân, giá trị trung bình (độ lệch chuẩn)
Fronto-Central Temporo-Parietal Chẩm
Người bệnhKiểm soátNgười bệnhKiểm soátNgười bệnhKiểm soát
Bủn xỉn398 (1.23)401 (1.30)398 (1.40)407 (1.16)410 (1.34)396 (1.07)
Không hợp lý442 (1.54)402 (1.16)405 (1.18)412 (1.13)403 (1.23)401 (1.04)

So sánh VS so với MCS

Biên độ đỉnh và độ trễ được đưa vào hai ANOVA bốn chiều, đo lặp lại (Nhóm: 2 VS so với MCS): 2 độ trễ: 2 và bản địa hóa: 3.

Các tác động chính và tương tác đáng kể được tìm thấy đối với độ đồng dư (F [1,17] = 8,76 p = 0,001 η 2 = 0,36) và độ đồng dư × nội địa hóa (F [2,17] = 11,11 p = 0,001 η 2 = 0,42 (Bảng 3) . Điều kiện bất thường cho thấy biên độ đỉnh cao hơn đáng kể so với điều kiện đồng thời. Hơn nữa, trong điều kiện bất hợp lý, vị trí trung tâm bộc lộ một đỉnh cao hơn so với thái độ đỉnh (F [1,17] = 9,65 p = 0,001 η 2 = 0,39) và vị trí chẩm (F [1,17] = 11,02 p = 0,001 η 2 = 0,40). Không có tác động chính hoặc tác động tương tác nào kể cả biến nhóm là có ý nghĩa trong phân tích (Hình 2).

BẢNG 3. Biên độ đỉnh trung bình (mVolt) của Hiệu ứng giống N400 như là một chức năng của tính đồng thời, bản địa hóa và độ trễ đối với bệnh nhân VS và MC, giá trị trung bình (độ lệch chuẩn)
Fronto-Central Temporo-Parietal Chẩm
VSMCVSMCVSMC
Biên độ đỉnh N400
Bủn xỉn3.80 (1.15)3.78 (1.33)3.99 (1.40)3.893.77 (1.21)3.90 (1.05)
1.02
Không hợp lý4.54 (1.28)4.49 (1.20)3.98 (1.54)3.913.82 (1.14)3.80 (1.02)
1.17
Độ trễ cao nhất N400
Bủn xỉn398 (1.36)392 (1.16)403 (1.09)410 (1.28)403 (1.38)409 (1.54)
Không hợp lý450 (1.09)442 (1.22)401 (1.14)406 (1.33)410 (1.01)407 (1.30)

VS: trạng thái sinh dưỡng MC: có ý thức tối thiểu.

Biên độ đỉnh tăng lên đã được báo cáo tại các khu vực phía trước-trung tâm để đáp ứng với tình trạng bất thường.

Phân tích thứ hai, được áp dụng cho thước đo phụ thuộc vào độ trễ, cho thấy tác động tương tác đáng kể của điều kiện × địa phương hóa (F [1,17] = 7,08 p = 0,001 η 2 = 0,35). Một đỉnh trễ được tiết lộ trong vị trí trung tâm phía trước đối với tình trạng bất hợp và đồng dư (F [1,17] = 9,13 p = 0,001 η 2 = 0,39).


Hiểu được các quá trình cho phép chúng ta rút ra ý nghĩa từ đầu vào ngôn ngữ nói hoặc viết đòi hỏi phải làm sáng tỏ cách thức, thời điểm và vị trí trong các câu và câu chuyện, âm tiết và từ trong não được phân tích. Bởi vì ngôn ngữ của con người là một chức năng nhận thức không dễ dàng được nghiên cứu bằng cách sử dụng các phương pháp tiếp cận khoa học thần kinh trong các mô hình động vật, nhiệm vụ này đặt ra những thách thức đặc biệt. Trong chương này, chúng tôi mô tả cách các tiềm năng liên quan đến sự kiện (ERP) đã đóng góp vào việc hiểu các quy trình ngôn ngữ khi chúng diễn ra trong thời gian thực. Chúng tôi sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan về nhiều ERP đã được sử dụng trong nghiên cứu ngôn ngữ và sẽ thảo luận về các mô hình chính của những gì các ERP này phản ánh về quy trình ngôn ngữ và thần kinh. Ngoài ra, bằng cách sử dụng các ví dụ từ tài liệu, chúng tôi sẽ minh họa cách ERP có thể được sử dụng để nghiên cứu khả năng hiểu ngôn ngữ và cũng sẽ phác thảo các vấn đề phương pháp luận cụ thể đối với việc sử dụng ERP trong nghiên cứu ngôn ngữ.

Tamara Y. Swaab, Khoa Tâm lý, Đại học California, Davis.

Kerry Ledoux, Thần kinh nhận thức / Tâm lý thần kinh, Đại học Johns Hopkins.

C. Christine Camblin, Khoa Tâm lý, Đại học Washington tại St. Louis.

Megan Boudewyn, Khoa Tâm lý, Đại học California, Davis.

Để truy cập toàn bộ nội dung trên Oxford Handbooks Online yêu cầu đăng ký hoặc mua. Người dùng công cộng có thể tìm kiếm trang web và xem các phần tóm tắt và từ khóa cho từng cuốn sách và chương mà không cần đăng ký.

Xin vui lòng, đăng ký hoặc đăng nhập để truy cập nội dung văn bản đầy đủ.

Nếu bạn đã mua một tiêu đề in có chứa mã thông báo truy cập, vui lòng xem mã thông báo để biết thông tin về cách đăng ký mã của bạn.

Đối với các câu hỏi về truy cập hoặc khắc phục sự cố, vui lòng kiểm tra Câu hỏi thường gặp của chúng tôi và nếu bạn không thể tìm thấy câu trả lời ở đó, vui lòng liên hệ với chúng tôi.


Thông báo về việc phát hành ERP CORE: Một nguồn lực mở cho nghiên cứu tiềm năng liên quan đến sự kiện của con người

Chúng tôi rất vui mừng thông báo về việc phát hành chính thức ERP CORE, một tài nguyên trực tuyến miễn phí có sẵn mà chúng tôi đã phát triển cho cộng đồng ERP. CORE ERP được thiết kế để giúp tất cả mọi người từ người mới làm quen đến các nhà nghiên cứu ERP có kinh nghiệm nâng cao chương trình nghiên cứu của họ theo nhiều cách riêng biệt.

CORE ERP bao gồm: 1) các tập lệnh kiểm soát thử nghiệm cho 6 mô hình ERP được tối ưu hóa, lấy chung 7 thành phần ERP (N170, MMN, N2pc, N400, P3, LRP và ERN) chỉ trong một giờ ghi lại thời gian, 2) thô và xử lý dữ liệu từ 40 thanh thiếu niên điển hình về thần kinh trong mỗi mô hình, 3) đường ống xử lý dữ liệu EEG / ERP và tập lệnh phân tích trong Hộp công cụ EEGLAB và ERPLAB Matlab, và 4) một tập hợp rộng các kết quả ERP và các thước đo chất lượng dữ liệu EEG / ERP để so sánh giữa các phòng thí nghiệm.

Tài liệu mô tả CỐT LÕI ERP có sẵn tại đây và các tệp tài nguyên trực tuyến có thể truy cập tại đây. Dưới đây chúng tôi chỉ trình bày chi tiết một số cách mà CỐT LÕI ERP có thể hữu ích cho các nhà nghiên cứu ERP.

ERP CORE cung cấp giới thiệu toàn diện về phân tích dữ liệu ERP, bao gồm tất cả các bước xử lý, thông số và thứ tự hoạt động được sử dụng trong phân tích dữ liệu ERP. Do đó, tài nguyên này có thể được sử dụng bởi các nhà nghiên cứu ERP mới làm quen để tìm hiểu cách phân tích dữ liệu ERP, hoặc các nhà nghiên cứu ở mọi cấp độ muốn học phân tích dữ liệu ERP bằng cách sử dụng Hộp công cụ mã nguồn mở EEGLAB và ERPLAB Matlab. Các nhà nghiên cứu nâng cao hơn có thể sử dụng các tập lệnh Matlab có chú thích làm điểm khởi đầu để viết các phân tích của riêng họ. Các thông số phân tích của chúng tôi, chẳng hạn như cửa sổ thời gian và vị trí điện cực để đo lường, cũng có thể được sử dụng làm thông số tiên nghiệm trong các nghiên cứu trong tương lai, làm giảm bậc tự do của nhà nghiên cứu.

Với dữ liệu cho 7 thành phần ERP trong 40 người tham gia nghiên cứu điển hình thần kinh, tập dữ liệu ERP CORE được cung cấp có thể được các nhà nghiên cứu khác phân tích lại để kiểm tra các giả thuyết hoặc kỹ thuật phân tích mới hoặc để so sánh hiệu quả của các quy trình xử lý dữ liệu khác nhau trên nhiều thành phần ERP. Điều này có thể đặc biệt hữu ích cho các nhà nghiên cứu ngay bây giờ, do những hạn chế mà nhiều người trong chúng ta đang gặp phải trong việc thu thập các tập dữ liệu mới.

Các kịch bản điều khiển thử nghiệm cho mỗi mô hình CORE ERP mà chúng tôi thiết kế được cung cấp trong phần mềm Trình bày để các nhà nghiên cứu khác sử dụng. Mỗi mô hình được thiết kế đặc biệt để tạo ra một thành phần ERP cụ thể một cách ngắn gọn (

10 phút) ghi âm. Các kịch bản điều khiển thử nghiệm đã được lập trình để giúp các nhà nghiên cứu khác sử dụng trực tiếp các nhiệm vụ trong phòng thí nghiệm của họ một cách vô cùng dễ dàng. Ví dụ: các kích thích có thể được tự động điều chỉnh theo kích thước giống như trong bản ghi gốc của chúng tôi bằng cách chỉ cần nhập chiều cao, chiều rộng và khoảng cách xem của màn hình mà bạn muốn sử dụng để thu thập dữ liệu trong phòng thí nghiệm của mình. Các tập lệnh kiểm soát thử nghiệm cũng dễ dàng sửa đổi bằng cách sử dụng thông số tính năng trong Trình bày, cho phép thực hiện các thay đổi đối với nhiều tính năng của nhiệm vụ (ví dụ: số lần thử nghiệm, thời lượng kích thích) mà không cần sửa đổi mã. Do đó, các mô hình CORE ERP có thể được thêm vào một nghiên cứu hiện có hoặc được sử dụng như một điểm khởi đầu cho sự phát triển của các mô hình mới.

Chúng tôi cung cấp một số số liệu định lượng mức độ nhiễu của dữ liệu EEG / ERP của chúng tôi có thể hữu ích để so sánh cho cả nhà nghiên cứu ERP mới và có kinh nghiệm để đánh giá quy trình thiết lập phòng thí nghiệm và thu thập dữ liệu của họ. Chất lượng của dữ liệu EEG / ERP đóng một vai trò lớn trong sức mạnh thống kê, tuy nhiên, có thể khó xác định chất lượng tổng thể của dữ liệu ERP trong các bài báo đã xuất bản. Điều này gây khó khăn cho một nhà nghiên cứu nhất định để biết liệu chất lượng dữ liệu của họ có thể so sánh với chất lượng dữ liệu của các phòng thí nghiệm khác hay không. ERP CORE cung cấp các thước đo về chất lượng dữ liệu cho dữ liệu của chúng tôi, cũng như các kịch bản và quy trình phân tích mà các nhà nghiên cứu khác có thể sử dụng để tính toán các chỉ số chất lượng dữ liệu tương tự này trên dữ liệu của chính họ.

Đây chỉ là một số cách chúng tôi dự đoán rằng CỐT LÕI ERP sẽ được các nhà nghiên cứu ERP sử dụng. Chúng tôi rất vui khi biết bạn có thể tìm thấy những cách sử dụng khác cho tài nguyên này và nghe phản hồi về CỐT LÕI ERP từ cộng đồng ERP.


Ba mươi năm và đếm: Tìm kiếm ý nghĩa trong thành phần N400 của tiềm năng não bộ liên quan đến sự kiện (ERP)

Chúng tôi xem xét việc khám phá, mô tả đặc điểm và việc sử dụng N400 đang phát triển, một phản ứng tiềm năng của não liên quan đến sự kiện được liên kết với quá trình xử lý ý nghĩa. Chúng tôi mô tả sự kích thích của N400s bằng một loạt các loại kích thích ấn tượng — bao gồm chữ viết, lời nói và chữ ký hoặc hình vẽ giả, ảnh và video về khuôn mặt, vật thể, hành động và âm thanh và ký hiệu toán học — và phác thảo độ nhạy của biên độ N400 ( vì độ trễ của nó là không đổi đáng kể) đối với các thao tác ngôn ngữ và phi ngôn ngữ. Chúng tôi nhấn mạnh tính hiệu quả của N400 như một biến phụ thuộc để kiểm tra hầu hết mọi khía cạnh của quá trình xử lý ngôn ngữ và nhấn mạnh việc sử dụng mở rộng của nó để thăm dò bộ nhớ ngữ nghĩa và xác định cách hệ thống nhận thức thần kinh sử dụng linh hoạt và linh hoạt thông tin từ dưới lên và từ trên xuống để có ý nghĩa của thế giới. Chúng tôi kết luận với các lý thuyết khác nhau về ý nghĩa chức năng của N400 và đưa ra phương pháp tái nhận thức lấy cảm hứng từ N400 về cách thức xử lý ý nghĩa có thể diễn ra.


Giới thiệu

Các chủ đề hiện tại về xử lý ngôn ngữ của con người nhấn mạnh vai trò của các cơ chế dự đoán, trong đó kỳ vọng về các từ sắp tới được xác định bởi bối cảnh ngôn ngữ. Bằng chứng đến từ những phát hiện cho thấy tuổi thọ của từ — hoặc sự kỳ lạ của nó — tương quan với nỗ lực xử lý (ví dụ: Kutas & amp Hillyard, 1980 Federmeier và cộng sự 2007 Van Berkum và cộng sự 2007 Demberg & amp Keller, 2008 Smith & amp Levy, 2013). Hơn nữa, mô hình thế giới hình ảnh đã cung cấp bằng chứng hỗ trợ cho cả việc xử lý ngôn ngữ dự đoán (Altmann & amp Kamide, 1999) cũng như ảnh hưởng của cảnh trực quan về sự hiểu biết ngôn ngữ (Knoeferle và cộng sự, 2005). Tuy nhiên, các biện pháp có chủ ý được sử dụng trong mô hình này không cung cấp bằng chứng trực tiếp liên quan đến nỗ lực xử lý (không phải để hình thành kỳ vọng cũng như xử lý nhiều hơn hoặc ít hơn các từ được mong đợi). Nghiên cứu này nhằm mục đích giải quyết khoảng cách này bằng cách kiểm tra tuổi thọ của từ như thế nào, được xác định bởi cả hai hình ảnh và ngôn ngữ nội dung, ảnh hưởng đến nỗ lực xử lý, cả khi kỳ vọng là được tạo ra và về bản thân từ được mong đợi nhiều hơn hoặc ít hơn.

Tuổi thọ của từ, hoặc khả năng dự đoán, có thể được suy ra bằng cách sử dụng phép đo lý thuyết-thông tin về sự kỳ lạ, biểu thị lôgarit âm của khả năng từ đó xuất hiện trong một ngữ cảnh nhất định (Shannon, 1949 Hale, 2001). Gần đây, người ta thường ước tính tuổi thọ từ bằng cách sử dụng chính xác khái niệm này, thường bằng cách lấy mẫu từ các phán đoán của con người, chẳng hạn như các nhiệm vụ Cloze hoặc sử dụng các mô hình ngôn ngữ được đào tạo trên kho ngữ liệu lớn (ví dụ: Roark et al. 2009 Frank, 2013b). Tuổi thọ từ cũng có mối tương quan với nỗ lực xử lý, trong đó những từ ít được mong đợi hơn sẽ mất nhiều nỗ lực hơn để xử lý (ví dụ: Kutas & amp Hillyard, 1980 Hale, 2001). Đổi lại, nỗ lực xử lý nhận thức thường được đánh giá thông qua việc đo lường thời gian đọc hoặc các tiềm năng liên quan đến sự kiện (ERP) trong quá trình hiểu từng từ một (ví dụ: Dambacher & amp Kliegl, 2007 Smith & amp Levy, 2013). In particular, ERP components such as the N400 have been shown, among other things, to correlate with surprisal estimates from language-models for a given word (Frank et al., 2015). Here, we specifically adopt the view that the more expected a word is, the easier it is to retrieve and integrate with the context, as suggested by Brouwer et al., (2012). Under this account, the N400 indexes facilitated or inhibited retrieval as a result of stronger or weaker expectations. Nevertheless, the correlation between expectancy and any index of processing effort is still based on a rather indirect combination of two separate measures (often from different people) on the linguistic materials: firstly the offline collected values for the conditional likelihood of a particular word, and secondly the processing time or amplitude for that word (e.g., Wlotko and Federmeier, 2012).

The visual world paradigm (VWP) helps examine more directly, and online, what expectations are formed during language comprehension: Anticipatory eye-movements to displayed objects or actions provide insight into which event participants the listener expects to hear next (Altmann & Kamide, 1999). Such eye movements provide a direct and online measure of the expectations that listeners generate for upcoming words and thus add another valuable and online index of predictability. At the same time, expectations for the next word(s) are not only made explicit and observable through the attention in the visual scene, they may also be influenced by the scene itself through depicted events and thematic roles (e.g., Knoeferle et al. 2005). What remains unclear is a) how the attentional measures used in this paradigm can be linked to processing effort, and b) whether the visual context helps to reduce uncertainty about upcoming words, similar to linguistic context, such that it also modulates processing effort – as would be predicted by the entropy reduction hypothesis (Frank, 2013a Linzen & Jaeger, 2016).

Ankener et al., (2018) recently used a combination of the VWP and a measure of effort, enabling them to examine precisely that: they simultaneously investigated the influence of visual context on expectations and the associated processing effort. Specifically, they deployed a pupillary measure, namely the Index of Cognitive Activity (ICA see Marshall, 2000), as an index of cognitive processing effort to observe the direct effect of visual context on word expectations and processing load (Demberg and Sayeed, 2016 Sekicki & Staudte, 2018 Tourtouri et al., 2019). They presented German sentences such as “Der Mann verschüttet gleich das Wasser.” (English word-by-word translation: The man spills now the water) simultaneously with a visual display that featured a varying number of objects matching the verbal constraints: either one, three, four, or none of the displayed objects were actually spillable. Thus, there was more or less temporary competition after the verb for upcoming object nouns based solely on the visual scene as the utterance did not vary within an item. Assuming that the probability for an upcoming verb argument is distributed among all plausible (visible) referents, a larger number of such referents would result in a lower likelihood for any individual one (lower surprisal in this specific tình hình), which in turn would increase processing effort on the given object noun. Depending on the number of matching objects, it was therefore hypothesized that the particular target noun (“water”) would become more or less predictable—and therefore would require more or less processing effort when it was actually mentioned. Thus, the manipulation of con số of potential referents served as a means to modulate the likelihood for a given object noun to come up.

The results of the Ankener study replicate and extend findings by Altmann and Kamide (1999), in that they show that verbal constraints can drive anticipatory eye movements towards (all) matching objects in anticipation of the upcoming noun, even when more than one competitor is shown. Crucially, the authors found that the same object noun in the same linguistic context was more difficult to process (higher ICA values) when more depicted objects matched the verb constraint, making the actual target word less predictable. These results suggest that visually determined expectations for a spoken target word determine its situated surprisal and that this elicits processing effort for that word accordingly.

Interestingly, this study did not find any modulation of processing effort on the verb, where expectations are generated and, importantly, distinct between the conditions. While the anticipatory eye movements clearly index distinct expectations in this time window, the ICA values suggest that processing the verb (“spill”) required the exact same effort in all visual contexts. This result appears to be in conflict with the result presented by Maess et al., (2016), who compared sentences such as “Er dirigiert das Orchester” and “Er leitet das Orchester” (English translation: He conducts/leads the orchestra) in an MEG study. They found that “orchestra” was easier to process, as reflected by a reduced N400, after the more constraining verb “conducts” compared to the less constraining verb “leads”. Footnote 1 At the same time, they also found that the constraining verb “conducts” elicited itself an increased N400 compared to the less constraining verb. This pattern was very tentatively interpreted as a trade-off between constraint and expectancy:

“The predictive-verb N400 and the less predicted-noun N400 was inversely correlated which demonstrates a direct trade-off in terms of neural expenditure between the predictive and the predicted stage (. )” (p.8, Maess et al. 2016).

There are several possible explanations for the diverging results in these two studies. But most notably, the Maess study found differential effects on khác nhau verbs (inherently more or less constraining), whereas the Ankener study found similar values for the tương tự verb, when it was more or less constraining depending on the trực quan định nghĩa bài văn. The two studies further employed different measures and the null effect in the pupillary measure ICA may be due to an insensitivity of the measure towards constraint effects. Generally, the ICA remains poorly understood in psycholinguistic paradigms, and it is unclear still precisely what aspects of processing effort it indexes.

The aim of the present study was therefore twofold: Firstly, we examined whether the graded ICA effect, which was previously found on the noun as a result of a likelihood manipulation, replicates in ERP measures. Secondly, we set out to investigate whether the processes leading to the generation of expectations (derived during verb and scene processing) induce an N400 modulation. If indeed a complementary N400 effect on the verb, compared to the noun (as in Maess et al. 2016), was found, this would support a “trade-off” theory suggesting that the benefit of specific expectations for noun processing comes along with additional effort during verb processing when uncertainty is reduced. This would also indicate that the ICA is sensitive to processing effort only when caused from selected mechanisms or sources. Alternatively, if no modulation on the verb was found, this would support the previous ICA results and suggest that using visual context to generate more or less specific expectations about upcoming content is not costly.

The current study uses the same design, stimuli (plus additional ones in order to achieve necessary power) and task as Ankener et al., (2018) and ERPs as the dependent measure in order to link expectation (generation) to effort of processing (see e.g., Kutas and Hillyard, 1980, Frank et al., 2015).


Thí nghiệm 2

The second experiment of the reported series of studies had the same experimental materials, EEG recording setup, and data analysis as the first study. However, the participants and the procedure were different. In the Methods section, we shall, therefore, describe only the issues that differed from those in the first experiment.

Phương pháp

Participants.

Twenty-five right-handed (as assessed by the Edinburgh handedness test [68]) students of Heinrich-Heine-University, Düsseldorf (12 male, age range: 19–31 years, mean: 23.96, SD: 3.56) who were native speakers of Standard German took part in the study. One participant had to be excluded due to excessive muscular artifacts. The participants had normal or corrected-to-normal vision, reported no hearing impairments, no psychological and neurological disorders, and were not taking any psychoactive medication. The participants signed an informed consent form and were paid 16 € for participation.

Thủ tục.

The participants were tested individually in a sound-attenuating booth. Their task was to listen to auditorily presented phrases and to perform a wellformedness judgment upon presentation of a visual cue. We did not specifically instruct the participants to pay attention to the grammatical structure or to the lexical status of the stimuli. Instead, we asked them to evaluate those phrases that they could easily use as ‘well-formed’ and phrases that could not be easily used or only used in specific contexts as ‘not well-formed’. The visual cue “Wohlgeformt?” (Well-formed?) was presented on the computer screen, and the wellformedness judgment had to be made about the auditorily presented phrase preceding the visual probe. The visual cues occurred after every 1–5 auditory phrases and were pseudo-randomized such that the wellformedness judgment had to made for each experimental condition 17 times throughout the experimental session. The participants were instructed to press the right mouse key if they considered the phrase well-formed, and to press the left mouse key if they considered the phrase NOT well-formed.

Kết quả

Behavioral data.

Correct AN phrases were judged as well-formed in 89% of the cases. Noun phrases containing a morphosyntactic violation were accepted as well-formed in 6%, noun phrases containing a semantic violation in 37.5% of the cases. Concept-type congruent noun phrases were evaluated as well-formed in 86% (SC 92.3%, RC 87.7%, FC 82%, IC 82%) of the cases. Concept-type incongruent noun phrases were judged as well-formed in 82% (SI 93.5%, RI 90%, FI 87.7%, II 58.5%) of the cases.

ERP data: Adjective-noun phrases.

Fig 6 demonstrates the grand average waveforms of the AN conditions (A) and the topographies of the difference waveforms of the type Violation conditionCorrect (B). The topographies are shown for the latency range of 200–700 ms in 100-ms steps. The light-grey bars highlight the latency of 200–500 ms that entails the time windows of N400 (200–350 ms) and LAN (350–500 ms). The dark-grey bars highlight the P600 time window.

Grand average waveforms (A) and the topographies of the difference waveforms of the type Violation conditionCorrect (B). The light-grey bars highlight the latency of 200–500 ms that comprises the time windows of the LAN and N400 components. The dark-grey bars highlight the P600 time window. The asterisks mark the results of one-way repeated measures ANOVAs within each ROI for each time window that reached significance (<0.001***, <0.01**, <0.05*). The topographies (B) depict the latency range of 200–700 ms in 100-ms steps: The N400 effect is observed in the S-C condition and it is most prominent at the central sites in the time window of 300–400 ms the LAN effect can be detected in the M-C condition at the left temporal electrode sites, followed by the P600 effect at the posterior sites in the latency range of 600–700 ms.

0–200 ms.

A repeated measures omnibus ANOVA conducted for lateral electrode sites yielded no main effect or interaction of the factor Condition. A repeated measures omnibus ANOVA for the midline sites, on the other hand, yielded significant main effects of Anteriority (F(1.18, 27.1) = 20.48, p<0.001, η 2 = 0.471) and Condition (F(1.98, 45.66) = 6.11, p<0.01, η 2 = 0.210). A one-way repeated measures ANOVA conducted with collapsed levels of Anteriority for the midline sites yielded a significant main effect of Condition (F(1.96, 45.05) = 4.94, p<0.05, η 2 = 0.177) with both violation conditions being significantly more negative than the Correct condition (Correct so với Morphosyntactic violation: t(23) = 2.79, p<0.05 Correct so với Semantic violation: t(23) = 2.8, p<0.05).

200–350 ms.

A repeated measures omnibus ANOVA conducted for the lateral electrode sites yielded no main effect or interaction of the factor Condition (Anteriority:Laterality:Condition: F(3.25, 74.71) = 1.88, p = 0.14). The interaction with Condition also failed to reach significance for the midline sites. However, we observed significant main effects of Anteriority (F(1.36, 31.18) = 26.41, p<0.001, η 2 = 0.535) and Condition (F(1.93, 44.29) = 8.38, p<0.001, η 2 = 0.267). A repeated measures one-way ANOVA with collapsed levels of Anteriority for the midline sites yielded a significant main effect of Condition: F(1.94, 44.64) = 8.73, p<0.001, η 2 = 0.275. Pairwise comparisons with collapsed levels of Anteriority for the midline sites revealed a significant difference between the CorrectSemantic violation conditions: t(23) = 3.18, p<0.01 (see Table 6).

350–500 ms.

A repeated measures omnibus ANOVA conducted for the lateral sites revealed a significant main effect of Condition (F(1.67, 38.38) = 5.32, p<0.05, η 2 = 0.188) and a two-way interaction Anteriority:Condition (F(2.37, 54.59) = 3.59, p<0.05, η 2 = 0.135). The analysis of variance at the midline sites yielded significant main effects of Anteriority (F(1.24, 28.61) = 32.09, p<0.001, η 2 = 0.582) and Condition (F(1.88, 43.16) = 9.96, p<0.001, η 2 = 0.302). A repeated measures two-way ANOVA with collapsed levels of Laterality revealed a significant interaction Anteriority:Condition (F(2.37, 54.59) = 3.59, p<0.05, η 2 = 0.135. One-way repeated measures ANOVAs conducted for the different levels of Anteriority yielded a significant main effect of Condition at the temporal sites (F(1.66, 38.17) = 8.37, p<0.01, η 2 = 0.267). Pairwise t-tests at the temporal electrode sites demonstrated a significant difference between the CorrectMorphosyntactic violationconditions: t(23) = 3.72, p<0.01 (see Table 6). A one-way repeated measures ANOVA conducted with collapsed levels of Anteriority for the midline sites revealed a significant main effect of Condition (F(1.84, 42.38) = 10.84, p<0.001, η 2 = 0.320) with a significant difference between the CorrectMorphosyntactic violation conditions (t(23) = -3.16, p<0.01).

600–700 ms.

A repeated measures omnibus ANOVA conducted for the lateral sites demonstrated a significant main effect of Condition (F(1.62, 37.18) = 7.21, p<0.01, η 2 = 0.239) and a two-way interaction Anteriority:Condition (F(2.34, 53.93) = 15.58, p<0.001, η 2 = 0.404). A repeated measures omnibus ANOVA for the midline sites revealed a significant interaction Anteriority:Condition (F(2.31, 53.25) = 12.68, p<0.001, η 2 = 0.355). One-way repeated measures ANOVAs conducted with collapsed levels of Laterality yielded a significant main effect of Condition at anterior (F(1.82, 41.95) = 13.7, p<0.001, η 2 = 0.373), temporal (F(1.83, 42.21) = 11.23, p<0.001, η 2 = 0.328), and posterior (F(1.75, 40.18) = 17.42, p<0.001, η 2 = 0.431) electrode sites. Pairwise comparisons between the CorrectMorphosyntactic violation conditions reached significance at anterior (t(23) = 4.47, p<0.001), temporal (t(23) = 4.4, p<0.001), and posterior (t(23) = -4.76, p<0.001) sites. The comparison between the CorrectSemantic violation conditions was significant only at temporal sites (t(23) = 2.68, p<0.05). One-way repeated measures ANOVAs for the midline ROIs reached significance for the frontal (F(1.84, 42.4) = 6.42, p<0.01, η 2 = 0.218), and central-parietal (F(1.96, 45) = 16.63, p<0.001, η 2 = 0.420) electrode sites. Post hoc paired t-tests yielded a significant difference between the CorrectMorphosyntactic violation conditions for the frontal (t(23) = 2.86, p<0.05) and central-parietal sites (t(23) = -4.34, p<0.001). Fig 7 illustrates the mean values for each AN condition within the ROIs with the largest effect size: the central sites for the N400 effect at 200–350 ms the temporal sites within the latency range of 350–500 ms for the lateralized negativity the anterior sites for sustained negativity and central-parietal sites for the P600 effect in the time window of 600–700 ms.

The dark-grey bars represent the Correct condition, the red bars depict the Morphosyntactic violation condition, and the Semantic violation condition is marked with blue bars. The upper left part of the graph illustrates the N400 component at the central sites triggered by the Semantic violation condition. The upper right part of the graph depicts the LAN in the latency of 300–500 ms at left temporal sites. The lower part of the graph demonstrates the sustained negativity at the anterior sites and the P600 component at the central-parietal electrode sites.

ERP data: Concept types

0–200 ms.

Fig 8 shows grand averages of the Sortal (brown lines) and Riêng biệt, cá nhân, cá thể (green lines) CT conditions (A) and the topographies of the difference waves (incongruent-congruent) (B) in the range of 0–400 ms in 100-ms steps. Fig 9 demonstrates grand average waveforms of the Relational (pink lines) and Functional (dark-grey lines) CT conditions (A) and the topographies of the difference waveforms of the type Incongruent-Congruent (B) in the range of 0–400 ms in 100-ms steps. Arepeated measures omnibus ANOVA conducted for the lateral sites revealed a significant interaction Anteriority:Công suất:CT (F(2.6, 59.58) = 7.41, p<0.001, η 2 = 0.244). This interaction also reached significance for the midline sites: F(2.77, 63.79) = 4.25, p<0.01, η 2 = 0.156. Two-way repeated measures ANOVAs conducted for the different levels of Anteriority with collapsed levels of Laterality (left and right) yielded a significant interaction Công suất:CT for anterior (F(2.14, 49.21) = 6.32, p<0.01, η 2 = 0.216), temporal (F(2.36, 54.36) = 13.58, p<0.001, η 2 = 0.371), and posterior (F(2.27, 52.33) = 7.54, p<0.001, η 2 = 0.247) sites. Two-way repeated measures ANOVAs conducted for the midline sites also revealed a significant interaction Công suất:CT for the frontal (F(2.35, 53.99) = 3.76, p<0.05, η 2 = 0.140), central (F(2.42, 55.6) = 5.06, p<0.01, η 2 = 0.180), and central-parietal (F(2.57, 59.15) = 3.38, p<0.05, η 2 = 0.128) sites. One-sample t-tests demonstrated a significant Công suất effect triggered by the shift of the Riêng biệt, cá nhân, cá thể CT at temporal (t(23) = -4.87, p<0.001) and posterior (t(23) = 2.96, p<0.05) regions. The difference between the congruent and incongruent Functional CT reached significance for the central-parietal (t(23) = -3.11, p<0.05), anterior (t(23) = 3.99, p<0.01) and (t(23) = -3.59, p<0.01) posterior sites. There was also a significant effect of Công suấtSortal CT at temporal sites (t(23) = 3.26, p<0.05) and Relational CT at posterior sites (t(23) = -2.81, p<0.05). The overview of the statistical analyses is provided in Table 7.

Grand average waveforms of the Sortal and Individual CT conditions (A) and the topographies of the difference waveforms of the type Incongruent-Congruent (B). The light-grey bars highlight the latency of 0–200 ms, the yellow bars highlight the time range of 200–350 ms that were used in the analyses. The solid lines depict the Congruent conditions the dashed lines denote the Incongruent điều kiện. The CTs are color-coded: The Sortal CTs are marked brown, the Riêng biệt, cá nhân, cá thể CTs are marked green. The asterisks denote the significance of the Công suất effect (<0.001***, <0.01**, <0.05*) within a given ROI: the brown asterisks correspond to the Sortal CT, the green asterisks mark the Riêng biệt, cá nhân, cá thể CT. The topographies depict the latency range of 0–400 ms in 100-ms steps.

Grand average waveforms of the Relational and Functional CT conditions (A) and the topographies of the difference waveforms of the type Incongruent-Congruent (B). The light-grey bars highlight the latency of 0–200 ms, the yellow bars highlight the time range of 200–350 ms that were used in the analyses. The solid lines depict the Congruent conditions the dashed lines denote the Incongruent điều kiện. The CTs are color-coded: The Relational CTs are marked pink, the Functional CTs are marked dark-grey. The asterisks denote the significance of the Công suất effect (<0.001***, <0.01**, <0.05*) within a given ROI: the pink asterisks correspond to the Relational CT, the dark-grey asterisks mark the Functional CT. The topographies depict the latency range of 0–400 ms in 100-ms steps.

200–350 ms.

An omnibus repeated measures ANOVAs conducted for the lateral and midline sites revealed a significant three-way interaction Anteriority:Công suất:CT (F(3.2, 70.44) = 4.17, p<0.01, η 2 = 0.159 and F(3.08, 67.82) = 4.12, p<0.01, η 2 = 0.158, respectively). Two-way repeated measures ANOVAs conducted for the different levels of Anteriority with collapsed levels of Laterality (left and right) yielded a significant interaction Công suất:CT for anterior (F(2.38, 52.48) = 3.64, p<0.05, η 2 = 0.142), temporal (F(2.68, 61.62) = 4.17, p<0.05, η 2 = 0.153), and posterior (F(2.7, 62.14) = 5.39, p<0.01, η 2 = 0.190) regions. Two-way repeated measures ANOVAs for the midline sites failed to reveal any significant main effects or interactions. One-sample t-tests yielded a significant Công suất effect triggered by the incongruent Riêng biệt, cá nhân, cá thể CT at temporal sites (t(23) = -3.6, p<0.01). The effect of Công suất cho Functional CT reached significance for anterior (t(23) = 3.37, p<0.05) and posterior (t(23) = -4.03, p<0.01) lateral sites.

350–500 ms.

Repeated measures omnibus ANOVAs conducted for the lateral and midline sites revealed no significant main effects or interactions.

600–700 ms.

A repeated measures omnibus ANOVA conducted for the lateral electrode sites revealed a significant two-way interaction Anteriority:Công suất (F(1.45, 33.3) = 4.43, p<0.05, η 2 = 0.161). One-way repeated measures ANOVAs conducted for the different levels of Anteriority with collapsed levels of LateralityCT yielded a significant main effect of Công suất for the frontal sites (F(1, 23) = 4.77, p<0.05, η 2 = 0.172), with the mean value of congruent conditions being more negative than that of incongruent conditions.

Discussion

In our second experiment we employed a wellformedness judgment task to encourage a more in-depth processing of the auditorily presented noun phrases. The participants’ judgments show different degrees of acceptability between morphosyntactic agreement violations and semantic incongruences on the one hand and concept type incongruences on the other. Noun phrases containing gender agreement violations (interessantes Artikel, interesting (n.) article (m.)) were downright rejected and noun phrases containing semantic incongruences (koffeinfreier Artikel, decaffeinated article) were only accepted as possibly usable in about one third of the cases. In contrast, most noun phrases containing concept type incongruences (der Stein, the stone das Ohr, the ear eine Mutter, a mother) were as well accepted as their congruent counterparts (ein Stein, sein Ohr, seine Mutter). Only incongruent noun phrases containing riêng biệt, cá nhân, cá thể nouns (sein Papst, his Pope) were judged as somewhat less freely usable. The participants’ judgements thus correspond to the corpus-based co-occurrence frequencies reported in Table 2, that also were of the same order of magnitude for congruent and incongruent noun phrases, except for riêng biệt, cá nhân, cá thể nouns with incongruent determination. The judgement data, furthermore, suggest that neither the longer lexical decision latencies observed for CT-incongruent noun phrases in behavioral experiments [2, 3] are not likely to be due to some perceived ‘oddity’ of these phrases. To the contrary, noun phrases with incongruent determination are perceived as normal, corresponding to the observation from corpus-analyses [2] that incongruent determination is in fact quite frequent. In other words, in conjunction with corpus data, our participants’ judgments show that in everyday communication concept type shifts are pervasive and not perceived as incongruences.

The electrophysiological data of Experiment 2 largely replicated those of Experiment 1. The topographic distribution and the latency of the effect of the Semantic violation condition were slightly different from those reported in the first experiment. Nevertheless, the observed effect was again compatible with the latency and the topographic distribution of the classic N400 effect [13, 14, 16, 17, 24, 70, 71, 85]. Likewise, gender agreement violations between an adjective and a noun in the AN conditions triggered a response pattern that was consistent with the classic biphasic LAN-P600 pattern observed in ERP studies investigating number and gender agreement violations [53, 54, 64, 65, 75, 76, 79]. However, unlike in Experiment 1, the Morphosyntactic violation condition elicited an additional late anterior negativity, that is compatible with a sustained negativity that has been reported to reflect second-pass syntactic processing [86–89]. Somewhat speculatively one might assume that this additional sustained negativity may be due to more in-depth morphosyntactic processing as a result of the judgment task.

The analyses of the determiner-noun conditions again showed no overall Công suất effect and at least in part similar concept-type specific incongruence effects as in Experiment 1. We found a Công suất effect for noun phrases with Riêng biệt, cá nhân, cá thể nouns at temporal and posterior lateral sites in the time window of 0–200 ms. This effect was similar in anteriority to that reported in Experiment 1, however, in Experiment 2 it had a bilateral distribution: a temporal negativity and a posterior positivity. In the time window of 200–350 ms, the incongruent Riêng biệt, cá nhân, cá thể condition evoked a bilateral temporal negativity. The effect elicited by incongruent noun phrases with Sortal nouns was observed only in the early time window as a bilateral temporal positivity. We also replicated the results of Experiment 1 with respect to the incongruence response for Functional nouns: an anterior positivity and a bilateral posterior negativity between 200–350. Moreover, this effect was already significant in the early time window. Unlike in Experiment 1, there was a significant incongruence response for Relational nouns in the form of a bilateral posterior negativity in the time range of 0–200 ms post recognition point.

In sum, with respect to the classic ERP effects, the results of Experiment 2 largely replicated those of Experiment 1, thus excluding the possibility that the lack of classic ERP responses to concept-type incongruences in the previous experiment was due to a relatively shallow processing of the presented determiner-noun phrases in the absence of a linguistic task.


Xem video: angela friederici - the N400 and word meaning (Tháng Sáu 2022).