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我々は、視覚語認識におけるフォンロジーと意味論の相対的活性化シーケンスを探求するためのプロトコルを提示する。この結果は、インタラクティブなアカウントとの整合性、意味表現および音韻表現が対話的に処理され、より高レベルの言語表現が早期処理に影響を及ぼす可能性があることを示している。
論争は常に読解能力に関連する研究に存在してきた。印刷された単語が正交情報に基づいてフィードフォワード的に認識されるかどうか、その後、イオン学やセマンティックなどの他の表現が活性化されるのか、またはそれらが完全にインタラクティブで高レベルの意味情報であるかどうかが早期処理に影響を及ぼすかどうか。干渉パラダイムは、同じ先行ターゲットペアを使用して、音韻と意味活性化の相対的な順序を探求する、提示された音韻的および意味判断タスクのプロトコルに実装された。高周波および低周波ターゲットワードの前には、意味的に関連する、音韻関連(同音異義音語)、または無関係の3つの条件が付いた。結果は、低周波ワードペアの誘導P200成分が、意味的および音韻的なタスクの両方において高周波語よりも有意に大きいことを示した。また、意味的タスクにおける同二音異義と音韻的に関連する対の両方が、制御条件と比較してN400の減少を引き起こし、単語周波数を独立に行う。音韻判定タスクにおける低周波ペアでは、意味的に関連する単語ペアによってリリースされたP200は、制御条件のそれよりも有意に大きかったことは注目に値する。全体的に、音韻論的なタスクにおける意味的な処理と、意味的なタスクにおける音韻処理は、高頻度と低頻度の両方の単語で見つかり、意味論と音韻論の相互作用がタスクに依存しない方法で動作する可能性が示唆された。ただし、この対話が発生した特定の時間は、タスクと頻度の影響を受けている可能性があります。
あらゆる単語認識モデルにおける重要な問題は、意味的アクセスの過程におけるフォンロジーの役割を理解することです 1.アルファベット言語の場合、多くの研究は一貫して英語2、3、4、ヘブライ語5、フランス語6、スペイン語7を含むセマンティックアクセスにおいて重要な役割を果たしていると見なしています。つまり、文字認識には正射音だけでなく、音韻的な処理や意味的な処理も含まれます。インタラクティブな接続モデルにおけるこの観察は、ネットワーク全体で活性化された拡張によって説明され、そこでorthographyは加重接続を介した音韻表現および意味表現に関連する8.この活性化の急増は、音韻表現と意味表現が正投影入力9に応答して自動的に活性化されることを前提とする視覚単語認識モデルのコアメカニズムを提供する。
しかし、インタラクティブオートメーションの仮説を裏付ける現在の実証的証拠は依然として議論の余地がある。いくつかの研究は、音韻的および意味表現の活性化は、タスクの要求または注意によって調整または防止することができると主張する、 これは、単語知覚10,11に関与する高レベルのプロセスに一定のトップダウンの影響を意味する。しかし、前述の説明は、これらの表現がタスクとは全く無関係であるか、または直接アクセスできない12の視覚語認識における音韻的および意味的影響を報告するという多くの知見によって疑問視されており、それによって、読み取りプロセス中に意味論と音韻論に自動的かつ強制的にアクセスすることができるという見解を支持する13.したがって、視覚ワード認識における音韻的および意味的な活性化が、特定のタスクに依存するのか、それともタスクに依存しない方法で強制的かつ自動的に発生するのか、という不確実性があります。
前述の質問に対する答えは、中国人の読者にとって難しい。英語と比較して、中国語は、文字が音素14ではなく形態素を表すロゴグラフィックスクリプトです。現在、中国語の単語に意味的にアクセスするためのフォンロジーの役割は議論の余地があります。いくつかの研究は、フォンロジーは、中国語の単語15、16、17への意味的アクセスに重要な役割を果たしていると主張している。しかし、他の人は反対の見解を持っています 18,19.前述の中国の音韻処理研究を評価した結果、実験パラダイムと特定の研究方法が異なることがわかりました。全体として、それは主に2つのパラダイムに分かれていた:単語プライミング15、18、19と文17、20、21の違反パラダイム。ターゲット語は、通常、違反パラダイム22に文の最後に埋め込まれます。言語の仕組みでは、短い2語のフレーズは、23を処理するのが難しい完全な文よりも管理しやすい単位です。さらに、構文、文脈、その他の要因など、文の中で制御が難しい変数は、異なる結論24に至る可能性があります。プライミングパラダイムという言葉は、アルファベット言語でも中国語でも、単語認識モデルを探索するために一般的に使用される方法です。このパラダイムのタスクは、プライムが先行する対象語が実際の単語か仮語かを判断することであり、その結果を示す。つまり、このパラダイムには通常、1 つの構文タスクのみが含まれます。しかし、単一の語彙決定タスクは、フォンロジーとセマンティクスの活性化がタスクに依存するかどうかという問題を解決するのに最良の選択ではないかもしれません。したがって、この質問を調べるには、2 つの異なるタスクの方が適している可能性があります。
そこで、この研究は、中国語の単語認識におけるフォンロジーの役割を探り、同時に、フォンロジーとセマンティクスの活性化がタスクに依存しないかどうかを判断することを目的とした。我々の研究には、干渉パラダイムを用いた2つのタスク(意味判断と音韻判断)が含まれています。我々の知る限りでは、この干渉パラダイムを用いた中国の二文字化合物認識の初めての事象関連ポテンシャル(ERP)研究であり、この方法は、英字言語の研究ではめったに現れない。具体的には、意味判断タスクでは、参加者は、対象の単語とその前例が意味的に関連しているかどうかを判断する必要がありますが、音韻的なタスクでは、ペアの単語が同じ発音を持っているかどうかを判断する必要があります。
前者は、音韻的処理を必要としない意味マッチングタスクであり、後者は、優先的意味処理を必要としない音韻判断タスクである。そこで、意味判断タスクでホモフォンペアと無関係な対照群を比較し、音源が意味処理に与える影響と影響を明らかにした。同様に、音韻判断タスクで意味的に関連する単語ペアと無関係な制御条件を比較し、意味論が音韻処理に及ぼす影響を明らかにした。また、上記の問題は、高周波語および低周波語で検証された。したがって、この補完的な意味と音韻的判断タスクは、中国語の単語認識における音韻処理の重要性を明らかにするだけでなく、音韻論と意味論が相互作用するかどうか、そしてどのように相互作用するかを明らかにすることができる。
音韻論と意味論のプロセスが早く、自動で、そしてインタラクティブであるならば、音韻学的および意味的活性化の効果は、2つのタスクの応答時間で観察されるべきである。ERPの場合、音韻学的および意味的プロセスは、2つの異なる電気生理学的マーカー2、7をトリガする。さらに、時間コースと空間分布は異なるはずです。初期陽性成分(P200)は、音韻処理を反映し、典型的な意味処理マーカーN400も20,21を同定する必要があります。意味的なタスクの音韻的に関連する対と、音韻的なタスクにおける意味的関連のペアの両方がN400の有意な減少を引き起こすと仮定し、これは、音韻処理が字句セマンティックレベルでの活性化の程度につながる可能性があることを示したであろう。また、音韻処理を特徴づけるP200が意味判断タスクや音韻判断タスクに現れたかどうかを監視した。音韻判断タスクでは、意味に関連した条件がP200を引き起こし、これは音韻処理に対する意味論の初期の影響の証拠と見なすことができる。
本研究に用いる議定書は清華大学の機関審査委員会によって承認された。
1. 刺激の構築とプレゼンテーション
2. 実験準備と電気生理学的記録
3. EEG前処理
このプロトコルは、中国の2文字化合物認識におけるフォンロジーの役割を調査し、単語認識モデル26を推測するために、最近の研究で使用されました。この研究で使用されるすべての刺激は完全に開示された26.グローバルフィールドパワー(GFP)に基づいて3つのタイムウィンドウが選択されました:それぞれ100-150 ms、160〜280 ms、およびN1、P200、N400コンポーネントの300-500 msで26。上記2つの時間枠の平均振幅は、分散(ANOVA)、周波数(低および高)、関係タイプ(音韻学的または意味的に関連する、または無関係)、および側面領域(前後領域×左右半球=合計6領域)または中線電極(Fz、Cz、Pz)の反復測定によって分析された。より詳細な結果とグラフは、Wangら(2021)26.
意味判断タスクの ERP 結果
100-150 ms 期間(N1)
正中線電極の場合、ANOVAは周波数[F(1,23)=9.451,P=.005,ƞ 2p=.291]の主効果をもたらし、低周波条件よりも極めて負の波形を引き出したことを示している。 ).周波数の同様の重要な主な効果は、側面部位でも観察された。また、高周波対の場合、[F(1,23)=8.826,P=.007、ƞ 2p=.277]の有意な主効果が認められ、無関係な対が同音素状態よりも有意に負の波形を引き出すことを示す。 また、左半球では、高周波ペアに対する関係タイプの同様の重要な主効果が観察された。
160~280 ms の期間 (P200)
正線電極の場合、ANOVAは周波数[F(1,23)=5.546,P=.027,ƞ 2p=.194]の主効果をもたらし、高周波条件よりも有意に正の波形を引き出したことを示している。 正中極では他の有意な効果または相互作用は認められなかった。また、周波数の主な効果は、横部位でも発見された。
300-500 ms期間(N400)
300~500ミリ秒の時間枠で、ANOVAは、正線電極における関係タイプ[F(1、23)=27.783、P<.001、ƞ 2 p=.547]の有意な主効果を生み出し、ホモネフォンによってプライミングされたターゲットが無関係な条件よりも有意に負の振幅を引き出したことを示した(図1参照)。 関係タイプの同様の重要な主な効果が側面部位で観察された。
図1:意味的タスクにおけるホモフォニックおよび制御対の代表電極(Fz、Cz、Pz)から、ターゲット語に応答するイベント関連の大きな意味。この図は、Wangら(2021)26から取り出された、意味判断タスクにおいて、ホモフォン対が高低周波数に関係なく無関係な条件よりも小さいN400成分を放出したことを示している。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
均一な判断タスクのERP結果
100-150 ms 期間(N1)
正中線電極または横部位に有意な効果または相互作用は見つからなかった。
160~280 ms の期間 (P200)
関係タイプまたは周波数(ps>.1)に対する有意な主効果は前頭電極で認められなかった。しかし、周波数と関係タイプの間に有意なインタラクティブ効果が見つかった[F(1, 23) = 7.951, P = .010, ƞ2p = .257] 。さらなる分析は、関係タイプの影響が前頭電極(FPz:P =.055;の低周波条件下でのみ有意であることがわかった。FP1: P =.027;FP2: P =.004;AF3: P =.060;AF4: P =.021;AF8:P=.009)、P200時間枠において、ERP信号が無関係な条件下よりも意味的に関連した条件下で有意に正であることを示す(図2を参照)。
さらに、分析は、周波数の効果が2つの領域(左中央:F(1、23)=4.506、P= .045、ƞ 2 p= .164および左後部:F(1,23)=10.470、P=.004、ƞ 2 p = .313)の2つの領域で有意であることを示した。
図2:ホモフォンタスクにおける低周波数の意味的関連および制御対に対する6つの前頭電極(Fpz、Fp1、Fp1、Fp2、FP2、AF3、AF4、AF8)からのターゲット語に応答したグランド平均事象関連電位この図は、Wangら(2021)26から取り出された、音韻判断タスクにおいて、低周波セマンティック関連語が無関係な単語よりもより肯定的なP200成分を放出したことを示す。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
300-500 ms期間(N400)
N400時間枠では、正中電極において[F(1,23)=9.082,P=.006,ƞ 2p=.283]の有意な主効果が見つかった。意味的に関連する言葉によってプライミングされたターゲットが無関係な素数よりも有意に少ない負振幅を放出したことを示す(図3参照)。 また、側面部位では関係タイプの重要な主効果が認められた。
図3:代表電極(Fz,Cz,Pz)から、ホモフォンタスクにおける意味的に関連する制御対に対する目標語に応答した事象関連電位を意味する。この図は、Wangら(2021)26から取られた、音韻判定タスクにおいて、意味的に関連する対が高い周波数と低い周波数に関係なく無関係な条件よりも小さいN400成分を放出したことを示している。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
実験結果と意義:
このプロトコルの目的は、次の例を推測することであった: 1) 単語認識モデルがフィードフォワードモデルかインタラクティブモデルか、2)異なるタスクの下で高い頻度と低頻度の中国の二文字合成認識における音韻的および意味パターン間の相互作用。ERP技術を用いた音韻的・意味合いの干渉パラダイムを採用した。同音異義語とターゲットに対する無関係な単語が先行するERP応答は、音韻論が意味処理に影響を与える時期と影響を明らかにするために、事前の音韻処理を必要としない意味判断タスクで比較された。同様に、事前セマンティック処理を必要としない音韻判断タスクについて、意味論的および無関係な単語によって誘発される対象語のERP応答を比較し、意味論が音韻処理に干渉するかどうかを明らかにした。次に、関連するERP成分の待ち時間に応じて、意味と音韻処理の相対時間経過を比較し、そのような処理パターンに対するワード頻度の影響をチェックした。
我々の結果は、音韻的なタスクにおける意味的に関連する前例によってプライミングされたターゲットと、意味判断タスクにおける同音異義人によってプライミングされたターゲットは、どちらも単語頻度に関係なく、無関係の先行物よりも有意に少ない負のN400成分を引き起こしたことを示した。したがって、高頻度の単語の場合、意味的活性化は、異なるタスクで中国の2文字化合物の認識中に音韻処理よりも早くまたは少なくとも遅く起こることを示唆した。さらに、低頻度ワードペアの誘導P200成分は、意味的および音韻的なタスクの両方で、高頻度ワードペアのそれよりも有意に陽性であった。他の研究はまた、初期のERP成分が単語周波数27、28に敏感である可能性があると結論付けています。最も早い N1 および P200 効果は、少なくとも部分的には、前の単語の意味的処理によるものとすることができます。しかし、音韻判定タスクにおける低周波語については、意味的に関連するペアが制御条件よりも有意に大きいP200を放出することが分かった。これに対し、低周波意味関係の単語ペアによってトリガされたP200は、音韻判定タスクにおける低周波制御条件よりも有意に陽性であることがわかった。この結果は、音韻的な判断タスクで音韻的活性化が期待される、低周波語の単語について説明することは難しくないと思われるが、明らかなP200成分は意味論的前例によって引き起こされ、再び意味的処理が音韻処理よりも遅く起こらないかもしれないという仮説を強化した。
セマンティクスとフォンロジーとの間の上記の相互作用は、システムが完全にインタラクティブであり得ることを提案した単語認識の相互作用モデルを確認し、低レベルの情報は、下から上から全字句情報に流れ、高レベルの情報が上から下へ流れ、初期の視覚的なワープロ1を形成する。また、2つのタスクにおける周波数の影響によって引き起こされたP200は、より高いレベルの言語情報が早期処理中に既にその影響を及ぼす可能性があるという推測も確認した。2つのタスクで見つかった相互作用は、高周波と低周波の状態に関係なく、読み取り中に音語と意味への自動アクセスと場合によっては必須アクセスをサポートしていることに注意してください。ただし、この対話が発生した特定の時間は、タスクと頻度の影響を受けている可能性があります。例えば、低頻度の単語の場合、意味判断タスクのN400時間枠中に、音韻タスクのP200時間枠で相互作用が起こったことが分かった。それにもかかわらず、高頻度の単語については、意味的または音韻的なタスクの両方についてN400時間枠で相互作用が観察された。結論として、現在の知見は、対話的な時間とモードがタスク、頻度等によって影響を受ける可能性があることを考慮しながら、タスクに依存しない方法での意味論と音素の自動相互作用を示唆している。
方法の有効性
一般に、この干渉パラダイムは、音韻と意味の処理の相互作用モードをより包括的に探索することができます。我々の実験には、プリオリティセマンティック処理を必要としない音韻マッチングタスクと、プリオリティ音韻処理を必要としない意味合いタスクが含まれていた。このように、音韻処理に対する意味論の影響や、音韻処理に対する音韻論の影響がより明確に観察される。さらに、前例の意味論や意味論を両方のタスクで比較する必要があるので、この2つのタスクでは、その意味論や意味論が強制的に活性化されます。したがって、干渉効果が生じた場合、より明白になります。単語認識を探索する一般的な方法は、プライミング条件を含む字句決定タスクです。具体的には、対象の単語が実際の単語か仮語かを判断するだけです。第 1 に、構文決定タスクの意味的なアクティブ化が十分に強くない可能性があり、2 つ目は、単一の判断タスクが異なるタスクで対話モードを探索できない場合があります。したがって、2つのタスクの干渉パラダイムは、単語認識モデルの探索に適している可能性があります。干渉パラダイムの2つの異なるタスクでは、1つは意味的処理を強く活性化する必要があり、もう1つは音韻処理を強く活性化する必要があり、これは音韻論とセマンティクス間の相互作用がタスクに依存しないかどうか、および異なるタスクの下でどのように相互作用するかを探求するのに役立ちます。
この技術の将来の応用
このプロトコルは、高周波と低周波の中国の2文字化合物への意味的アクセスを探求するために、干渉パラダイムを使用する最初のものでした。現在、2つのタスクによる干渉パラダイムは、英字言語における単語認識の研究ではめったに現れなくなっています。したがって、この方法は、単語認識モデルを探求するために、異なる言語の特性を異なる言語に提供する可能性があります。
競合する財政的利益はありません。
この研究は、中国国立自然科学財団(62036001)の主要プログラムによって支援されました。
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 |
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