熱點聚焦:研究揭示語言理解中的語音預(yù)測
- 心理所
- 2023-07-04 11:04:00
(資料圖片僅供參考)
中國科學(xué)院心理研究所青年特聘研究員屈青青等在《大腦皮層》(Cerebral Cortex)上,發(fā)表了題為Predicting phonological information in language comprehension: evidence from ERP representational similarity analysis and Chinese idioms的研究論文。該研究聚焦于大腦在語言理解中如何進行預(yù)測加工,采用腦電神經(jīng)表征相似性分析,揭示了語言理解中的語音預(yù)測(phonological prediction)及其時空表征機制。?
當(dāng)前,關(guān)于語言預(yù)測的關(guān)鍵問題是預(yù)測加工的表征內(nèi)容,即人們通常預(yù)測哪些語言表征信息。已有研究表明,在語言理解中,人們對即將出現(xiàn)的句法、語義信息進行預(yù)測。而關(guān)于較低層級的語音特征能否被預(yù)測,研究較少且爭議較大。如果存在語音預(yù)測,那么,語音預(yù)測的時間與神經(jīng)表征是怎樣的?
為了回答上述問題,研究使用具有漢語特色且高限定性的漢語成語作為實驗材料,通過ERP表征相似度分析(RSA)方法對神經(jīng)活動的時間及空間表征模式進行分析,考察語言理解中語音預(yù)測的時間與神經(jīng)表征。該研究通過操縱漢語四字成語對之間第三個字的讀音,使其在成語對之間共享同一個音節(jié)(within-pair),例如,聲東擊(ji)西、面黃肌(ji)瘦,或不共享同一個音節(jié)(between-pair)。具體而言,實驗材料為10組常用的四字成語,每組內(nèi)所有成語的第三個字具有相同的發(fā)音,例如,聲東擊(ji)西、面黃?。╦i)瘦,因而每個組內(nèi)部成語對之間為within-pair組(即語音相關(guān)組),跨組別成語對之間語音不同,因而為between-pair組(即語音不相關(guān)組,圖A)。
實驗中,成語的前半部分(“聲東”)與后半部分(“擊西”)分屏呈現(xiàn),并實時記錄被試的腦電信號?;诮M內(nèi)的第三個字共享相同的語音特征(圖B),研究預(yù)期within-pair組(如“聲東擊ji西”“面黃肌ji瘦”)引發(fā)的神經(jīng)活動模式相似度將高于between-pair組(如“聲東擊ji西”“年事已yi高”)。通過分析空間神經(jīng)活動相似度驗證了上述研究預(yù)期,表現(xiàn)為與between-pair組相比,共享語音的within-pair成語對之間的空間神經(jīng)活動相似度更高。更重要的是,這種神經(jīng)表征相似性效應(yīng)在相同語音(即成語后半部分)呈現(xiàn)之前已開始出現(xiàn)(約200ms,圖C),為語音預(yù)測及其時間進程提供了神經(jīng)證據(jù)。此外,研究進一步分析了上述語音預(yù)測效應(yīng)在不同腦區(qū)的表征模式。研究發(fā)現(xiàn),在兩種條件下,最大的神經(jīng)表征相似度均出現(xiàn)在后部腦區(qū),語音預(yù)測的神經(jīng)表征相似效應(yīng)出現(xiàn)在左側(cè)中后部腦區(qū)(圖D)。
研究表明,在語言理解中,大腦根據(jù)當(dāng)前情境和上文信息,對將要出現(xiàn)的信息進行主動的預(yù)測;在高限定的語境下可以預(yù)測到未來詞匯的語音信息。在漢語成語的理解加工中,語音預(yù)測發(fā)生在高預(yù)測詞匯呈現(xiàn)之前的數(shù)百毫秒,集中在大腦左側(cè)中后部。該研究為語音預(yù)測加工提供了證據(jù),并初步揭示了語音預(yù)測的時空表征,這加深了對語言預(yù)測的認(rèn)知。此外,該工作為語言預(yù)測加工提供了研究思路與技術(shù)路線新視角。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金面上項目和國際(地區(qū))合作與交流項目、北京市科技新星項目、中國科協(xié)“青年人才托舉工程”項目、心理所“揭榜掛帥”項目的支持。
A. 實驗設(shè)計;B.成語第三個字的語音相似性矩陣;C.空間表征相似性分析顯示語音相似呈現(xiàn)前200毫秒開始出現(xiàn)語音相似的神經(jīng)表征相似度效應(yīng);D.語音預(yù)測的神經(jīng)表征相似度效應(yīng)主要集中在大腦左側(cè)的中后部。
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