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Linguaggio: l'N400 nell'incongruenza semantica

Panoramica

Fonte: Laboratori di Sarah I. Gimbel e Jonas T. Kaplan— University of Southern California

Comprendere il linguaggio è uno dei compiti cognitivi più complessi di cui gli esseri umani sono capaci. Data l'incredibile quantità di scelte possibili quando si combinano singole parole per formare un significato nelle frasi, è fondamentale che il cervello sia in grado di identificare quando le parole formano combinazioni coerenti e quando appare un'anomalia che mina il significato. Ricerche approfondite hanno dimostrato che alcuni eventi elettrici registrati sul cuoio capelluto sono sensibili alle deviazioni in questo tipo di aspettativa. È importante sottolineare che queste firme elettriche di incongruenza sono specifiche per significati inaspettati e sono quindi diverse dalle risposte generali del cervello ad altri tipi di anomalie.

I correlati neurofisiologici dell'incongruenza semantica sono stati esaminati sperimentalmente attraverso l'uso di paradigmi che presentano fini semanticamente congruenti e incongruenti alle frasi. Originariamente introdotto nel 1980, il compito di incongruenza semantica presenta al partecipante una serie di frasi che terminano con una parola congruente o incongruente. Per verificare che la risposta sia da incongruenza semantica e non più in generale da sorpresa, alcune frasi includevano parole presentate in una dimensione diversa. 1 È stato dimostrato che la fine semanticamente incongruente di una frase suscita specifici eventi elettrici registrabili sul cuoio capelluto noti come potenziali correlati agli eventi (ERP). Un ERP è la risposta cerebrale misurata risultante da uno specifico evento sensoriale, cognitivo o motorio. Gli ERP sono misurati utilizzando l'elettroencefalografia (EEG), un mezzo non invasivo per valutare la funzione cerebrale in pazienti con malattia e individui normalmente funzionanti. Un componente ERP specifico trovato attraverso il cuoio capelluto, noto come N400, mostra una maggiore ampiezza in risposta a eventi semanticamente incongruenti. L'N400 è una deflessione negativa nel segnale EEG che si verifica tra 250 e 400 ms dopo l'inizio dello stimolo. In generale, i potenziali precoci riflettono l'elaborazione sensoriale-motoria, mentre i potenziali successivi come l'N400 riflettono l'elaborazione cognitiva.

In questo video, mostriamo come amministrare un'attività di incongruenza semantica utilizzando EEG. Il video riguarderà l'impostazione e la somministrazione dell'EEG e l'analisi degli ERP relativi sia agli stimoli di controllo che a quelli target nell'incongruenza semantica. In questo compito, i partecipanti sono impostati con gli elettrodi EEG, quindi l'attività cerebrale viene registrata mentre visualizzano frasi di controllo e frasi semanticamente incongruenti. La procedura EEG è simile a quella di Habibi et al.,1 e il compito è modellato su Kutas e Hillyard. 2 Quando gli ERP sono mediati tra le frasi congrue e incongrue, i correlati neurali di ciascun evento possono essere confrontati in una finestra temporale selezionata.

Procedura

1. Reclutamento dei partecipanti

  1. Recluta 20 partecipanti per l'esperimento.
  2. Assicurarsi che i partecipanti siano stati pienamente informati delle procedure di ricerca e abbiano firmato tutti i moduli di consenso appropriati.

2. Raccolta dei dati

Figure 2
Figura 1: Posizionamento dell'elettrodo. Posizionamento degli elettrodi facciali p

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Risultati

Durante il compito di incongruenza semantica in cui i partecipanti hanno visualizzato frasi congrue, frasi incongrue e frasi in cui l'ultima parola è stata presentata in una dimensione maggiore, c'è stata una risposta N400 negativa solo per le frasi incongrue (Figura 2, blu). Le frasi con un elemento sorprendente (ultima parola più grande) che non era semanticamente incongruo non mostravano una risposta N400, ma mostravano una risposta P560 aumentata (Figura 2,...

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Riferimenti
  1. Habibi, A., Wirantana, V. & Starr, A. Cortical Activity during Perception of Musical Rhythm; Comparing Musicians and Non-musicians. Psychomusicology 24, 125-135 (2014).
  2. Kutas, M., & Hillyard, S. A. (1980). Reading Senseless Sentences: Brain Potentials Reflect Semantic Incongruity. Science, 207(4427), 203-205.
  3. Friedrich, M., & Friederici, A. D. (2004). N400-like Semantic incongruity effect in 19-month olds: Processing known words in picture contexts. Journal of Cognitive Neuroscience, 16(8), 1465-1477.
  4. Benau, E. M., Morris, J., & Couperus, J. W. (2011). Semantic processing in children and adults: Incongruity and the N400. J Psycholinguist Res, 40, 225-239.
Tags
LanguageN400Semantic IncongruityCognitive ProcessesWord ChoicesCoherent CombinationsComprehensionSpoken LanguageWritten LanguageSentence StructureAnticipationUnexpected WordsDisrupted MeaningAnomalous TermSemantic IncongruitiesElectrical SignalsEvent related Potentials ERPsBrain ActivityRetrieval Of DefinitionReprocessing Of WordsElectroencephalography EEGMeasuring ERPs

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Overview

2:07

Experimental Design

6:24

Running the Experiment

8:23

Representative Results

10:32

Applications

12:58

Summary

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