Экспериментальная парадигма для измерения влияния старения на обработку приговоров

Резюме

Здесь мы представляем протокол для изучения возрастного снижения обработки предложений с помощью задачи лабиринта, которая позволила нам локализовать сложность обработки при каждом слове предложений во время чтения.

Аннотация

Предыдущие исследования показали, что пожилые люди имеют большие трудности в обработке синтаксически сложных предложений, чем молодые взрослые. Однако точные регионы, в которых возникают трудности, не были полностью определены. В этом исследовании была реализована задача лабиринта, чтобы исследовать, как пожилые люди и молодые взрослые дифферепригенно обрабатываются два типа предложений с различными уровнями синтаксической сложности, а именно с учетом относительных положений и относительных положений объекта. Участникам было предложено выбрать между двумя альтернативами в каждом сегменте предложений. Задача требовала, чтобы участники занимались строго инкрементным режимом обработки. Были зарегистрированы сроки чтения для каждого сегмента, что позволило количественно определить сложность чтения предложения. Эта задача позволила нам определить точное место выполнения трудностей обработки и тем самым облегчить более точную оценку возрастного сокращения обработки приговоров. Результаты показывают, что эффект старения был обнаружен главным образом на головных существительных, но не в других регионах предложений, что свидетельствует о том, что задача лабиринта является эффективным методом определения точного местоположения эффекта старения при обработке приговоров. Обсуждаются последствия этой экспериментальной парадигмы для изучения влияния старения на обработку приговоров.

Введение

Обработка предложений является важным процессом для человека, чтобы понять предложения на естественных языках. Она требует интеграции входящих слов в существующие посылающие структуры и устанавливает взаимосвязь между словами в предложении таким образом, чтобы соответствовать грамматическим ограничениям. Поскольку обработка предложений является ресурсоемкой процессом, пожилые люди, как правило, сталкиваются с трудностями из-за возрастного снижения рабочей памяти. Предыдущие исследования показали, что пожилые люди имеют большие трудности в освоении и обработке предложений со сложными синтаксических структур, таких как относительные положения (RCs): "Репортер, которого сенатор напал признал ошибку"¹. Большинство предыдущих исследований были посвящены РК для изучения влияния старения на обработку приговоров. По сравнению с молодыми взрослыми, пожилые люди имеют более низкую точность и эффективность в RC понимания. Однако, несмотря на обширные исследования по обработке RC пожилыми людчиками, до сих пор не ясно, какие части RCs труднее обрабатывать для пожилых людей, поскольку они читают предложения слово за словом. Цуриф и др. (1995) обнаружили, что пожилые люди имели большие трудности в глаголах RC ("напали"), поскольку они были менее эффективными, чтобы назначить роль пациента к объектам глаголов ("репортер")². Тем не менее, некоторые исследования показывают, что пожилые люди не выполняют иначе, чем младшие элементы управления в какой-либо конкретной области. Скорее трудности возникли, когда участники закончили читать все предложения³. Тем не менее, несколько других исследований показали, что пожилые люди выполняются менее эффективно, чем молодые люди в RC субъектов ("сенатор") и глаголы ("напали")^4,5. Иными словами, точные места трудностей с обработкой для пожилых людей до сих пор четко не определены.

Обработка предложений является постепенным процессом, который требует достаточных когнитивных ресурсов. В соответствии с теорией локальности зависимости (DLT)^6,7, трудности обработки или затраты в обработке предложения определяются расстоянием между входящим словом и зависимым словом, к которому оно прикреплено, и, таким образом, расходы могут варьироваться в разных регионах в предложении. Затраты на обработку увеличиваются, когда расстояние между словом и его зависимым увеличивается. Таким образом, из-за снижения рабочей памяти у пожилых людей, они могут столкнуться с большими трудностями, чем молодые взрослые на слова, которые расположены далеко от их иждивенцев и когнитивно более дорогостоящим, такие как глаголы ('напал') объекта RCs. Хотя DLT была поддержана предыдущей работы^8,9, он также был оспорен ряд исследований¹⁰. Изучение точных местоположений трудностей обработки у пожилых и молодых взрослых может проверить действительность DLT и помочь нам понять взаимосвязь между обработкой предложения и когнитивными ресурсами. Он также может предоставить тонкую картину того, как старение может повлиять на онлайн обработку предложений.

Предыдущие исследования о влиянии старения на обработку приговоров во время чтения в основном приняли самостоятельно развивающийся чтении^5,11, самостоятельно развивающийся прослушивания⁴ и кросс-модальной грунтовки². В качестве онлайн-меры задачи кроссмодальной грунтовки могут использоваться для зондирования активации синтаксической или лексической информации при обработке предложений. Однако эта задача может выявить производительность обработки только при определенном слове или фразе и, таким образом, она не позволяет нам измерять производительность участников на различных сегментах предложения, чтобы определить, где в основном находятся трудности обработки. На самом деле, до сих пор было только одно исследование, которое использовало кросс-модальной задачой грунтовки для изучения возрастного снижения обработки приговоров. Цуриф и др. (1995) обнаружили, что пожилые люди сталкиваются с большими трудностями в обработке английских объектов RCs в глагольных регионах, когда расстояние между пробелами и наполнителями было больше². Исследование показало, что было возрастное снижение в обработке RC в результате отсутствия рабочих ресурсов памяти². Однако из-за методологических ограничений в исследовании не была представлена информация о трудностях обработки в других регионах РК.

В качестве одного из наиболее часто используемых подходов в исследовании влияния старения на обработку предложений, самостоятельно развивающийся чтение (SPR) задачи требуют от участников читать предложения слово за словом, нажав на конкретную кнопку. Участники указывают нажатием кнопки, что они закончили читать слово на экране, а затем следующее слово появится, заменив предыдущее. Участники повторяют эту процедуру до тех пор, пока не будут представлены все слова предложения, после чего они должны ответить на вопрос о понимании, связанный со смыслом только что прочитанные ими предложений. Время чтения (R) регистрируется и используется для измерения сложности обработки для каждого сегмента предложения, а ответы на вопросы, завершающие предложение, используются для измерения точности понимания предложения. SPR задачи значительно отличаются от естественного чтения, потому что только одно слово может быть отображено в то время, и регрессивные движения глаз не возможны¹². Преимущество неестественного аспекта задач SPR состоит в том, что это приводит к сокращению числа стратегий, используемых участниками, и, таким образом, можно свести к минимуму вмешательство стратегий обработки в работу участников. Поэтому задачи SPR полезны для исследователей для выявления трудностей обработки, связанных с обработкой каждого слова в предложениях. Основная проблема с задачами SPR является то, что они не могут обеспечить точное измерение RTs, как участники могут задержать кнопку нажатия запомнить предложения или ускорить кнопку нажатия буфера каждого региона для последующего строительства в^{предложениях 12}.

Помимо sPR задач, глаз отслеживания также часто используется в исследованиях по обработке предложения^13,14,15. В глаз отслеживания экспериментов, полные предложения представлены участникам, и они просят читать их естественно. Записываются продолжительность и расположение глазных фиксаций и регрессий. Преимущество отслеживания глаз в том, что он позволяет естественное чтение и ставит мало ограничений на то, как участники читают предложения¹². Тем не менее, естественность глаз отслеживания также затрудняет для исследователей, чтобы оценить точные затраты на обработку, потому что участники могут принять широкий спектр стратегий чтения, таких как скимминг или слово за словом чтения¹². Поэтому нам не ясно, отражает ли местоположение и продолжительность фиксации трудности обработки или применение определенных стратегий чтения.

В этом исследовании, мы приняли лабиринт задачи^16,17, который может решить эти проблемы с SPR задач, eyetracking и кросс-модальных грунтовки задач. Задача лабиринта является более обновленной парадигмой чтения и адаптации самостоятельно развивающийся чтения задач. Задачей является подход, принятый в психолингвистических экспериментах для записи РТ, когда участники читают предложения слово за словом. В задачах участники должны прочитать предложение, сделав выбор между двумя альтернативами для каждого сегмента предложения^16. Процедура задачи лабиринта показана на рисунке 1.

Рисунок 1: Образец отображения последовательных кадров в предложении лабиринта. На рисунке показано, что в каждом кадре есть два альтернативных слова, только одно из которых может продолжить предложение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Если первое слово предложения,за которым следует пара кота и далее,участники должны выбрать кошку, нажав кнопку, чтобы указать, что слово слева является грамматическим продолжением Предложение. Когда следующая пара слов(к и съел)представлена, участники должны выбрать съел, потому что он может служить глаголом предложения. Эта процедура повторяется до тех пор, пока они не прибудут в конце предложения. В случае, если они доделают ошибку, текущее судебное разбирательство будет прекращено, и начинается следующее судебное разбирательство. Онлайн-демонстрация лабиринта задача, предоставленная Кеннет Форстер можно найти в http://www.u.arizona.edu/~kforster/MAZE.

Задача лабиринта является весьма ограниченной экспериментальной парадигмы, в которой участники не имеют права смотреть вперед или вернуться к предыдущему разделу предложения^18,19. Каждое слово должно быть интегрировано с существующей структурой, прежде чем участники смогут приступить к чтению следующего слова. Этот метод требует от участников обработки предложений очень тщательно и точно, и это уменьшает стратегии обработки, доступные для участников. Это позволяет нам сделать объективное измерение РТ в онлайн-понимании предложения. Кроме того, задача лабиринта более чувствительна к затратам на обработку, связанным с интеграцией слов в предложения^12,16,так как она накладывает необычные ограничения на стратегии обработки, доступные участникам. В этом смысле задача лабиринта особенно подходит для изучения обработки предложений пожилыми людками. Из-за их богатого языкового опыта, пожилые люди, как правило, принимают различные стратегии компенсации, такие как прогнозирование, чтобы сделать их производительность сопоставима с молодыми взрослыми⁴. Эти стратегии делают возрастные различия в обработке предложений менее заметными. В лабиринте задачи, если участники делают ответ преждевременно, они будут вынуждены ответить случайным образом на следующий кадр и, таким образом, они, скорее всего, сделать ошибку. Таким образом, задача не позволяет участникам делать прогнозы и эффект измеряется задача непредвиденная по своему характеру. Путем уменьшать число стратегий обработки предложения имеющихся к более старым взрослым^12,16,задача лабиринта позволяет для более объективной оценки затруднений обработки более старых взрослых во время чтения предложения.

Задача лабиринта была использована в нашем исследовании, чтобы определить трудности обработки для пожилых людей в понимании предложения и локализовать эффект старения. Поскольку пожилые люди, как правило, имеют более низкую скорость обработки и более длительное время чтения, чем молодые взрослые, большинство предыдущих исследований оценивали влияние старения путем измерения степени, в которой эффект синтаксической сложности или затрат на обработку модулируется по возрасту, распространенная практика в исследовании влияния старения на обработку приговоров. В большинстве исследований в качестве экспериментальных стимулов в качестве экспериментальных стимулов в качестве экспериментальных стимулов было выбрано относительное объектов (ОРК) и предметные относительные положения( поскольку они представляют собой синтаксически более сложные структуры и менее сложные структуры, о чем говорится ниже. Поэтому в этом исследовании мы также изучили влияние старения, оценив влияние возраста на разницу в обработке между SRCs и ORCs.

a. Относительная оговорка, SRC: Девочка, которая преследовала мальчика, была одета в шляпу.
b. Объект относительной оговорки, ORC: Девушка, которую мальчик преследовал был одет в шляпу.

Согласно^теориизависимости Гибсона Теория 6^,7, предложение (б) труднее обрабатывать, чем предложение (а), как Есть более высокие затраты на хранение и интеграции расходы, связанные с (б) назначить пациента роль головки существительным девушка . Сравнивая производительность участников в обработке SRCs и ORCs, мы можем узнать, как они обрабатывают предложения с различными когнитивными нагрузками. Однако предыдущие исследования разделились в отношении их интерпретации эффекта синтаксической сложности. Некоторые исследования утверждали, что если эффект сложности предложения усугубляется у пожилых людей, это свидетельствует о том, что пожилые люди более чувствительны к расходам на обработку, чем молодые взрослые^3,20. Таким образом, усиление сложности приговора рассматривается в качестве доказательства возрастного снижения сроков рассмотрения приговоров. Другие исследования, однако, предложил, что эффект сложности предложения указал, что пожилые люди способны распределять когнитивные прибеги к обработке предложений и, таким образом, следует рассматривать как знак для сохранения способности к обработке приговоров в пожилые люди²¹. Две линии исследований расходятся в их интерпретации эффекта сложности предложения главным образом потому, что экспериментальные методы, используемые в этих исследованиях, таких как SPR или кросс-модальной грунтовки не может сказать нам, являются ли пожилые люди на самом деле использовать их работы ресурсов памяти для интеграции слов в предыдущие разделы предложения или они не могут интегрировать слова из-за отсутствия рабочей памяти recourses. Задача лабиринта может обеспечить идеальное решение этой проблемы, потому что участники вынуждены интегрировать слова в предыдущие структуры в этой задаче. Таким образом, можно с уверенностью сказать, что RTs, полученные от задачи лабиринта, представляют фактические затраты на обработку или трудности обработки при обработке предложений. Задача лабиринта обеспечивает эффективное средство для изучения обработки предложений пожилыми людками. Цяо, Шэнь и Форстер (2002) использовали лабиринт задача изучить обработку Мандарин RCs и обнаружил, что этот метод был очень чувствительны к предложению эффект сложности в обработке Мандарин предмета и объект-извлеченных RCs¹⁹. Исследование указывает на то, что задача лабиринта применима к исследованию, которое предназначено для локализации экспериментального эффекта в обработке предложений мандарина или лексической обработке.

протокол

Эксперимент был одобрен Комитетом по этике Пекинского университета иностранных исследований и соответствовал руководящим принципам экспериментов с людьми. Все участники эксперимента предоставили письменное информированное согласие.

1. Строительство стимулов

1. Постройте экспериментальные стимулы на основе конкретных экспериментальных вопросов. Этот протокол предназначен для изучения влияния старения на онлайн обработку предложений во время чтения, и как таковой, визуальные стимулы, используемые в эксперименте два типа RCs, а именно SRCs и ORCs, которые являются структурами, наиболее часто используемыми в исследованиях обработки предложения пожилыми людоедскими людь.
2. Подготовьте по крайней мере 24 экспериментальных предложения с двенадцатью предложениями в каждом состоянии и по крайней мере 24 наполнителями различной длины и структуры. Количество наполнителей может быть увеличено до трех раз от экспериментальных предложений. Экспериментальные предложения должны быть уравновешены между двумя условиями.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку наше исследование было сосредоточено на обработке предложений мандарина, все предложения, использованные в эксперименте, были на китайском языке. Тем не менее, протокол, представленный здесь, может быть применим и к другим языкам.
3. Рейтинг правдоподобности: Предложите не менее 30 участникам оценить семантическую правдоподобность экспериментальных предложений, используя пятибалльную шкалу Likert со счетами от '1' (наименее правдоподобно) до '5'' (наиболее правдоподобный). Убедитесь, что группа похожа на участников по возрасту, соотношению пола и образованию. Убедитесь, что они не принимают участия в последующем эксперименте. Убедитесь, что предложения, используемые в исследовании, все семантически правдоподобно (Зgt;3) и семантической правдоподобности не сильно отличается между различными экспериментальными условиями.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В нашем исследовании, 15 пожилых людей и 15 молодых людей были приглашены для участия в рейтинге правдоподобности (M_{возраст} No 43,6, SD No 24,1; самка 16, мужчины 14).
4. Для каждого слова в экспериментальных предложениях, обеспечить неграмматические альтернативы. Таким образом, подготовить пару слов для каждого сегмента предложения, с одним из них является грамматическое продолжение предложения, а другой нет. Соподогвай те две альтернативы в лексической частоте. Участники должны выбирать между грамматически правильным словом и грамматически неверным (см. рисунок 1 для выборки предложений на английском языке). Экспериментальное предложение, используемое в этом исследовании показано на рисунке 2.
5. Рандомизация и дизайн. Рандомизуя предложения и позиции двух альтернатив в предложениях, прежде чем представить их участникам. Найти вкладку «Выбор Страницы свойств» в программном обеспечении для презентации стимулов (см. Таблица материалов) и установите метод выбора на Случайный.
   1. Разделите эксперимент на блоки, каждый из которых длится не более 10 мин.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В исследовании эксперимент состоял из двух блоков по 24 предложения в каждом блоке. Каждый блок длился около 5 минут.
   2. Разрешить участникам перерыв между двумя блоками. Перерывы в течение примерно 5 минут может быть полезным для молодых взрослых. Разрешить более длительные перерывы для пожилых людей, чтобы убедиться, что они могут оправиться от усталости.

Рисунок 2: Пример двух экспериментальных предложений. Эта цифра показывает, что участникам были представлены два китайских слова в каждом кадре и должны были выбрать тот, который может грамматически продолжить предложение. Слова на кадре - китайские иероглифы с английскими эквивалентами, представленными в скобках. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

2. Скрининг участников и подготовка к эксперименту

1. Набирать участников, которые являются носителями языка испытания. Убедитесь, что участники имеют нормальное или исправленное к нормальному зрению. Пригласите не менее 30 молодых людей и 30 пожилых людей. Соподогвай две возрастные группы по годам образования и гендерному соотношению.
2. Спросите участников, были ли у них неврологические, психиатрические или коммуникационные расстройства раньше. Исключите тех, кто сообщает о любой истории этих заболеваний.
3. Для обеспечения того, чтобы пожилые участники были набраны когнитивно здоровыми, потратите их на глобальную шкалу ухудшения²² до начала эксперимента в качестве способа скрининга. Исключить участников, которые набрали выше вв., 2-го уровня.
4. Сообщите участникам, что они должны быть свободны от истощения, голода, болезней или других условий, которые делают их неудобными в день эксперимента.
5. Приглашаем участников индивидуально или группами в лабораторный кабинет.

3. Процедура

1. Отвадийте участников в лабораторный кабинет и поручите им сесть за компьютерные рабочие места.
2. Попросите участников прочитать и подписать письменные формы информированного согласия. Исключить участников, которые не могут предоставить информированное согласие по любой причине.
3. Предоставьте участникам устные инструкции, чтобы убедиться, что они четко отребования задачи. Попросите участников выбрать между двумя словами или фразами на экране компьютера, чтобы сформировать грамматическое продолжение предложений. Сообщите им, что их ответы будут приурочены, поэтому они должны реагировать как можно быстрее и точнее.
4. Предоставьте участникам письменное указание и попросите их внимательно прочитать ее. Ответьте на любые вопросы, которые участники могут иметь об инструкциях. Представить следующее сообщение на бумаге или на экране компьютера на родном языке участников:
   "В этом эксперименте, вы будете читать ряд китайских предложений. Тем не менее, предложения будут представлены одно слово за один раз. На каждом экране, два слова будут представлены, и вам нужно выбрать слово, которое может грамматически продолжить предложение как можно быстрее. Если вы выбираете слово на левой стороне, пожалуйста, нажмите кнопку F на клавиатуре, и если вы выбираете слово справа, пожалуйста, нажмите J. Пожалуйста, ответьте как можно быстрее. Если вы не сможете ответить в течение десяти секунд, начинается следующее испытание. Если у вас нет дополнительных вопросов, нажмите любой ключ, чтобы начать практику ".
5. Попросите участников заполнить небольшое количество практических вопросов, чтобы убедиться, что они понимают, как выполнить задачу. Предоставьте участникам обратную связь после того, как они сделали свой выбор относительно того, какая из двух фраз является грамматическим продолжением предложения. Чтобы свести к минимуму нарушение естественного процесса чтения, только обеспечить обратную связь, когда неправильные ответы обнаружены. Отзывы короткие фразы ("неправильные") на родном языке участников, которые визуально представлены на экране компьютера.
6. Когда участники завершают практические вопросы, попросите их сделать выбор, хотят ли они переделать практику. Если они нажимают кнопку p на клавиатуре, тренировка начинается снова и снова, и если они нажимают на пробел, тренировка закончена и начинается экспериментальная сессия. Позвольте им переделать практику как можно больше раз, пока они не знакомы с процедурами задачи. Окажите им помощь всякий раз, когда они сталкиваются с какими-либо трудностями во время практического занятия.
7. Позвольте участникам выполнить требуемую экспериментальную задачу, когда они четко о экспериментальных процедурах.
8. Представляйте элементы на экране компьютера в виде черных букв на белом фоне.
9. Попросите участников прочитать элементы и для каждого сегмента, выбрать между двумя словами, размещенными бок о бок на экране с нажатием кнопки на клавиатуре(кнопка F для слова слева и кнопки J для слова справа).
10. Если участники выберут правильный ответ, подарите следующую пару слов. Когда они выбирают неправильный ответ, посевите предложение и появятся следующие.
11. Администрирование задачи цифрового диапазона от шкалы памяти Wechsler²³ для оценки рабочей памяти участников. Тестирование участников индивидуально.
12. Попросите участников прослушать последовательность цифр (1-9), которые представлены слухово из ставки одной цифры в секунду.
13. Попросите участников повторить последовательность цифр в том же порядке.
14. Начните с коротких строк и увеличьте длину строки по одной цифре за один раз. Остановить тест, когда участники делают ошибки в двух испытаниях на заданной длине.
15. Запись ответов участников на записи формы. Используйте цифровое записывающее устройство для записи ответов участников.
16. Попросите участников заполнить анкеты об их справочной информации, такой как возраст, пол и годы обучения. Подготовьте оплату участникам во время анкеты.
17. Предоставить участникам денежную компенсацию за их участие.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В нашем эксперименте каждому участнику было выплачено 20 юаней (около $3) за их участие. Сумма платежа может варьироваться в различных экспериментах. Другие подходы также могут быть использованы для мотивации участников, таких как награды.

4. Анализ данных

1. Получите RTs (ms) для каждого слова в предложениях из выходных файлов программного обеспечения презентации.
2. Исключить RT s для испытаний, которые ответили неправильно от анализа данных. Для того, чтобы уменьшить влияние наброски на результаты, исключить RTs выше трех стандартных отклонений от средств для каждого участника в каждом условии.
3. Анализ RTs для регионов, представляющих интерес в предложениях, используя повторные измерения ANOVA с RTs в качестве зависимой переменной и возрастной группы (старый, молодой), тип предложения (SRC, ORC) и региона (1-6) в качестве независимых переменных.

Результаты

Это исследование предназначено для изучения влияния старения на онлайн обработку предложений с помощью задачи лабиринта. RT для каждого сегмента в предложениях используются для обозначения сложности обработки. В этом исследовании мы исследовали, как группа пожилых л...

Обсуждение

В этом исследовании, лабиринт задача была использована, чтобы найти точное место для влияния старения на обработку предложений. В исследовании изучалось, как пожилые люди и молодые люди диффереприрационно обрабатываются китайские SRCs и ORCs. В ходе выполнения этой задачи участникам было ...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Computers	N/A	N/A	Used to present stimuli and record subjects' responses.
E-prime	PST	2.0.8.22	Stimulus presentation software
The Digital Working Memory Span Test	N/A	N/A	Used to assess subjects' working memory span. From Wechsler (1987).
The Global Deterioration Scale (GDS)	N/A	N/A	Used to assess subjects' general cognitive status. From Reisberg, Ferris, de Leon and Crook (1988)