Name: dissociation of the confounding influences of expectancy and integrative difficulty residing in anomalous sentences in event-related potential studies
Uploaded: 2019-05-09T14:00:00
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この研究は、中国国家自然科学財団[61433015]、中国国家社会科学大基金[14ZDB154;15ZDB017]、およびMOE(中国教育省)人文社会科学プロジェクト[14YJC740104]によって支援されました。私たちは、彼らの貴重な提案のための2つの匿名のレビュー担当者に大きな感謝を表します。

本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. 刺激構造
<ol><li>繰り返しおよび非繰り返しグループの重要な異常な文を作成する
	<ol>
<li>異常な文章の構築のための正しい文の十分な数を準備する(少し40以上)。たとえば、「これら 2 つのコンポーネントは遠心装置で分離されました。できるだけ感情のない文章だけを使うように?...

<ol>
	<li>Kutas, M., Hillyard, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reading+Senseless+Sentences+-+Brain+Potentials+Reflect+Semantic+Incongruity.">Reading Senseless Sentences - Brain Potentials Reflect Semantic Incongruity.</a> Science. 207, 203-205 (1980).</li><li>Hoeks, J. C. J., Stowe, L. A., Doedens, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeing+words+in+context:+the+interaction+of+lexical+and+sentence+level+information+during+reading.">Seeing words in context: the interaction of lexical and sentence level information during reading.</a> Cognitive Brain Research. 19, 59-73 (2004).</li><li>van Herten, M., Kolk, H., Chwilla, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semantic+anomalies+and+the+P600+effect.">Semantic anomalies and the P600 effect.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. , 55-55 (2002).</li><li>Hagoort, P., Brown, C., Groothusen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+syntactic+positive+shift+(SPS)+as+an+ERP+measure+of+syntactic+processing.">The syntactic positive shift (SPS) as an ERP measure of syntactic processing.</a> Language and Cognitive Processes. 8, 439-483 (1993).</li><li>Osterhout, L., Holcomb, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-Related+Brain+Potentials+Elicited+by+Syntactic+Anomaly.">Event-Related Brain Potentials Elicited by Syntactic Anomaly.</a> Journal of Memory and Language. 31, 785-806 (1992).</li><li>Kutas, M., Hillyard, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+potentials+during+reading+reflect+word+expectancy+and+semantic+association.">Brain potentials during reading reflect word expectancy and semantic association.</a> Nature. 307, 161-163 (1984).</li><li>Lau, E. F., Holcomb, P. J., Kuperberg, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociating+N400+Effects+of+Prediction+from+Association+in+Single-word+Contexts.">Dissociating N400 Effects of Prediction from Association in Single-word Contexts.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 25, 484-502 (2013).</li><li>Lau, E. F., Phillips, C., Poeppel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+cortical+network+for+semantics:+(de)constructing+the+N400.">A cortical network for semantics: (de)constructing the N400.</a> Nature Reviews Neuroscience. 9, 920-933 (2008).</li><li>Baggio, G., Hagoort, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+balance+between+memory+and+unification+in+semantics:+A+dynamic+account+of+the+N400.">The balance between memory and unification in semantics: A dynamic account of the N400.</a> Language and Cognitive Processes. 26, 1338-1367 (2011).</li><li>Steinhauer, K., Phaedra, R., John, E. D., Fromont, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+priming+of+priming:+Evidence+that+the+N400+reflects+context-dependent+post-retrieval+word+integration+in+working+memory.">The priming of priming: Evidence that the N400 reflects context-dependent post-retrieval word integration in working memory.</a> Neuroscience Letters. 651, 192-197 (2017).</li><li>Goldstein, A., Arzouan, Y., Faust, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Killing+a+novel+metaphor+and+reviving+a+dead+one:+ERP+correlates+of+metaphor+conventionalization.">Killing a novel metaphor and reviving a dead one: ERP correlates of metaphor conventionalization.</a> Brain and Language. 123, 137-142 (2012).</li><li>Lai, V. T., Curran, T., Menn, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehending+conventional+and+novel+metaphors:+An+ERP+study.">Comprehending conventional and novel metaphors: An ERP study.</a> Brain Research. 1284, 145-155 (2009).</li><li>Oldfield, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+assessment+and+analysis+of+handedness:+The+Edinburgh+inventory.">The assessment and analysis of handedness: The Edinburgh inventory.</a> Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).</li><li>Huang, Y., Jiang, M., Guo, Q., Yang, F. -. P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=N400+amplitude+does+not+recover+from+disappearance+after+repetitions+despite+reinitiated+semantic+integration+difficulty.">N400 amplitude does not recover from disappearance after repetitions despite reinitiated semantic integration difficulty.</a> Neuroreport. 29, 1341-1348 (2018).</li><li>Brouwer, H., Crocker, M. W., Venhuizen, N. J., Hoeks, J. C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Neurocomputational+Model+of+the+N400+and+the+P600+in+Language+Processing.">A Neurocomputational Model of the N400 and the P600 in Language Processing.</a> Cognitive Science. 41, 1318-1352 (2017).</li><li>Brouwer, H., Fitz, H., Hoeks, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+real+about+Semantic+Illusions:+Rethinking+the+functional+role+of+the+P600+in+language+comprehension.">Getting real about Semantic Illusions: Rethinking the functional role of the P600 in language comprehension.</a> Brain Research. 1446, 127-143 (2012).</li><li>Chen, L. L., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context+modulates+neural+activity+of+N400+and+P600+to+visual+words.">Context modulates neural activity of N400 and P600 to visual words.</a> Journal of Neurolinguistics. 26, 490-509 (2013).</li><li>Hagoort, P., Brown, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ERP+effects+of+listening+to+speech+compared+to+reading:+The+P600/SPS+to+syntactic+violations+in+spoken+sentences+and+rapid+serial+visual+presentation.">ERP effects of listening to speech compared to reading: The P600/SPS to syntactic violations in spoken sentences and rapid serial visual presentation.</a> Neuropsychologia. 38, 1531-1549 (2000).</li><li>Kaan, E., Harris, A., Gibson, E., Holcomb, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+P600+as+an+index+of+syntactic+integration+difficulty.">The P600 as an index of syntactic integration difficulty.</a> Language and Cognitive Processes. 15, 159-201 (2000).</li><li>Friederici, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+a+neural+basis+of+auditory+sentence+processing.">Towards a neural basis of auditory sentence processing.</a> Trends in Cognitive Sciences. 6, 78-84 (2002).</li><li>Friederici, A. D., Mecklinger, A., Spencer, K. M., Steinhauer, K., Donchin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Syntactic+parsing+preferences+and+their+on-line+revisions:+a+spatio-temporal+analysis+of+event-related+brain+potentials.">Syntactic parsing preferences and their on-line revisions: a spatio-temporal analysis of event-related brain potentials.</a> Cognitive Brain Research. 11, 305-323 (2001).</li><li>Kaan, E., Swaab, T. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair,+revision,+and+complexity+in+syntactic+analysis:+An+electrophysiological+differentiation.">Repair, revision, and complexity in syntactic analysis: An electrophysiological differentiation.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 15, 98-110 (2003).</li><li>Gouvea, A. C., Phillips, C., Kazanina, N., Poeppel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+linguistic+processes+underlying+the+P600.">The linguistic processes underlying the P600.</a> Language and Cognitive Processes. 25, 149-188 (2010).</li></ol>

実験結果と意義 繰り返し部分では、結果は、N400効果がほとんど存在しないまで小さくなったことを実証しました。大幅に減衰したN400効果は、複数の繰り返しがN400の振幅を著しく調節したことを証明した。ただし、この部分の結果は、N400 が実際に期待値の変更またはセマンティック統合の影響を受けたかどうかを示すことはできません。減衰N400効果は、まだ異なる方法で説?...

異常な文章は、言語学者が通常の言語のオンライン認知処理を研究するために広く使用されています。例えば、イベント関連のポテンシャル(ERP)研究では、意味的異常を伴う文章(例えば、「彼は靴下で暖かいパンを広げる」)は、N400効果1を引き出すと報告された(ただし、意味的P600効果を報告するいくつかの他の研究も参照してください)。2,3)、構文上の困難または異常を伴う文章(例えば、「ドアに答えるように説得された女性...」)は、P600効果4、5を引き出すために報告された。これらの電気生理学的成分は、構文やセマンティクスなど、言語のさまざまな側面から情報を処理する通常の時間的経過を調査するための信頼できる指標として広く使用されています。
異常な文は、理解中の意味統合処理に大きな困難を引き起こします。しかし、予期せぬ要因(すなわち、異常な発現は当然予想外の発現である)などの交絡因子は、異常な文によって引き起こされた観察された効果の根底にある真の認知過程を決定することを困難にする。例えば、N400効果が異常な文によって引き起こされる場合、それが予期せぬ6、7、8または統合難易度1、9、10によって引き起こされるかどうかは不明である。.
引き起こされた電気生理学的効果に寄与する期待値または意味統合の難しさを確認するには、これら2つの因子を解離する必要があります。伝統的に、期待値はコーパス周波数(単語研究)またはクローズ確率(文科)によって測定されることがよくあります。従来の実験で期待値を操作するために広く適用される方法は、期待されるグループと予期しないグループを形成するために、期待値の高得点と低得点の刺激を選択することです。この方法は、期待値の操作に有効であり、豊富な洞察力のある結果を生み出しています。
ただし、期待値を操作するための静的なアプローチとして、予期されるグループと予期しないグループが同じセマンティック統合の難易度を持つことは困難です。この操作では、予期されるグループと予期しないグループに対して選択された刺激が異なる必要があります。したがって、異なる期待値またはクローズ確率を持つ異なる刺激を使用して期待値を操作する場合、セマンティック統合の難易度が変化します)予期しないが合理的な表現(すなわち、合理的なメッセージに正常に統合できる単語で構成される予期しない表現)を見つけるかもしれませんが、これらの予期しないが合理的な統合的な努力が必要な場合があります。式は、通常の式で必要とされるものとは異なります。違いが制御されない場合、脳反応の有意な差異が生じる可能性があり、明確な証拠は、予期しないが合理的な新しい比喩的表現の統合処理が脳反応を全く異なって引き起こすことを示している。従来の比喩11、12によって引き起こされたものから.
この問題に対処するために、セマンティック統合の難しさを維持しながら、異常な文章に対する参加者の期待を動的に高める新しい方法を提案する。具体的には、不慣れな異常な文章を参加者に素早く理解させ、複数回の繰り返しを通じて期待を高めます。重要なのは、複数の繰り返しは刺激自体を変更しないことです。したがって、意味的に異常な情報自体は変更されません (つまり、重要な単語をコンテキストに正常に統合することはできません)。
しかし、異常な情報が以前のコンテキストに正常に統合できないことを知った後、脳は統合をあきらめるかもしれません(つまり、統合処理が欠落して統合が困難にならない可能性があります)。したがって、このプロトコルは、まず異常文から抽出されたコア異常情報のみを繰り返し、その後、同一の異常情報を含む完全な異常文をセマンチンカルに充実したバージョンとして使用することを提案する。このコア異常情報は、繰り返し条件で新しいセマンティック統合処理を開始する。意味的に豊かな完全な異常文と開始された新しいセマンティック統合処理における同一の異常情報を使用すると、完全に異常な情報によって引き起こされるセマンティック統合の難しさが想定されます。複数の繰り返しの後の異常な文は、繰り返しの前に異常な情報によって引き起こされたものとほぼ同じままでなければなりません(繰り返しの間に意味統合処理の状態に関係なく)。したがって、意味的に豊かな完全な異常文における意味的統合の難しさの要因は、対応する単純化されたコア構造と同じ繰り返しの後に変わらないと仮定しますが、期待値は大幅に向上します。
これらの仮定に基づいて、我々は、繰り返されるコア異常情報を含む完全な異常な文を含むセマンシーに濃縮された完全な異常文によって引き起こされたN400効果を比較し、新たに出会った完全な異常文によって引き起こされたもので、メジャーを調査する。この引き出されたERP効果の貢献者。働く仮説は次の通りです:以前の研究によると、N400効果は繰り返しによって著しく減衰します。減衰N400に基づいて、同じ異常情報の新たに開始されたセマンティック統合が、減衰N400効果の回復を引き起こす場合、新たに満たされた同じタイプの異常情報によって引き起こされるレベルに繰り返しのない異常な文章は、意味統合の難しさが引き出されたN400効果の支配的な要因であることを示唆している。それ以外の場合は、予期しないことが主な要因であることを示唆しています。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>BrainAmp DC amplifier system (Brain Products GmbH)</td>
			<td>Brain Products, Gilching, Germany</td>
			<td></td>
			<td>BrainAmp S/N AMP13061964DC Input 5.6DC=150mA Operation 7mA Standby</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Easycap (Brain Products GmbH)</td>
			<td>Brain Products, Gilching, Germany</td>
			<td></td>
			<td>62 
			Ag/AgCl electrodes with a configuration 
			of the international 10&#8211;20 system of electrode</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dissociation of the confounding influences of expectancy and integrative difficulty residing in anomalous sentences in event-related potential studies

言語研究における異常な文章に自然に存在する予期せぬものと意味的統合の難しさの混同要因は、ERP成分の根本的な処理メカニズムを決定することを困難にする。コーパス周波数またはクローズ確率を介して期待値を操作する従来の静的アプローチとは異なり、このプロトコルは、複数の繰り返しによってめったに満たされない異常な文章に対する参加者の期待を高める動的な方法を提案します。セマンティック統合の困難を維持します。複数の繰り返しに起因する時間コストの増加に対処するために、このプロトコルは、セマンシーに富んだ、はるかに有益な提示する前に、異常な文から抽出された厳密に単純化されたコア構造のみを繰り返すことを提案します。セマンティック統合処理を再開するために異常なコア構造を含む完全な異常文。完全な異常文はP600効果を引き起こした。これは、参加者が繰り返しの後に異常な情報の処理をあきらめず、同じセマンティック統合の難しさが正常に再始動されたことを示唆しています。重要なことに、代表的な実験結果は、複数の繰り返しによって引き起こされる大幅に減衰されたN400効果がフォローアップ再開始されたセマンティック統合の難しさによって回復されなかったことを明らかにした。減衰N400効果は、主に複数の繰り返しによる異常な情報の期待の増強に起因するべきであることを示唆している。実験結果は、この方法が意味統合の難しさを維持しながら、異常な文章に対する参加者の期待を効果的に高めることができることを示している。

本プロトコルは、N400効果がセマンティック統合処理14を反映しているかどうかを調べるために、我々の最近の研究の1つで使用された。その研究で使用された刺激は、表2に示すように中国語であった。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="3">(a) 繰り返し部の簡略化されたコア構造の例<...

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Dissociation of the Confounding Influences of Expectancy and Integrative Difficulty Residing in Anomalous Sentences in Event-related Potential Studies

事象関連の潜在的研究における異常文における期待と統合困難の交絡的影響の解離

我々は、異常な文章に対する参加者の期待を高めるために複数の繰り返しを適用することにより、セマンシー的に異常な文における統合的な難しさと予期せぬ要因の絡み合いを解離するためのプロトコルを提示する。解離は、言語研究におけるN400のような引き出された事象関連ポテンシャル(ERP)効果の主要な要因を調査するのに役立ちます。

The confounding factors of unexpectedness and semantic integration difficulty naturally residing in anomalous sentences in language studies make it ...

このプロトコルは、言語研究におけるN400効果の本当の貢献者を決定するために、異常な文章の直感的な難易度における予期せぬ混乱要因を解き明かす効果的な方法を提供する。コーパス周波数またはクローズ確率を介して期待を操作する従来の静的アプローチとは異なり。このプロトコルは、この目標を複数の繰り返しで達成するための動的な使命を提案した。このプロトコルを使用すると、P600 などの他の ERP コンポーネントが複数の繰り返しにどのように応答するかを調べることもできます。P600の基礎メカニズムを明らかにするのにも役立つかもしれません。患者を検査室に連れて行き、椅子に座って快適に座らせる。その後、参加者の皮膚に顔のスクラブと綿棒を額、左目の下、右目の外側カンサス付近、左右の乳腺骨の周りに準備します。参加者の頭に電極を付けて弾性キャップを置きます。キャップのCZ電極がヘッドの頂点に位置し、キャップがヘッドの正中線に正中線電極を配置した左右対称であることを確認します。次に、粘着テープを目の動きを記録する電極に貼り付け、導電性ゲルで満たします。右目の外側カンサスで一方の電極を固定し、もう一方の電極を左目の下に固定します。次に、実験中に隣接する電極が動かないように、顎の下にストラップを固定し、キャップ電極を記録システムに接続します。最後に、5キロhmsまたは10キロム以下のすべての電極のインピーダンスを低減するために、記録ソフトウェアをインピーダンス監視インターフェースに切り替えます。次に、地面および基準電極から始まり、電極および毛髪のアイレットを通して導電性ゲルを含む注射器の鈍い先端針を頭皮の皮膚に達するまで通り過ぎる。注射器プランジャーを押して、ゲルが電極と皮膚の金属円を接続するまで少量の導電ゲルを皮膚に注入します。最後に、インピーダンスがしきい値を下回るまで、モニタ上の異なる色で表示されるリアルタイムインピーダンスレベルを確認します。すべての電極を確認してください。まず、参加者にリラックスして、実験中に過度の目の点滅や体の動きを避けるように依頼します。メイン文部のタスクと繰り返し部分について参加者に通知します。参加者は、間違った文の後に繰り返し部分と別の完全な文による正しい文が続き、正しいまたは間違っている可能性があることを理解していることを確認してください。その後、刺激プレゼンテーションプログラムを開始し、練習部で参加者に練習をさせましょう。繰り返し部分については、抽出したコア構造とその正しい充填剤の式をランダムな順序で7回提示します。意味的な再処理の完全文については、対応する繰り返し部分の直後に完全な異常文を提示する。練習が終わったら、正式な実験セッションを開始し、電気生理学的信号を記録します。最後に、実験が完了した後、記録された電気生理学的データを保存し、参加者がキャップを外す手助けをします。皮膚や髪の上の導電性ゲルを洗い流し、参加した際の報酬を提供するよう参加者に指示します。11の関連電位は、初回、4回目のERP、および異常なコア構造の7回目のプレゼンテーションでは、300〜500ミリ秒の時間枠のN400効果が徐々に消失したことを明らかにした。繰り返しない異常な文群のERPは、対照群のエルバネよりも否定的であった。繰り返しグループのERPは、繰り返しないグループのエルプよりも肯定的であった。実験の前に、すべての電極のインピーダンスを5キロフまたは10キロの下に配置してください。このプロトコルは、複数の試行のために文を繰り返す時間を効果的に制限します。文章の複数の繰り返しは、文章の理解の中で本当の記憶を明らかにするのに役立つかもしれません。

Research

JoVE Journal

Behavior

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Transcranial Direct Current Stimulation tDCS of Wernicke's and Broca's Areas in Studies of Language Learning and Word Acquisition

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