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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Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China [61433015], el Fondo Nacional de Ciencias Sociales de China[14ZDB154; 15ZDB017], y el Proyecto MOE (Ministerio de Educación en China) de Humanidades y Ciencias Sociales [14YJC740104]. Expresamos gran gratitud a los dos revisores anónimos por sus valiosas sugerencias.

El presente protocolo fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Tsinghua.
1. Construcción de estímulos
<ol><li>Construir frases anómalas críticas para los grupos de repetición y no repetición
	<ol>
<li>Preparar un número adecuado de frases correctas para la construcción de frases anómalas (no menos de 40). Por ejemplo, "Estos dos componentes estaban separados por un dispositivo centrífugo". Trate de usar sólo oraci...

<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. 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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. 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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>

Resultados experimentales y significado En la parte de repetición, los resultados demostraron que el efecto N400 se hizo más pequeño y más pequeño hasta casi inexistente. El efecto N400 muy atenuado demostró que las repeticiones múltiples modulaban significativamente la amplitud de N400. Sin embargo, los resultados de esta parte no pueden mostrar si N400 se vio realmente afectado por el cambio de expectativa o integración semántica. El efecto N400 atenuado todavía se puede explicar de manera...

Las frases anómalas son ampliamente utilizadas por los linguistas para estudiar el procesamiento cognitivo en línea de las lenguas normales. Por ejemplo, en estudios de potenciales relacionados con eventos (ERP), se informó que las oraciones con anomalías semánticas (por ejemplo, "Difundió el pan caliente con calcetines"). 2 , 3), mientras que las sentencias con dificultades o anomalías sintácticas (por ejemplo, "La mujer persuadida de responder a la puerta...") fueron reportadas para que se provoque un efecto P6004,5. Estos componentes electrofisiológicos se utilizan ampliamente como indicadores fiables para investigar los cursos temporales normales de procesamiento de información de diferentes aspectos del lenguaje, como la sintaxis y la semántica.
Las oraciones anómalas causan grandes dificultades para el procesamiento de la integración semántica durante la comprensión. Sin embargo, factores de confunción como la imprevisto (es decir, cualquier expresión anómala es naturalmente una expresión inesperada) hacen difícil determinar el verdadero proceso cognitivo subyacente al efecto observado provocado por oraciones anómalas. Por ejemplo, si un efecto N400 es provocado por una oración anómala, no está claro si es causado por la impesividad6,7,8 o dificultad integrativa1,9,10 .
Para determinar si es la expectativa o la dificultad de integración semántica lo que contribuye al efecto electrofisiológico provocado, necesitamos disociar estos dos factores. Tradicionalmente, la expectativa se mide a menudo por frecuencia de corpus (en estudios de palabras) o probabilidad de cloze (en estudios de oraciones). El método ampliamente aplicado para manipular la expectativa en los experimentos tradicionales es elegir estímulos con puntuaciones altas y bajas en la expectativa para formar grupos esperados e inesperados. Este método es eficaz en la manipulación de la expectativa y ha producido abundantes resultados perspicaces.
Sin embargo, como un enfoque estático para manipular la expectativa, tiene una limitación: es difícil que los grupos esperados e inesperados tengan la misma dificultad de integración semántica. Con esta manipulación, los estímulos seleccionados para los grupos esperados e inesperados tienen que ser diferentes; por lo tanto, la dificultad de integración semántica se altera cuando manipulamos la expectativa mediante el uso de diferentes estímulos con diferentes valores de expectativa o probabilidades de cloze). Si bien podemos encontrar expresiones inesperadas pero razonables (es decir, expresiones inesperadas compuestas de palabras que pueden integrarse con éxito en un mensaje razonable), es posible que los esfuerzos integradores requeridos por estos las expresiones son diferentes de las requeridas por las expresiones normales. Si no se controlan las diferencias, podrían derivarse diferencias significativas en las respuestas cerebrales, ya que la evidencia clara demuestra que el procesamiento integrador de nuevas expresiones metafóricas inesperadas pero razonables desencadena respuestas cerebrales muy diferentes de las activadas por metáforas convencionales11,12.
Para abordar este problema, proponemos un nuevo método para mejorar dinámicamente la expectativa de los participantes para las oraciones anómalas mientras intentamos mantener la dificultad de integración semántica. Específicamente, rápidamente familiarizamos a los participantes con frases anómalas desconocidas y así mejoramos su expectativa a través de múltiples repeticiones. Es importante destacar que las repeticiones múltiples no cambian el estímulo en sí; por lo tanto, la información semánticamente anómala en sí permanece inalterada (es decir, la palabra crítica todavía no se puede integrar con éxito en el contexto).
Sin embargo, el cerebro podría renunciar a la integración después de enterarse de que la información anómala no se puede integrar con éxito en el contexto anterior en absoluto (es decir, el procesamiento de integración podría estar ausente para que no haya dificultad de integración). Por lo tanto, este protocolo propone repetir sólo la información anómala básica extraída de la frase anómala primero, y luego utilizar la frase anómala completa que contiene la información anómala idéntica como una versión semánticamente enriquecida de esta información anómala central, para iniciar un nuevo procesamiento de integración semántica en la condición de repetición. Con la información anómala idéntica en la frase anómala completa semánticamente enriquecida y el nuevo procesamiento de integración semántica iniciado, suponemos que la dificultad de integración semántica desencadenada por la información anómala en el frase anómala después de múltiples repeticiones debe permanecer casi igual que la desencadenada por la información anómala antes de las repeticiones (independientemente del estado del procesamiento de integración semántica durante las repeticiones). Por lo tanto, asumimos que el factor de dificultad de integración semántica en las frases anómalas completas semánicamente enriquecidas sigue siendo el mismo después de las repeticiones que en las estructuras principales simplificadas correspondientemente, pero la expectativa se mejora en gran medida.
Sobre la base de estos supuestos, comparamos el efecto N400 provocado por frases anómalas completas enriquecidas semánticamente que contienen la información anómala central repetida con la provocada por las frases anómalas completas recién cumplidas, para investigar la contribuyente de este efecto DE ERP. Las hipótesis de trabajo son las siguientes: según estudios anteriores, el efecto N400 se atenuaría significativamente por repeticiones. Sobre la base del N400 atenuado, si la integración semántica recién iniciada de la misma información anómala provoca la recuperación del efecto N400 atenuado a un nivel similar al generado por el mismo tipo de información anómala contenida en frases anómalas sin repeticiones, entonces sugiere que la dificultad de integración semántica es el contribuyente dominante del efecto N400 provocado; de lo contrario sugiere que lo inesperado es el principal contribuyente.

<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

Los factores de búsqueda de la inesperada y la dificultad de integración semántica que residen naturalmente en frases anómalas en los estudios de idiomas dificultan la determinación del mecanismo de procesamiento subyacente de los componentes ERP. A diferencia del enfoque estático tradicional de manipular la expectativa a través de la frecuencia del corpus o la probabilidad de cloze, este protocolo propone un método dinámico para mejorar la expectativa de los participantes para frases anómalas raramente satisfechas por múltiples repeticiones mientras que mantener sus dificultades semánticas de integración. Para hacer frente al aumento del coste de tiempo resultante de múltiples repeticiones, este protocolo propone repetir sólo la estructura central estrictamente simplificada extraída de la frase anómala antes de presentar la semánticamente enriquecida, mucho más informativa frase anómala completa que contiene la estructura central anómala para reiniciar el procesamiento de integración semántica. La frase anómala completa provocó un efecto P600. Sugiere que los participantes no renunciaron al procesamiento de la información anómala después de repeticiones y la misma dificultad de integración semántica se reinició con éxito. Es importante destacar que los resultados experimentales representativos revelan que el efecto N400 muy atenuado causado por múltiples repeticiones no fue recuperado por la dificultad de integración semántica reiniciada de seguimiento. Sugiere que el efecto N400 atenuado debe atribuirse principalmente a la mejora de la expectativa de información anómala por múltiples repeticiones. Los resultados experimentales muestran que este método puede mejorar eficazmente la expectativa de los participantes para oraciones anómalas, manteniendo al mismo tiempo la dificultad de integración semántica.

El protocolo actual se utilizó en uno de nuestros estudios recientes para investigar si el efecto N400 refleja el procesamiento de integración semántica14. Los estímulos utilizados en ese estudio fueron en chino, como se muestra en la Tabla2.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="3">(a) Ejemplo de las estructuras básicas simplificadas en la parte de repetición</...

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

Disociación de las influencias confundentes de la expectativa y la dificultad integrativa que residen en sentencias anómalas en estudios potenciales relacionados con eventos

Presentamos un protocolo para disociar los factores entrelazados de dificultad integrativa e imprevisto en frases semánticamente anómalas aplicando múltiples repeticiones para mejorar la expectativa de los participantes para oraciones anómalas. La disociación ayuda a investigar el principal contribuyente de los efectos relacionados con los eventos (ERP) como el N400 en los estudios de idiomas.

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

Este protocolo proporciona una manera eficaz de disociar los factores de confusión de la dificultad inesperada en la dificultad intuitiva en oraciones anómalas para determinar el verdadero contribuyente del efecto N400 en los estudios de idioma. A diferencia del enfoque estático tradicional de manipular la expectativa a través de la frecuencia del corpus o la probabilidad de cloze. Este protocolo propuso una misión dinámica para lograr este objetivo mediante múltiples repeticiones.Con este protocolo, también podemos examinar cómo otros componentes ERP, como P600, pueden responder a múltiples repeticiones. Puede ayudar a revelar el mecanismo subyacente de P600 también. Comience escoltando al paciente a la sala de pruebas y pídales que se sienten cómodamente en una silla.A continuación, prepara la piel del participante con exfoliación facial y un hisopo de algodón en la frente, debajo del ojo izquierdo, cerca del cásta externo del ojo derecho y alrededor del hueso mastoideo izquierdo y derecho. Coloque la tapa elástica con electrodos en la cabeza del participante. Asegúrese de que el electrodo CZ de la tapa se encuentra en el vértice de la cabeza y que la tapa tiene una simetría izquierda-derecha con electrodos de línea media colocados sobre la línea media de la cabeza.A continuación, pegue la cinta adhesiva a los electrodos que registran los movimientos oculares y llénelos con gel conductor. Fijar un electrodo en el canthus exterior del ojo derecho y el otro debajo del ojo izquierdo. A continuación, fije la correa debajo de la barbilla para evitar que los electrodos adyacentes se muevan durante el experimento y conecte los electrodos de la tapa al sistema de grabación.Por último, para reducir la impedancia de todos los electrodos por debajo de cinco kilohms o 10 kilohms, cambie el software de grabación a la interfaz de monitoreo de impedancia. A continuación, comenzando con el suelo y los electrodos de referencia, más allá de la aguja de punta contundente de la jeringa que contiene gel conductor a través de los ojales de los electrodos y pelos hasta que llega a la piel del cuero cabelludo. Empuje el émbolo de la jeringa para inyectar una pequeña dosis del gel conductor sobre la piel hasta que el gel conecte el círculo metálico en el electrodo y la piel.Por último, compruebe el nivel de impedancia en tiempo real que se muestra en diferentes colores en el monitor hasta que la impedancia disminuya por debajo del valor de umbral. Revise todos los electrodos. Comience pidiendo al participante que se relaje y trate de evitar parpadeos excesivos en los ojos y movimientos corporales durante el experimento.Informar al participante sobre las tareas y la parte de repetición en las tareas en la parte principal de la oración. Asegúrese de que el participante entienda que una frase incorrecta será seguida por una parte de repetición y una frase correcta por otra oración completa, que puede ser correcta o incorrecta. A continuación, inicie el programa de presentación de estímulos y deje que el participante practique con la sección de práctica.Para la parte de repetición, presente la estructura del núcleo extraído y su expresión de relleno correcta juntas siete veces en un orden aleatorio. Para la oración completa de reinsiniciación semántica, presente la oración anómala completa justo después de su parte de repetición correspondiente. Una vez completada la sesión de práctica, comience la sesión experimental formal y registre las señales fisiológicas eléctricas.Finalmente, una vez completado el experimento, guarde los datos fisiológicos eléctricos registrados y ayude al participante a quitarse la tapa. Indique al participante que lave el gel conductor en la piel y el cabello y le proporcione una recompensa por su participación. Los 11 potenciales relacionados fueron ERPs en la primera vez, la cuarta vez, y la séptima presentación de las estructuras centrales anómalas reveló que el efecto N400 en la ventana de tiempo de 300-500 milisegundos desapareció gradualmente.Los ERPs del grupo de oraciones anómalas no perpetuas fueron más negativos que los del grupo de control. Los ERPs del grupo repetido fueron más positivos que los del grupo no repetido. Recuerde colocar todos los electrodos en la impedancia de ubicación correcta de todos los electrodos por debajo de cinco kilohm o 10 kilohm antes del experimento.Este protocolo limita eficazmente el tiempo de repetición de oraciones para múltiples juicios. Múltiples repeticiones de oraciones pueden ayudar a revelar la memoria real en la comprensión de la oración.

Research

JoVE Journal

Behavior

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

Un procedimiento para estudiar el efecto de la prolongada restricción de alimentos en heroína Buscando en ratas abstinentes

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Investigación

Comportamiento

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Un procedimiento para observar inducida Contexto-Renovación-pavloviano acondicionado Alcohol comportamiento de búsqueda en ratas

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Procesamiento Auditivo Infantil y oscilaciones cerebrales relacionados con eventos

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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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Estimulación Transcraneal de Corriente Directa (tDCS) de las áreas de Wernicke y Broca en Estudios de Aprendizaje de Idiomas y Adquisición de Palabras

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