Прогнозирование в понимании языка
Лингвистическое предсказание — это явление в психолингвистике, возникающее всякий раз, когда информация о слове или другой языковой единице активируется до того, как эта единица фактически встречается. Данные, полученные в результате отслеживания глаз , потенциалов, связанных с событиями , и других экспериментальных методов показывают, что помимо интеграции каждого последующего слова в контекст, сформированный ранее встречавшимися словами, пользователи языка могут при определенных условиях пытаться предсказать предстоящие слова. В частности, предсказание, по-видимому, происходит регулярно, когда контекст предложения сильно ограничивает возможные слова, которые еще не были раскрыты. Например, человек, слушающий такое предложение, как «Летом жарко, а зимой…», скорее всего, предскажет, что завершение предложения будет «холодным», еще до того, как он действительно услышит его. Также считается, что форма предсказания встречается в некоторых типах лексического прайминга - явления, при котором слово становится легче обрабатывать, если ему предшествует родственное слово. [1] Лингвистическое предсказание — активная область исследований в психолингвистике и когнитивной нейробиологии .
Данные айтрекинга
[ редактировать ]Парадигмы визуального мира
[ редактировать ]В с отслеживанием взгляда парадигме визуального мира испытуемые слушают предложение, глядя на множество изображений на мониторе компьютера. Их движения глаз записываются, что позволяет экспериментатору понять, как язык влияет на движения глаз по отношению к изображениям, связанным с содержанием предложения. глагола Эксперименты этого типа показали, что, слушая глагол в предложении, воспринимающие упреждающе переводят взгляд на изображение вероятного прямого объекта (например, «торт», а не «мяч», слыша: «Мальчик будет есть... "."). [2] глагола Последующие исследования с использованием той же экспериментальной установки показали, что испытуемый также может определять, какой объект ожидают воспринимающие (например, воспринимающие смотрят на карусель, а не на мотоцикл, слыша фразу «Маленькая девочка будет кататься...»). [3] Короче говоря, понимающие используют информацию в контексте предложения, чтобы предсказать значения предстоящих слов. В этих экспериментах понимающие использовали глагол и его подлежащее, чтобы активировать информацию о прямом объекте глагола, прежде чем услышать это слово. Однако другой эксперимент показал, что в языке с более гибким порядком слов ( немецком ) понимающие люди также могут использовать контекст, чтобы предсказать подлежащее предложения. [4]
Естественное чтение
[ редактировать ]Технология отслеживания движений глаз также использовалась для отслеживания движений глаз читателей во время чтения текста на экране компьютера. Данные такого рода экспериментов подтвердили гипотезу о том, что читатели используют контекстную информацию, чтобы предсказывать предстоящие слова во время естественного чтения. В частности, читатели фиксируют взгляд на слове на более короткое время, когда оно встречается в умеренно или сильно ограничивающем контексте, по сравнению с тем же словом в неограниченном контексте. и длины слова Это верно независимо от частоты . Читатели также с большей вероятностью пропустят слово только в сильно ограничивающем контексте. [5] Последующие исследования чтения китайской логографической письменности показали, что, несмотря на большие различия между китайской и английской орфографией, читатели используют контекстную информацию для прогнозирования аналогичным образом, за исключением того, что китайские читатели с большей вероятностью пропускали слова в умеренно ограничивающих контекстах. [6]
Вычислительные модели движений глаз во время чтения, которые моделируют данные, связанные с предсказуемостью слов, включают модель EZ Reader Райхла и его коллег. [7] и модель SWIFT Энгберта и его коллег. [8]
Данные о потенциалах, связанных с событиями
[ редактировать ]М100
[ редактировать ]Обсуждаемый здесь M100 . является магнитным эквивалентом зрительного потенциала N1 — потенциала, связанного с событиями, связанного со зрительной обработкой и вниманием M100 также был связан с предсказанием понимания языка в серии экспериментов по магнитоэнцефалографии (МЭГ), связанных с событиями. В этих экспериментах участники читали слова, визуальные формы которых были либо предсказуемыми, либо непредсказуемыми в зависимости от предшествующего лингвистического контекста. [9] [10] или на основе недавно увиденной картинки. [11] Предсказуемость визуальной формы слова (но не предсказуемость его значения) повлияла на амплитуду М100. Продолжаются споры о том, связан ли этот эффект M100 с ранней левой передней негативностью (eLAN), потенциальной реакцией на слова, связанной с событием, которая, как предполагается, отражает назначение мозгом локальной структуры фразы . [12]
П2
[ редактировать ]Обычно считается, что компонент P2 отражает перцептивную обработку более высокого порядка и ее модуляцию вниманием. Однако это также связано с предсказанием визуальных форм слов. Реакция P2 на слова в сильно ограничивающих контекстах часто превышает реакцию P2 на слова в менее ограничивающих контекстах. Когда участники эксперимента читают слова, которые представлены слева или справа от их зрительной фиксации (сначала стимулируя противоположное полушарие мозга), больший P2 для слов в сильно ограничивающих контекстах наблюдается только для представления правого поля зрения (нацеливаясь на левое полушарие). . [13] Это согласуется с гипотезой PARLO о том, что лингвистическое предсказание в основном является функцией левого полушария, обсуждаемой ниже.
Н400
[ редактировать ]N400 является частью нормальной реакции ERP на потенциально значимые стимулы, амплитуда которых обратно коррелирует с предсказуемостью стимулов в определенном контексте. [14] При обработке предложений предсказуемость слова определяется двумя взаимосвязанными факторами: «вероятностью замыкания» и «сентенциальным ограничением». Вероятность замыкания отражает ожидание целевого слова с учетом контекста предложения, которое определяется процентом людей, которые вставляют это слово при завершении предложения, последнее слово которого отсутствует. Кутас и его коллеги обнаружили, что N400 для конечных слов предложения с вероятностью замыкания 90% был меньше (т.е. более положительным), чем N400 для слов с вероятностью замыкания 70%, который затем был меньше для слов с вероятностью замыкания 30%.Тесно связанное с этим ограничение предложения отражает степень, в которой контекст предложения ограничивает количество приемлемых продолжений. В то время как вероятность закрытия — это процент людей, которые выбирают определенное слово, ограничение — это количество разных слов, выбранных репрезентативной выборкой людей. Хотя слова, которые не предсказаны, вызывают больший N400, N400 для непредсказуемых слов, которые являются семантически связанные с предсказанным словом, вызывают меньший N400, чем когда непредсказуемые слова семантически не связаны. Когда контекст предложения сильно ограничивает, семантически связанные слова получают дополнительное облегчение, поскольку N400 для семантически связанных слов меньше в предложениях с высокими ограничениями, чем в предложениях с низкими ограничениями. [15] [16] [17] Доказательства предсказания конкретных слов получены в исследовании DeLong et al. [18] ДеЛонг и его коллеги воспользовались использованием различных неопределенных артиклей «A» и «AN» для английских слов, которые начинаются с согласной или гласной соответственно. Они обнаружили, что когда наиболее вероятное завершение предложения начиналось с согласной, N400 было больше для «AN», чем для «A», и наоборот, что позволяет предположить, что предсказание происходит как на семантическом, так и на лексическом уровне во время языковой обработки . (Исследование никогда не повторялось. В последней попытке, проведенной в нескольких лабораториях (335 участников), не было обнаружено никаких доказательств предсказания формы слов (Niewland et al., 2018).
Поздний позитив
[ редактировать ]Р300
[ редактировать ]P300 представляет собой реакцию ERP на маловероятные стимулы и , в частности P3b, чувствителен к субъективной вероятности возникновения определенного стимула. P300 тесно связан с обновлением контекста, которое может быть инициировано неожиданными стимулами. [19]
Р600
[ редактировать ]P600 — это ERP-система реагирования на синтаксические нарушения, а также сложный, но безошибочный язык. [20] [21] Реакция, подобная P600, наблюдается и для тематически неправдоподобных предложений: например, «На завтрак из яиц можно было бы есть только тосты и варенье». [22] Оба ответа P600 обычно относят к процессу пересмотра или продолжения анализа предложения. [23] Синтаксический P600 сравнивают с P300 в том смысле, что оба ответа чувствительны к одинаковым манипуляциям; главное, вероятность стимула. [24] Сходство между двумя ответами может свидетельствовать о том, что P300 вносит значительный вклад в синтаксический ответ P600.
Позитивность после N400
[ редактировать ]После N400 часто наблюдается поздняя положительная динамика. Недавний метаанализ литературы ERP по языковой обработке выявил две разные положительные стороны после N400. [25] При сравнении позитивности Post-N400 (PNP) для конгруэнтных и неконгруэнтных последних слов предложения для неконгруэнтных слов наблюдается теменная PNP. Этот теменной PNP аналогичен типичному ответу P600, что предполагает продолжение или пересмотр анализа. В условиях конгруэнтности при сравнении последних слов предложения с высокой и низкой вероятностью закрытия реакция PNP (если она наблюдается) обычно распределяется по передней части черепа. Недавнее исследование показало, что фронтальная PNP может отражать обработку неожиданного лексического элемента вместо неожиданного понятия, предполагая, что фронтальная PNP отражает неподтвержденные лексические предсказания. [25]
Данные функциональной визуализации
[ редактировать ]Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) — это технология нейровизуализации , которая использует ядерный магнитный резонанс для измерения уровня оксигенации крови в головном и спинном мозге. Поскольку нервная активность влияет на кровоток, считается, что характер гемодинамического ответа во многом соответствует характеру нервной активности. Высокое пространственное разрешение, обеспечиваемое фМРТ, позволяет когнитивным нейробиологам детально видеть, какие области мозга активируются в связи с экспериментальной задачей. Однако гемодинамический ответ намного медленнее, чем активность нейронов, измеряемая с помощью ЭЭГ и МЭГ . Эта плохая чувствительность к временной информации делает фМРТ менее полезным методом, чем ЭЭГ или айтрекинг, для изучения лингвистических предсказаний.Единственным исключением является фМРТ-тест различий в нейронной активации между стратегическим и автоматическим семантическим праймингом . Когда время между праймом и целевым словом короткое (около 150 миллисекунд), прайминг, теоретически, основан на автоматических нейронных процессах. Однако считается, что через более длительные интервалы времени (около 1 секунды) подопытные стратегически предсказывают связанные предстоящие слова и подавляют несвязанные слова, что приводит к штрафу в обработке в случае, если действительно встречается несвязанное слово. [1] Проверка этой гипотезы с помощью фМРТ показала, что на более длительных интервалах штраф за неверный прогноз связан с повышенной активностью в передней поясной извилине и зоне Брока . [26]
Теории предсказания
[ редактировать ]Теория ПАРЛО
[ редактировать ]Концепция PARLO («Производство влияет на прием только слева») представляет собой теорию нейронных доменов, поддерживающих прогнозирование языка. Он основан на данных, которые показывают, что левое и правое полушария по-разному способствуют пониманию языка. [17] Как правило, у большинства людей нейронные структуры, которые поддерживают производство речи, находятся преимущественно в левом полушарии, что приводит к асимметрии полушарий , что приводит к разным способностям обработки речи в двух полушариях. Из-за своих пространственно тесных связей и интеграции с речевым производством понимание языка в левом полушарии, по-видимому, обусловлено ожиданием и контекстом по принципу «сверху вниз» , тогда как правое полушарие, похоже, интегрирует информацию по принципу «снизу вверх» . [17] Структура PARLO предполагает, что и прогнозирование, и интеграция происходят во время обработки речи, но зависят от разного вклада двух полушарий мозга.
Теория сюрприза
[ редактировать ]Теория неожиданности — это теория обработки предложений , основанная на теории информации . [27] В теории неожиданности стоимость обработки слова определяется его самоинформацией или тем, насколько предсказуемо слово с учетом его контекста. Высоковероятное слово несет в себе небольшое количество самоинформации и, следовательно, будет легко обработано, что измеряется сокращением времени реакции , меньшим ответом N400 или сокращением времени фиксации в исследовании чтения с отслеживанием взгляда. Эмпирические проверки этой теории показали высокую степень соответствия между показателями стоимости обработки и значениями самоинформации, присвоенными словам. [28] [29]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Нили, Дж. (1991). Семантический прайминг в визуальном распознавании слов: выборочный обзор современных теорий и результатов . В: Основные процессы чтения: визуальное распознавание слов (Беснер Д., Хамфрис Г.В., ред.), стр. 264–336. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Erlbaum Associates.
- ^ Альтманн, Г. и Камид, Ю. (1999). Инкрементная интерпретация глаголов: ограничение области последующего обращения . Познание , 73, 247–264.
- ^ Камид Ю., Альтманн Г. и Хейвуд С. (2003). Прогнозирование во времени при постепенной обработке предложений: данные упреждающих движений глаз . Журнал памяти и языка, 49, 133–159.
- ^ Камид, Ю., Шиперс, К. и Альтманн, Г. (2003). Интеграция синтаксической и семантической информации в прогнозирующую обработку: межлингвистические данные немецкого и английского языков. Журнал психолингвистических исследований, 32 (1), 37–55.
- ^ Рейнер, К. и Ну, А. (1996). Влияние контекстуальных ограничений на движения глаз при чтении: дальнейшее исследование. Психономический бюллетень и обзор, 3 (4), 504–509.
- ^ Рейнер К., Ли Х., Юхас Б. и Ян Г. (2005). Влияние предсказуемости слов на движения глаз китайских читателей. Психономический бюллетень и обзор, 12 (6), 1089–1093.
- ^ Райхле Э., Рейнер К. и Поллацек А. (2003). Модель EZ Reader для контроля движений глаз при чтении: сравнение с другими моделями. Поведенческие и мозговые науки, 26, 445–526.
- ^ Энгберт Р., Нутманн А., Рихтер Э. и Клигль Р. (2005). SWIFT: динамическая модель генерации саккад во время чтения. Психологический обзор, 112 (4), 777–813.
- ^ Диккер С., Рабаглиати Х., Фармер Т. и Пюлкканен Л. (2010). Ранняя затылочная чувствительность к синтаксической категории основана на типичности формы. Психологическая наука, 21 (5), 629–634. дои : 10.1177/0956797610367751
- ^ Диккер С., Рабаглиати Х. и Пюлкканен Л. (2009). Чувствительность к синтаксису зрительной коры. Познание , 110 (3), 293–321. doi : 10.1016/J.COGNITION.2008.09.008
- ^ Диккер, С. и Пюлкканен, Л. (2011). До N400: Последствия лексико-семантических нарушений в зрительной коре. Мозг и язык 118, 23–28. дои : 10.1016/J.BANDL.2011.02.006
- ^ Фридеричи А. и Вайссенборн Дж. (2007). Сопоставление формы предложения со значением: синтаксически-семантический интерфейс. Исследования мозга, 1146, 50–58.
- ^ Влотко, Э. и Федермайер, К. (2007). В поисках правильного слова: асимметрия полушарий в использовании контекстной информации предложения. Нейропсихология, 45, 3001–3014.
- ^ Кутас, М., и Хиллард, SA, (1984). Потенциалы мозга во время чтения отражают ожидание слов и их семантические ассоциации. Природа , 307, 161–163.
- ^ Федермайер, К.Д., и Кутас, М. (1999). Правые и левые слова: электрофизиологические доказательства различий между полушариями в обработке значений. Когнитивные исследования мозга, 8, 373–392.
- ^ Федермайер, К.Д., МакЛеннан, Д.Б., Де Очоа, Э., Кутас, М. (2002). Влияние организации семантической памяти и контекстной информации предложения на обработку разговорной речи молодыми и пожилыми людьми: исследование ERP. Психофизиология, 39, 133-146.
- ^ Перейти обратно: а б с Федермайер, К.Д. (2007). Думая на будущее: роль и корни предсказания в понимании языка . Психофизиология, 44, 491-505.
- ^ ДеЛонг, К.А., Урбах, Т.П., Кутас, М. (2005). Вероятностная предварительная активация слов во время понимания языка, выведенная на основе электрической активности мозга. Природная неврология, 8, 1117–1145.
- ^ Дончин Э. и Коулз MGH (1988). Является ли компонент P300 проявлением обновления контекста? Поведенческие и мозговые науки, 11, 357–374.
- ^ Остерхаут, Л., и Холкомб, П.Дж. (1992). Связанные с событиями потенциалы мозга, вызванные синтаксической аномалией. Журнал памяти и языка, 31 (6), 785–806.
- ^ Фридеричи А.Д., Хане А. и Меклингер А. (1996). Временная структура синтаксического анализа: ранние и поздние потенциальные эффекты мозга, связанные с событиями. Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание, 22, 1219–1248.
- ^ Куперберг, Г.Р., Ситникова, Т., Каплан, Д., Холкомб, П. (2003). Электрофизиологические различия в обработке концептуальных отношений в простых предложениях. Когнитивные исследования мозга, 17, 117–129.
- ^ Куперберг, GR (2007). Нейронные механизмы понимания языка: проблемы синтаксиса. Исследования мозга, 1146, 23–49.
- ^ Коулсон С., Кинг Дж. В. и Кутас М. (1998). Ожидайте неожиданного: событийной реакции мозга на морфосинтаксические нарушения. Язык и когнитивные процессы, 13, 21–58.
- ^ Перейти обратно: а б Ван Петтен К., Лука Б.Дж., Прогнозирование в процессе понимания языка: преимущества, затраты и компоненты ERP. Международный журнал психофизиологии. (2011). дои : 10.1016/j.jpsycho.2011.09.015
- ^ Голд Б., Балота Д., Джонс С., Пауэлл Д., Смит К. и Андерсен А. (2006). Диссоциация автоматической и стратегической лексико-семантики: данные функциональной магнитно-резонансной томографии о различных ролях нескольких лобно-височных областей. Журнал неврологии, 26 (24), 6523-6532.
- ^ Леви, Р. (2008). Синтаксическое понимание, основанное на ожиданиях. Познание , 106(3), 1126-1177.
- ^ Леви Р., Федоренко Э., Брин М. и Гибсон Т. (2011). Обработка экстрапозиционных структур на английском языке. Познание , 122(1), 12-36.
- ^ Леви, Р. (2011). Интеграция моделей неожиданности и неопределенного ввода в онлайн-понимание предложений: формальные методы и эмпирические результаты. Материалы 49-го ежегодного собрания Ассоциации компьютерной лингвистики.