Лингвистическое предсказание - это явление в психолингвистике, возникающее всякий раз, когда информация о слове или другой языковой единице активируется до того, как эта единица действительно встречается. Свидетельства слежения за глазами , связанные с событием потенциалы, и другие экспериментальные методы показывают, что помимо интеграции каждого последующего слова в контекст, образованный ранее встреченными словами, пользователи языка могут при определенных условиях пытаться предсказать предстоящие слова. В частности, кажется, что предсказание происходит регулярно, когда контекст предложения сильно ограничивает возможные слова, которые еще не были раскрыты. Например, человек, слушающий предложение типа «Летом жарко, а зимой…», с большой вероятностью предскажет окончание предложения «холодно» еще до того, как услышит его. Также считается, что в некоторых типах лексического прайминга встречается форма предсказания , при которой слово становится легче обрабатывать, если ему предшествует родственное слово. [1]Лингвистическое предсказание - активная область исследований в психолингвистике и когнитивной нейробиологии .
Доказательства слежения за глазами
Парадигмы визуального мира
В парадигме визуального мира слежения за глазами испытуемые слушают предложение, глядя на массив изображений на мониторе компьютера. Их движения глаз записываются, что позволяет экспериментатору понять, как язык влияет на движения глаз к изображениям, связанным с содержанием предложения. Эксперименты этого типа показали, что, слушая глагол в предложении, понимающие с опережением переводят взгляд на изображение вероятного прямого объекта глагола (например, «торт», а не «мяч», когда слышат: «Мальчик будет есть ... . "). [2] Последующие исследования с использованием той же экспериментальной установки показали, что субъект глагола также может определять, какие объекты понимания ожидают (например, понимающие смотрят на карусель, а не на мотоцикл, когда слышат: «Маленькая девочка будет ездить ... "). [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 перед тем, как услышать это слово. Однако другой эксперимент показал, что в языке с более гибким порядком слов ( немецкий ) понимающие также могут использовать контекст для предсказания темы предложения. [4]
Естественное чтение
Технология айтрекинга также использовалась для отслеживания движений глаз читателей, когда они читают текст на экране компьютера. Данные такого рода экспериментов подтвердили гипотезу о том, что читатели используют контекстную информацию для предсказания предстоящих слов во время естественного чтения. В частности, читатели задерживают взгляд на слове на более короткое время, когда слово встречается в умеренно или сильно ограничивающем контексте, по сравнению с тем же словом в неограниченном контексте. Это верно независимо от частоты или длины слова. Читатели также с большей вероятностью пропустят слово только в сильно ограниченном контексте. [5] Последующие исследования чтения с использованием китайского логографического шрифта показали, что, несмотря на большие различия между китайской и английской орфографией, читатели используют контекстную информацию для предсказаний аналогичным образом, за исключением того, что китайские читатели с большей вероятностью пропускали слова в умеренных словах. ограничивающие контексты. [6]
Вычислительные модели движений глаз во время чтения, которые моделируют данные, связанные с предсказуемостью слов, включают модель EZ Reader [7] Райхле и его коллег и модель SWIFT Энгберта и его коллег. [8]
M100
M100 обсуждаемых здесь магнитный эквивалент визуального N1 потенциального-событие потенциал увязывается визуальной обработке и внимания. M100 также был связан с предсказанием понимания речи в серии экспериментов по магнитоэнцефалографии (МЭГ), связанной с событиями . В этих экспериментах участники читали слова, визуальные формы которых были либо предсказуемыми, либо непредсказуемыми на основе предшествующего лингвистического контекста [9] [10] или на основе недавно увиденного изображения. [11] Предсказуемость визуальной формы слова (но не предсказуемость его значения) повлияла на амплитуду M100. Продолжаются споры о том, связан ли этот эффект M100 с ранней левой передней негативностью (eLAN), потенциальной реакцией на слова, связанной с событием, которая теоретически отражает назначение мозгом локальной структуры фразы . [12]
P2
Р2 компонент , как правило , считается , чтобы отразить воспринимаемого обработку более высокого порядка и его модуляция внимания. Однако это также было связано с предсказанием визуальных словоформ. Ответ P2 на слова в сильно ограничивающих контекстах часто больше, чем ответ P2 на слова в менее ограничивающих контекстах. Когда участники эксперимента читают слова, представленные слева или справа от их зрительной фиксации ( сначала стимулируя противоположное полушарие мозга), больший P2 для слов в сильно ограничивающем контексте наблюдается только для правого представления поля зрения (нацеленное на левое полушарие) . [13] Это согласуется с гипотезой PARLO о том, что лингвистическое предсказание в основном является функцией левого полушария, обсуждаемой ниже.
N400
N400 является частью нормальной реакции ERP на потенциально значимые стимулы, амплитуда которых обратно коррелируют с предсказуемостью стимулов в определенном контексте. [14] При обработке предложений предсказуемость слова определяется двумя взаимосвязанными факторами: «вероятность закрытия» и «ограничение предложения». Вероятность закрытия отражает ожидание целевого слова с учетом контекста предложения, которое определяется процентом людей, которые поставляют слово при завершении предложения, последнее слово которого отсутствует. Кутас и его коллеги обнаружили, что N400 для заключительных слов предложений с вероятностью закрытия 90% был меньше (т. Е. Более положительным), чем N400 для слов с вероятностью закрытия 70%, которая тогда была меньше для слов с вероятностью закрытия 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 конкретное слово, ограничение - это количество разных слов, выбранных репрезентативной выборкой людей. Хотя слова, которые не предсказаны, вызывают больший N400, N400 для непредсказуемых слов, которые семантически связаны с предсказанным словом, вызывают меньший N400, чем когда непредсказуемые слова семантически не связаны. Когда контекст предложения сильно ограничен, 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 из исследования Делонга и др. [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, предполагая, что предсказание происходит как на семантическом, так и на лексическом уровне во время языковой обработки. (Исследование так и не повторилось. В ходе последней попытки, проведенной в нескольких лабораториях (335 участников), не было обнаружено никаких доказательств предсказания словоформы (Niewland et al., 2018).
Поздний позитив
P300
Р300 , в частности, P3B является ответом на ERP - маловероятные стимулов и чувствителен к субъективной вероятности того, что конкретный стимул будет происходить. P300 тесно связан с обновлением контекста, которое может быть инициировано неожиданными стимулами. [19]
P600
P600 ответного ERP в синтаксические нарушения, а также комплекс, но безошибочная, язык. [20] [21] Реакция, подобная P600, также наблюдается для тематически неправдоподобных предложений: например, «На завтрак яйца ЕСТЬ только тосты и джем». [22] Оба ответа P600 обычно относятся к процессу пересмотра или продолжения анализа приговора. [23] Синтаксический P600 сравнивался с P300 в том, что оба ответа чувствительны к аналогичным манипуляциям; что немаловажно, вероятность появления стимула. [24] Сходство между двумя ответами может указывать на то, что P300 вносит значительный вклад в синтаксический ответ P600.
Позитивность после N400
Поздний положительный результат часто наблюдается после N400. Недавний мета-анализ литературы по ERP, посвященной обработке языков, выявил две разные Post-N400 Positivities. [25] При сравнении положительности Post-N400 (PNP) для конгруэнтных и неконгруэнтных заключительных слов предложения, теменная PNP наблюдается для неконгруэнтных слов. Этот париетальный PNP подобен типичному ответу P600, что предполагает продолжение или пересмотр анализа. В рамках конгруэнтного условия при сравнении последних слов предложения с высокой и низкой вероятностью завершения ответ PNP (если он наблюдается) обычно распределяется по передней части скальпа. Недавнее исследование показало, что фронтальный PNP может отражать обработку неожиданного лексического элемента вместо неожиданного понятия, предполагая, что фронтальный PNP отражает неподтвержденные лексические предсказания. [25]
Доказательства функциональной визуализации
Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) - это технология нейровизуализации, которая использует ядерный магнитный резонанс для измерения уровней оксигенации крови в головном и спинном мозге. Поскольку нервная активность влияет на кровоток, считается , что картина гемодинамической реакции близко соответствует модели нейронной активности. Прекрасное пространственное разрешение, обеспечиваемое фМРТ, позволяет когнитивным нейробиологам детально видеть, какие области мозга активируются в зависимости от экспериментальной задачи. Однако гемодинамический ответ намного медленнее, чем нервная активность, измеренная с помощью ЭЭГ и МЭГ . Эта низкая чувствительность к информации о времени делает фМРТ менее полезным методом, чем ЭЭГ или слежение за глазами, для изучения лингвистического предсказания. Единственным исключением является тест с помощью фМРТ различий в нейронной активации между стратегическим и автоматическим семантическим праймингом . Когда время между простым и целевым словом невелико (около 150 миллисекунд), предполагается, что прайминг полагается на автоматические нейронные процессы. Однако при более длительных интервалах времени (приближающихся к 1 секунде) считается, что экспериментальные субъекты стратегически предсказывают родственные предстоящие слова и подавляют несвязанные слова, что приводит к штрафу за обработку в случае, если несвязанное слово действительно встречается. [1] Проверка этой гипотезы с помощью фМРТ показала, что при более длительных интервалах потери обработки неверного прогноза связаны с повышенной активностью в передней поясной извилине и области Брока . [26]
Теории предсказания
Теория ПАРЛО
Фреймворк PARLO («Производство влияет на восприятие только слева») - это теория нейронных областей, поддерживающих языковое предсказание. Он основан на данных, которые показывают, что левое и правое полушария по-разному способствуют пониманию речи. [17] Как правило, нейронные структуры, поддерживающие производство речи, у большинства людей находятся преимущественно в левом полушарии, создавая полушарную асимметрию , что приводит к разным способностям обработки речи в двух полушариях. Из-за своей пространственно тесной связи и интеграции с языковым производством понимание языка левым полушарием, по-видимому, определяется ожиданием и контекстом сверху вниз , в то время как правое полушарие, похоже, интегрирует информацию снизу вверх . [17] Структура PARLO предполагает, что и предсказание, и интеграция происходят во время языковой обработки, но полагаются на различные вклады двух полушарий мозга.
Теория сюрприза
Теория сюрпризов - это теория обработки предложений, основанная на теории информации . [27] В теории surprisal, стоимость обработки слова определяется его собственной информации , или как предсказуемое слово, учитывая его контекст. Очень вероятное слово несет в себе небольшой объем информации о себе и поэтому может быть легко обработано, что измеряется уменьшенным временем реакции , меньшим ответом N400 или уменьшенным временем фиксации в исследовании чтения по глазам. Эмпирические проверки этой теории показали высокую степень соответствия между показателями затрат на обработку и значениями самоинформации, присвоенными словам. [28] [29]
Рекомендации
- ^ a b Нили, Дж. (1991). Семантический прайминг в визуальном распознавании слов: выборочный обзор текущих теорий и открытий . В: Основные процессы чтения: визуальное распознавание слов (Besner D, Humphreys GW, eds), стр. 264–336. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Erlbaum Associates.
- ^ Альтман, Г. & Kamide, Y. (1999). Инкрементная интерпретация глаголов: ограничение области последующего обращения . Познание , 73, 247–264.
- ^ Kamide Ю., Альтман, Г. & Хейвуд, S. (2003). Временной ход предсказания при пошаговой обработке предложений: свидетельства упреждающих движений глаз . Журнал памяти и языка, 49, 133–159.
- ^ Kamide, Y., Scheepers, C. & Альтман, G. (2003). Интеграция синтаксической и семантической информации в прогнозирующей обработке: кросс-лингвистические данные с немецкого и английского языков. Журнал психолингвистических исследований, 32 (1), 37-55.
- Перейти ↑ Rayner, K. & Well, A. (1996). Влияние контекстного ограничения на движения глаз при чтении: дальнейшее изучение. Психономический бюллетень и обзор, 3 (4), 504-509.
- Перейти ↑ Rayner, K., Li, X., Juhasz, B. & Yan, G. (2005). Влияние предсказуемости слов на движения глаз китайских читателей. Психономический бюллетень и обзор, 12 (6), 1089-1093.
- ^ Райхле, Е., Рейнер, К. & Pollatsek, А. (2003). Модель управления движением глаз при чтении EZ Reader: Сравнение с другими моделями. Поведенческие науки и науки о мозге, 26, 445-526.
- ^ Engbert, Р., Nuthmann, А., Рихтер, Е. & Kliegl, Р. (2005). SWIFT: динамическая модель генерации саккад во время чтения. Психологический обзор, 112 (4), 777-813.
- ^ Dikker, С., Rabagliati, Х., фермер, Т. & Пюлккянен, Л. (2010). Ранняя затылочная чувствительность к синтаксической категории основана на типичности формы. Психологическая наука, 21 (5), 629-634.
- ^ Dikker, С., Rabagliati, Х. & Пюлккянен, Л. (2009). Чувствительность к синтаксису в зрительной коре. Познание , 110 (3), 293-321.
- ^ Dikker, С. & Пюлккянен, Л. (2011). До N400: Последствия лексико-семантических нарушений в зрительной коре. Мозг и язык 118, 23-28.
- ^ Friederici, A. & Weissenborn, J. (2007). Отображение формы предложения на значение: синтаксически-семантический интерфейс. Brain Research, 1146, 50-58.
- ^ Wlotko, Е. & Federmeier, К. (2007). В поисках правильного слова: асимметрия полушария в использовании контекстной информации предложения. Neuropsychologia, 45, 3001-3014.
- ^ Кутас, М., & Хилярд, С. А., (1984). Возможности мозга во время чтения отражают ожидание слова и семантическую ассоциацию. Природа , 307, 161–163.
- ^ Federmeier, КД, и Кутас, М. (1999). Правые слова и левые слова: электрофизиологические доказательства полушарных различий в обработке значений. Когнитивное исследование мозга, 8, 373-392.
- ^ Federmeier, К. Д., МакЛеннан, БД, Де Очоа, Е., Кутас, М. (2002). Влияние организации семантической памяти и контекстной информации предложений на обработку разговорной речи молодыми и пожилыми людьми: исследование ERP. Психофизиология, 39, 133-146.
- ^ a b c Федермейер, KD (2007). Забегая вперед: роль и корни предсказания в понимании языка . Психофизиология, 44, 491-505.
- Перейти ↑ DeLong, KA, Urbach, TP, Kutas, M. (2005). Вероятностная предварительная активация слова во время понимания речи на основе электрической активности мозга. Nature Neuroscience, 8, 1117-1145.
- ^ Дончин, Е., & Coles, MGH, (1988). Является ли компонент P300 проявлением обновления контекста? Поведенческие науки и науки о мозге, 11, 357–374.
- ^ Osterhout, Л., & Холкомб, PJ (1992). Связанные с событием потенциалы мозга, вызванные синтаксической аномалией. Журнал памяти и языка, 31 (6), 785-806.
- ^ Friederici, AD, Hahne, A., & Mecklinger, A. (1996). Временная структура синтаксического синтаксического анализа: ранние и поздние события, связанные с потенциальными эффектами мозга. 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.
- ^ Kuperberg, GR (2007). Нейронные механизмы понимания языка: проблемы синтаксиса. Brain Research, 1146, 23-49.
- ^ Коулсон, С. Кинг, JW, & Kutas, M. (1998). Ожидайте неожиданного: событийная реакция мозга на морфосинтаксические нарушения. Язык и когнитивные процессы, 13, 21-58.
- ^ a b Ван Петтен, К., Лука, Б.Дж., Прогнозирование во время понимания языка: преимущества, затраты и компоненты ERP. Международный журнал психофсиологии. (2011). DOI : 10.1016 / j.jpsycho.2011.09.015
- ^ Золото, Б., Балота, Д. Джонс, С., Пауэлл Д., Смит, К., и Андерсен, А. (2006). Диссоциация автоматической и стратегической лексико-семантики: свидетельства функциональной магнитно-резонансной томографии для различных ролей множественных лобно-височных областей. Журнал неврологии, 26 (24), 6523-6532.
- ^ Леви, Р. (2008). Синтаксическое понимание, основанное на ожидании. 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 неожиданного и неопределенного ввода в понимание онлайн-предложений: формальные методы и эмпирические результаты. Материалы 49-го ежегодного собрания Ассоциации компьютерной лингвистики.