2024年5月26日发(作者：哈如波)
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当前对语言加工进行的ERP研究述评
作者：倪媛媛 李 红
来源：《科教导刊》2009年第22期
摘要作为具有多个分析层次的连续加工过程,语言加工一直是心理学研究的重点,ERP技术
能够被用来对这一心理过程进行连续测量,且对不同层次的分析有着不同的敏感指标。本文着
重介绍了与语音层次加工有关的成分N200,与语义加工有关的成分RP和N400,以及与句法加工
有关的成分LAN和P600,并对已有研究作出总结,以为今后的研究提供启发。
关键词ERP 语言加工 语音加工
中图分类号:H0文献标识码:A
1 前言
语言理解作为重要的认知活动,包括了高度复杂的心理过程,并具有多个层次的分析,例如,对
语音、语义和句法的分析。事件相关电位ERP(event-related potentials)作为一种理想的方法,能
够被用来对语言加工这一心理过程进行连续测量,并对不同层次的分析有不同的敏感指标,且测
量过程中,被试做判断是无意识的,基于以上优势,当前的语言加工过程研究中,ERP技术得到广泛
运用。目前,与语言加工有关的ERP研究大多集中在语言理解方面,分别发现了语言理解的不同
层次(语音、语义和句法等)与之相关的ERP成分。
2 语音加工的ERP研究
采用ERP技术对语音加工进行研究,主要集中在对N200的研究上。在听觉词汇识别中发
现的负成分即N200,其最大波峰出现在200ms左右,在额区的分布最大。有研究者把N200称为
语音不匹配负波PMN(phonological mismatch negativity),其反映了预期单词与呈现单词起始音素
的不匹配。
Peabody图片词汇测验(PPVT-R)是一个良好的词汇知识测验。被试对每个项目都会看到一
个和听觉呈现的单词配对呈现的图片,当起始的音素和期待的单词的首位音素不一致时,会引发
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PMN,且只有在测试所用单词在被试的词汇知识水平内时,该效应才出现。研究结果支持了单词
的语义预期是基于前语境,输入的符号要与预期的音素模板相对照的观点。
3 语义加工的ERP研究
与语义加工相关的ERP成分主要表现为两方面,与词汇加工相关的RP(recognition potential)
成分,以及与语义整合有关的N400成分。被试看可识别的单词或图像时引发的脑电成分就是
RP成分,即识别波。RP的最大位置在枕叶区域,其神经发生源位于舌回/梭状回的中间部分,近来
很多研究都表明舌回/梭状回区域逐渐成为继布洛卡区和威尔尼克区之后的第三大语言加工区
域。
N400是刺激呈现400ms后出现的负成分,最初由Kutas和Hillyard发现,它与词汇-语义加工
有关,包括最初的单词语义表征和词汇后的语义整合。会引发N400的情况主要有三种:(1)语义
或语用不合适的词;(2)语义类别错误;(3)与先前知识不一致错误。
N400的变化可以反映刺激跟读者预期之间的关系,如语义不合适、语义类别错误等情况都
可以导致N400波幅的增加。任务形式不同,N400产生区域也不同,在视觉语义任务时N400较
集中分布于右侧中央顶叶,而在听觉语义任务时则分布于整个头部,并且出现的时间更早、持续
时间更长,可能是由于单词在它的听觉呈现完毕之前就会被识别引起。但N400只和刺激所表示
的语义有关,反映出它与语义加工的独特联系。
4 句法加工的ERP研究
在句法加工研究当中,出现的与之相关的ERP成分主要是左前负成分(LAN)和中央顶区的
晚正成分P600。左前负波LAN(Left Anterior Negativities)是300-500ms之间在句法违反情况下
出现的负成分,它们的潜伏期长短存在差异,但头皮分布比较一致,集中在左半球的额叶部分。会
引发LAN效应的情况主要有三种:(1)名词复数不一致;(2)动词时态不一致;(3)动词亚类别违法。
而P600是与句法违反有关的、出现在关键词之后500-600 ms的正成分,是一种晚期正成份,
又称句法正漂移(Syntactic Positive Shift),其头皮分布主要集中于中央顶区。Osterhout在研究中
观察到P600独立于语义信息,是语法加工的指标,且P600与语义期望程度有关,在高期望程度句
子中的句法违反条件下出现。引发P600的情况也主要集中于三种:(1)短语结构违反;(2)句法类
别歧义;(3)动词时态违反。
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5 对语言加工的ERP研究的总结
语言属于高级认知活动,通过ERP和功能神经成像研究发现了语言加工活动具有多个脑区
的重合,而且随着活动任务增加涉及的脑区越多。在语言加工条件下的ERP结果不但显示了神
经加工源,而且注意到刺激材料不同可能结果也不同,而且相关经验对实验结果也会产生较明显
影响。大部分的ERP研究不仅验证了行为实验的研究结论,而且从更为直观的角度为某一理论
或观点提供了进一步的支持,使我们能够了解认知加工的时间进程。因此,在目前,研究者开始利
用ERP来探讨语言认知的时间进程问题,此外,一些有效的ERP指标被运用来研究语言产生领域
中的基本问题也得到一定成果。
但是,由于各个研究存在的不足再加上人脑本身的复杂性,这一领域目前还存在很多争论。
具体的研究当中,通常由于各种脑电成分与特定的心理加工并不严格一一对应,因此不同的实验
设计往往会得到各不相同的ERP成分,而且由于每种成分的意义并没有完全定义清楚,因此研究
者需要进一步的研究积累和探讨。在今后的研究当中,由于先前的研究缺乏对句子加工和信息
整合的研究,因此这一方面需要得到研究者更多的关注。
注释
Hinojosa J A, Martin-Loeches M, Rubia F J. Event-related Potentials and Semantics: An
overview and an Integrative Proposal[J]. Brain and Language, 2001,78: 128～139.
Koelsch S, Gunter T, Wittfoth M, et al. Interaction between syntax processing inlanguage and in
music: an ERP study[J]. Cognitive Neuroscience, 2005, 17(10): 1565～1577.
Holcomb P J,Neville H. Auditory and visual semantic priming in lexical decision:A comparison
using event-related brain potentials[J]. Language and Cognitive Processes, 1990, 5:281～312.
Gunter T C, Friederici A D, Gagbem A. Syntactic gender and semantic expectancy: ERPs reveal
early autonomy and late interaction[J]. Journal of Cognitive Neuroscience, 2000, 12: 556～568.
Vuust P, Roepstorff A, WallentinM. Keeping the rhythm during polyrhythmic tension, activates
language areas (BA47)[J]. NeuroImage, 2006, 31:832～841.
Bach P, and Tipper S. Implicit action encoding in?uences personal-trait judgments[J]. Cognition,
2007, 102: 151～178.
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2024年5月26日发(作者：哈如波)
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当前对语言加工进行的ERP研究述评
作者：倪媛媛 李 红
来源：《科教导刊》2009年第22期
摘要作为具有多个分析层次的连续加工过程,语言加工一直是心理学研究的重点,ERP技术
能够被用来对这一心理过程进行连续测量,且对不同层次的分析有着不同的敏感指标。本文着
重介绍了与语音层次加工有关的成分N200,与语义加工有关的成分RP和N400,以及与句法加工
有关的成分LAN和P600,并对已有研究作出总结,以为今后的研究提供启发。
关键词ERP 语言加工 语音加工
中图分类号:H0文献标识码:A
1 前言
语言理解作为重要的认知活动,包括了高度复杂的心理过程,并具有多个层次的分析,例如,对
语音、语义和句法的分析。事件相关电位ERP(event-related potentials)作为一种理想的方法,能
够被用来对语言加工这一心理过程进行连续测量,并对不同层次的分析有不同的敏感指标,且测
量过程中,被试做判断是无意识的,基于以上优势,当前的语言加工过程研究中,ERP技术得到广泛
运用。目前,与语言加工有关的ERP研究大多集中在语言理解方面,分别发现了语言理解的不同
层次(语音、语义和句法等)与之相关的ERP成分。
2 语音加工的ERP研究
采用ERP技术对语音加工进行研究,主要集中在对N200的研究上。在听觉词汇识别中发
现的负成分即N200,其最大波峰出现在200ms左右,在额区的分布最大。有研究者把N200称为
语音不匹配负波PMN(phonological mismatch negativity),其反映了预期单词与呈现单词起始音素
的不匹配。
Peabody图片词汇测验(PPVT-R)是一个良好的词汇知识测验。被试对每个项目都会看到一
个和听觉呈现的单词配对呈现的图片,当起始的音素和期待的单词的首位音素不一致时,会引发
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PMN,且只有在测试所用单词在被试的词汇知识水平内时,该效应才出现。研究结果支持了单词
的语义预期是基于前语境,输入的符号要与预期的音素模板相对照的观点。
3 语义加工的ERP研究
与语义加工相关的ERP成分主要表现为两方面,与词汇加工相关的RP(recognition potential)
成分,以及与语义整合有关的N400成分。被试看可识别的单词或图像时引发的脑电成分就是
RP成分,即识别波。RP的最大位置在枕叶区域,其神经发生源位于舌回/梭状回的中间部分,近来
很多研究都表明舌回/梭状回区域逐渐成为继布洛卡区和威尔尼克区之后的第三大语言加工区
域。
N400是刺激呈现400ms后出现的负成分,最初由Kutas和Hillyard发现,它与词汇-语义加工
有关,包括最初的单词语义表征和词汇后的语义整合。会引发N400的情况主要有三种:(1)语义
或语用不合适的词;(2)语义类别错误;(3)与先前知识不一致错误。
N400的变化可以反映刺激跟读者预期之间的关系,如语义不合适、语义类别错误等情况都
可以导致N400波幅的增加。任务形式不同,N400产生区域也不同,在视觉语义任务时N400较
集中分布于右侧中央顶叶,而在听觉语义任务时则分布于整个头部,并且出现的时间更早、持续
时间更长,可能是由于单词在它的听觉呈现完毕之前就会被识别引起。但N400只和刺激所表示
的语义有关,反映出它与语义加工的独特联系。
4 句法加工的ERP研究
在句法加工研究当中,出现的与之相关的ERP成分主要是左前负成分(LAN)和中央顶区的
晚正成分P600。左前负波LAN(Left Anterior Negativities)是300-500ms之间在句法违反情况下
出现的负成分,它们的潜伏期长短存在差异,但头皮分布比较一致,集中在左半球的额叶部分。会
引发LAN效应的情况主要有三种:(1)名词复数不一致;(2)动词时态不一致;(3)动词亚类别违法。
而P600是与句法违反有关的、出现在关键词之后500-600 ms的正成分,是一种晚期正成份,
又称句法正漂移(Syntactic Positive Shift),其头皮分布主要集中于中央顶区。Osterhout在研究中
观察到P600独立于语义信息,是语法加工的指标,且P600与语义期望程度有关,在高期望程度句
子中的句法违反条件下出现。引发P600的情况也主要集中于三种:(1)短语结构违反;(2)句法类
别歧义;(3)动词时态违反。
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5 对语言加工的ERP研究的总结
语言属于高级认知活动,通过ERP和功能神经成像研究发现了语言加工活动具有多个脑区
的重合,而且随着活动任务增加涉及的脑区越多。在语言加工条件下的ERP结果不但显示了神
经加工源,而且注意到刺激材料不同可能结果也不同,而且相关经验对实验结果也会产生较明显
影响。大部分的ERP研究不仅验证了行为实验的研究结论,而且从更为直观的角度为某一理论
或观点提供了进一步的支持,使我们能够了解认知加工的时间进程。因此,在目前,研究者开始利
用ERP来探讨语言认知的时间进程问题,此外,一些有效的ERP指标被运用来研究语言产生领域
中的基本问题也得到一定成果。
但是,由于各个研究存在的不足再加上人脑本身的复杂性,这一领域目前还存在很多争论。
具体的研究当中,通常由于各种脑电成分与特定的心理加工并不严格一一对应,因此不同的实验
设计往往会得到各不相同的ERP成分,而且由于每种成分的意义并没有完全定义清楚,因此研究
者需要进一步的研究积累和探讨。在今后的研究当中,由于先前的研究缺乏对句子加工和信息
整合的研究,因此这一方面需要得到研究者更多的关注。
注释
Hinojosa J A, Martin-Loeches M, Rubia F J. Event-related Potentials and Semantics: An
overview and an Integrative Proposal[J]. Brain and Language, 2001,78: 128～139.
Koelsch S, Gunter T, Wittfoth M, et al. Interaction between syntax processing inlanguage and in
music: an ERP study[J]. Cognitive Neuroscience, 2005, 17(10): 1565～1577.
Holcomb P J,Neville H. Auditory and visual semantic priming in lexical decision:A comparison
using event-related brain potentials[J]. Language and Cognitive Processes, 1990, 5:281～312.
Gunter T C, Friederici A D, Gagbem A. Syntactic gender and semantic expectancy: ERPs reveal
early autonomy and late interaction[J]. Journal of Cognitive Neuroscience, 2000, 12: 556～568.
Vuust P, Roepstorff A, WallentinM. Keeping the rhythm during polyrhythmic tension, activates
language areas (BA47)[J]. NeuroImage, 2006, 31:832～841.
Bach P, and Tipper S. Implicit action encoding in?uences personal-trait judgments[J]. Cognition,
2007, 102: 151～178.
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