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心理所研究发现言语产生中语义和语音为并行加工
作者: 中国科学院行为科学重点实验室 李兴珊研究组 屈青青 ║ 日期: 2021/02/20 

  说话,看似毫不费力,但它其实是人类最复杂的认知活动之一。试想一下,当我们准备说话时,大脑是如何进行编码的呢?开口之前,说话者首先需要明确试图表达的概念,并从心理词典中提取适当的词汇,激活词汇的语义信息,获取词汇的语音信息;进而通过发声的方式表达出来。

  在复杂的言语表达活动中,语义和语音加工的相对时间进程问题是学界长期关注的重要理论问题。两者的相对时间进程,为建立语言产生的理论和计算模型提供了直接的科学依据。经典的言语产生模型认为,说话者首先提取语义信息,随后通达语音信息,即语义与语音之间是以序列的方式加工的。其相关证据主要来自于不发声的图片命名任务(语义、语音效应分别发生在刺激呈现后200-275 ms, 275-450 ms)。

  然而,近期的研究发现,在较自然的语言产生(言语、书写)任务中,语音加工发生的时间进程较早(200 ms, Qu et al., 2016; 2020a; 2020b),与经典的语义加工的时间窗口存在重叠。这些研究结果提示,语义与语音可能并非以序列方式,而是以并行的方式进行加工的。

  为检验该假设,中国科学院行为科学重点实验室李兴珊研究组的青年特聘研究员屈青青及同事采用脑电技术和发声的图片组块命名范式,操纵了图片名称的语义关系(图片物体来自同一范畴)和语音关系(在词首或词尾共享一个音节)。通过在同一范式下比较语义效应(语义相关-语义无关)和语音效应(语音相关-语音无关)的时间窗口,探究语义和语音加工的相对时间进程。

  行为反应时的结果发现,与无关条件相比,语义相关和语音相关均产生了抑制效应,重复了以往的研究结果。更重要的是,脑电结果显示,语义效应和语音效应发生的时间窗口是高度重叠的(180 ms – 380 ms),其起始潜伏期和峰值时间均没有显著差异。结果表明,在言语产生中语义和语音是并行加工的,此结果对传统的序列加工模型提出了质疑。

 

图A:语义相关(实线)与语义无关(虚线)的平均波幅

图B:语音相关(实线)与语音无关(虚线)的平均波幅

语义效应和语音效应均发生在刺激呈现后180 ms – 380 ms

 

  该研究受国家自然科学基金面上项目(31771212)、国际(地区)合作与交流项目(62061136001)、中国科学院青年创新促进会人才项目、中国科协青年人才托举项目的资助。

  相关成果已在线发表于Journal of Cognitive Neuroscience。心理所博士后冯臣为论文第一作者,心理所青年特聘研究员屈青青为论文的通讯作者。

 

  论文信息:

  Feng, C., & Damian, M. F. Qu, Q. Q.* (2021). Parallel Processing of Semantics and Phonology in Spoken Production: Evidence from Blocked Cyclic Picture Naming and EEG. Journal of Cognitive Neuroscience, Vol. 33, No. 04, https://doi.org/10.1162/jocn_a_01675.

  相关文章:

  Qu, Q. Q.* Feng, C., Hou, F., & Damian, M. F. (2020a). Syllables and phonemes as planning units in Mandarin Chinese spoken word production: Evidence from ERPs. Neuropsychologia, 46, 107559.

  Qu, Q. Q.* & Damian, M. F. (2020b). An electrophysiological analysis of the time course of phonological and orthographic encoding in written word production. Language, Cognition and Neuroscience, 35, 360–373.

  Qu, Q. Q.*, Zhang, Q. F. & Damian, M. F. (2016). Tracking the Time Course of Lexical Access in Orthographic Production: An Event-Related Potential Study of Word Frequency Effects in Written Picture Naming, Brain and Language, 159, 118-126.

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