词语语义加工中N400影响因素研究述评

何清顺

(广东外语外贸大学 英语语言文化学院，广东 广州 510420)

词语语义加工中N400影响因素研究述评

何清顺

(广东外语外贸大学 英语语言文化学院，广东 广州 510420)

作为语义加工大脑指标的N400成分受多种因素的影响。研究者从词类、词频、拼写相似性、语义关联、词语具体性、语境以及词汇隐喻等方面对词语语义加工中影响N400成分的因素进行了大量的研究。然而，这些研究对词语的出现条件进行了严格的限制：对词语列表中的词语的考察脱离了语境的制约，对完形填空中词语出现概率的考察受到句法结构的制约。本文对这些影响N400成分的因素进行了评述，建议该领域的研究重点可以倾向于脱离句法结构的条件限制，考察不同结构中词语或词语组合的语义加工过程，倾向于词语语义加工的跨语言渗透，并提出在词汇学习或教学中遴选词语的策略和语境制约的作用。

N400；词语语义加工；语境互动；语境预测；词汇隐喻

引言

在过去的二十几年里，事件相关电位(ERP)的研究在语言心理学领域发展迅速。作为ERP主要成分的N400已经成为语义加工的大脑指标。N400是大脑受到有意义的或有潜在意义的刺激后产生的峰值大约为400毫秒的负向偏移，其研究范围包括各种有意义符号是否诱发N400成分。在词语语义加工中，影响N400成分的因素包括词类、词频、拼写相似性、语义关联、词语具体性、语境以及词汇隐喻等。对这些因素的研究不但有助于厘清语言与大脑机制的关系，而且对语言学习有着重要的意义。本文试对词语语义加工中诱发N400成分的因素进行评述，并对这一领域未来的研究提出建议。

一、词汇因素

影响N400波幅的词汇因素包括词类、词频、拼写相似性、语义相关性、词语具体性等。

(一)词类

词类可以根据语义内容分为开放类(实词)和封闭类(虚词)。封闭类词语比开放类词语诱发的N400小，但当封闭类词语在句子语境中无法预测时，也能够诱发较大的N400[1]。N400与诱发词语的语义内容也相关联，比如，同样属于封闭类词语的从属连词(如when)比补充连词(如that)诱发的N400大。

开放类词语和封闭类词语的另一个区别是位于额叶头皮位置上的后期斜形负向偏移(N400-700)。封闭类词语比开放类词语诱发的N400大，这可以通过比较随机排列的句法上成立但语义上不正常的封闭类词语和正常句子中的封闭类词语加以观察。这种负向变化提醒读者下一个词语很可能是有意义的。

ERP在开放类词语内部也很敏感，比如在不考虑词类模糊的情况下，名词比动词诱发的N400大[2]，因为虽然都是开放类词语，名词比动词的开放性更强，但常见的动词也可能会比不常见的名词诱发的N400大。表示否定意义或消极色彩的数量词或形容词也可以调节N400波幅[3]，比如在“With proper equipment, scuba diving is very safe/dangerous”中，dangerous比safe诱发的N400大，因为相对于肯定意义或积极色彩而言，否定意义或消极色彩的标记性更强，诱发的N400也较大。

(二)词频

词类影响N400的主要原因可能是词频的变化。据研究，低频词往往比高频词诱发的N400大。封闭类词语比开放类词语出现的频率高，诱发的N400也较小。词频对ERP波幅的最早影响发生在150-190毫秒之间，随着词频的增加波幅逐渐降低。N400频率效应受语义因素的影响，但不受语法性的影响。在句子的可接受性判断中(如The man will work/sway/worked/swayed on the platform.)，无论是否合乎语法，高频动词(work)都比低频动词(sway)诱发的N400小，但低频不合语法动词诱发的N400与低频合语法动词诱发的N400没有区别[4]。

词频变化对词语产出能力有影响。词频越高，词语反应时间越快，但词频越高，词语持续时间越长，失语症患者比正常人的词语反应时间和词语持续时间都较长[5]。词频变化在正常人和精神分裂症患者中诱发的N400也不相同，正常人的N400随着词语出现频率的增加而减弱，而精神病患者的N400与词频没有线性关系[6]。

(三)拼写相似性

拼写相似词语是指一组只有一个字母不相同的词语。对拼写相似词语的研究包括两种范式：一是启动范式，一是ERP范式。根据启动范式，英语中有较多拼写相似词语的词语比有较少拼写相似词语诱发的词汇判断时间短。比如，marsh有harsh和march两个拼写相似词语，而cover有covet, cower, hover等十三个拼写相似词语，因此cover的词语反应时间比marsh快。这是因为在密集的拼写相似词语中遇到一个词语时会产生较大的总语义激活，总语义激活包括众多拼写相似词语的部分激活。

根据ERP范式，至少有一个高频拼写相似词语的词语比没有拼写相似词语的词语诱发的N400大，拼写相似词语较多的词语比拼写相似词语较少的词语诱发的N400大。语义内容对拼写相似词语的相似效应也产生影响。语义相关的拼写相似词语比语义不相关的拼写相似词语的反应时间短，有消极情感色彩的拼写相似词语(如menace)的识别时间比有中性情感色彩的拼写相似词语(如museau)慢[7]。

(四)语义关联

语义相关性也可以影响N400波幅。当词语成对呈现时，不重复的、语义不相关的词语诱发的N400很大，重复的、语义相关的词语诱发的N400很小，而从真实词语派生出来的假词可以诱发ERP重复效应，但比真实词语诱发的ERP重复效应小，语义不相关的假词(如wolm-wolm)比语义相关的假词(如plynt-tlee)诱发的N400波幅大，说明与真词拼写相似的假词可以激活一部分拼写相似词语的语义特征。由字母换位产生的蒙面假词(如jugde)对相关词语(如court)造成的词语决定时间短，但字母替代假词(如judpe)则没有这样的效应[8]，说明蒙面假词仍然产生重复效应，因为人们看到蒙面假词可以联想到真词，与相关词语产生语义关联，而字母替代假词不容易引起真词联想，不能产生语义关联。

词语重复包括词形和词义两个方面。词形和词义都相同的两个词语构成简单重复，重复效应最大，词形相同词义不同或词形不同词义相同的两个词语构成部分重复，重复效应较小。词语重复次数对语义加工时间也有影响。重复次数越多，语义加工时间越短，但N400波幅在第二次重复之后保持稳定不变[9]。词缀也会产生语义启动效应。显性词缀(如viewer-view)的语义启动效应最大，隐性词缀(如corner-corn)次之，仿形控制(如freeze-free)最小[10]。但是，这种启动效应不是根据词缀的显性和隐性截然二分的，而是根据语义和语音的重叠度而变化的[11]，说明启动词与目标词的关联度越大，目标词在记忆中表征的可及性越强。

(五)词语具体性

词语在概念上可以分为具体词语和抽象词语。在词汇决定任务中受试对具体词语的反应比抽象词语快。具体词语相对于抽象词语的加工优势有两种解释：一是双重编码理论，一是单一语义系统理论。按照双重编码理论，具体词语不仅像抽象词语一样激活言语的语义记忆存储，而且激活非言语的基于图像的语义记忆存储；按照单一语义系统理论，具体词语的加工优势来自于足够的语境信息。

Holcomb等[12]综合上述两种理论，提出了“语境扩展双重编码”理论。该理论认为，大脑中有两个不同的记忆存储：一个是言语存储，一个是意象存储。在言语系统中，具体词语和抽象词语的语境效应相似；在意象系统中，具体词语比抽象词语的语境效应大。如果在具体性信息之前出现语境信息，那么具体性效应可以被语境消解。单个的相关词语不足以形成消解具体性效应的语境。

词语具体性也受词类模糊性的影响。比如，德语名词和动词具有相同的具体性效应，汉语名词的具体性效应很大(在N400时窗有200-500毫秒的负向偏移)，且分布范围较广，而动词的具体性效应非常小，且分布有限[13]。造成德语和汉语具体性效应差异的原因是词类的模糊性：汉语很多词语都存在词类模糊性，这种词类模糊性进而导致语义模糊性，而德语形态变化丰富，不会产生这种模糊性[2]。如果没有词类模糊性，汉语动词也会诱发较大的具体性效应。情感色彩也可以调节具体性效应，但只有具体词语才表现出情感差异。具体性效应和记忆引导之间也存在互动。在记忆编码和检索阶段，内隐记忆和外显记忆都表现出明显的具体性效应，但具体性效应和记忆引导之间的互动产生在显性记忆检索阶段[15]。

二、语境因素

在词语列表或者句子中，先出现的词语可以成为后出现词语的词语语境；在句子中，先出现的句子片段可以成为后出现词语的句子语境；在语篇或段落中，前面出现的片段可以成为后出现词语的话语语境。语境可以调节词语语义加工的ERP效应。语境对词语语义加工的影响可以通过语境互动和语境预测加以研究。

(一)语境互动

语境互动包括词语语境和句子语境的互动，以及句子语境和话语语境的互动。

1.词语语境和句子语境的互动

关于词语加工过程中词语语境和句子语境的ERP效应，Kutas[16]在完形填空概率上变化的句尾词语和相同句子中出现的高度相关、中度相关以及不相关的词语进行的比较表明，词语语境和句子语境产生性质相似具有相同启动潜伏期的N400效应，但句子语境的N400效应持续时间更长一些。使用句子语境比使用词语语境对工作记忆能力的要求更大，说明工作记忆能力较强的读者比工作记忆能力较弱的读者更善于利用句子语境，在利用词语语境方面没有差异。

通过构建最后一个词语与前面一个词语相关但与句子语境不一致的句子(如The zoo was working to breed the endangered bald head)对词语语境和句子语境互动进行的研究表明，在健康年轻人中，这种与词语语境相关但与句子语境不一致的句尾词语诱发的N400和与词语语境无关且与句子语境不一致的句尾词语诱发的N400相等，比与词语语境无关但与句子语境一致的句尾词语诱发的N400大得多。这说明当词汇层面的相关性与句子层面的一致性发生冲突时，语义加工会首先选择句子语境的一致性，即较高层次的语境支配较低层次的语境。

在词语语境和句子语境中，容易与语境匹配或整合的词语都会减弱N400效应。随着阅读水平的提高，词语语境效应逐渐减弱，句子语境效应逐渐增强[17]。

2.句子语境与话语语境的互动

N400对跨越句子边界的语义限制比较敏感。虽然孤立句的句首开放类词语的N400随着句子的进展而逐渐减弱，但在连贯语篇中没有相同的句子位置效应，因为即使某一特定句子中最早出现的词语仍然继续先前建立的话题。句子的一致性受话语语境的调节，话语连贯对词语加工的ERP有强烈的影响[18]。

有歧义消解标题的段落中所有词语的平均N400都小于没有歧义消解标题的段落。这是N400对单个句子之上的语境效应敏感并反映整体语境或话语语境的确凿证据。同样，当孤立句中诱发大致相等的N400效应的词语出现在更合理的话语语境中时，这些词语显示出不同的N400活动。例如，quick和slow在quot;Jane told her brother that he was exceptionally quick/slow this morningquot;中诱发的N400大小相当，但如果这个句子之前有quot;By five in the morning, Jane's brother had already showered and had even gotten dressedquot;，quick诱发的N400就会大大减弱。

句子语境和话语语境的互动可以通过句子之间的因果关系得以研究。比如，在由三句话构成的一个情节片段中，最后一句话与前两句话有高度、中度或无因果关系，无因果关系条件下的关键词语比中度相关和高度相关条件下的关键词语诱发的N400大，无论这些词语出现在句尾位置还是句尾之前，这说明因果关系可以影响即将出现的词语的语义加工。因果关系的一致性可以影响逐词增加的话语理解[19]。

(二)语境预测

词语是在语境加工过程中被真实呈现之前激活的。在语言理解的过程中，大脑利用语境即使不能预测具体词语，也可以预测可能出现的词语的语义特征。这一点首先从完形填空中高概率的一致性填空、反常填空和有语义相关的一致性词语的反常填空的对比中得以验证(如The pizza was too hot to eat/cry/drink)。语义相关的反常填空比一致性句尾诱发的N400大，但远比语义不相关的反常填空诱发的N400小，即使是一致性填空，也有可能产生这种反常效应。比如，在quot;He was afraid that doing drugs would damage his...quot;中，brain, mind和reputation都是一致填空，如果brain的出现概率是80%，mind和reputation分别是10%，那么mind比reputation诱发的N400小。这一结果表明，句子语境有助于与前面的句子片段有匹配特征的词语的加工，同时也表明语境具体指明即将出现的词语的意义，但不一定是备选词语本身。Federmeier[20]通过构建限制语义特征的语境来完善反常效应的设计。如：

(1)I guess his girlfriend really encouraged him to get it pierced. But his father sure blew up when he came home wearing thatearring/necklace.

(2)She keeps twirling it around and around under her collar. Stephanie seems really happy that Dan gave her thatearring/necklace/lipstick.

虽然earring和necklace具有很多共同的语义特征，但earring更适合例(1)，而necklace更适合例(2)。ERP显示，错误的珠宝种类比一致性词语诱发的N400大得多，并且与一致性词语有高度特征重叠的不一致词语诱发的N400比有低度特征重叠的不一致词语诱发的N400小。例(2)中的 N400波幅可以形成一个梯度：necklace(一致)最小，earring(不一致，高度重叠)位于中间，lipstick(不一致，低度重叠)最大。

虽然语境影响的是意义而不是形式，但也有研究[21][22]通过创造使语义合理性与非语义的词汇特征相联系的句子来证明语境可以预测具体的词语。比如，西班牙语和荷兰语名词的性在很大程度上是无法从意义中预测的，但在语法正确的句子中，冠词和形容词的性与它们所修饰的名词的性一致，在性上“错误”的冠词和形容词比在性上“正确”的冠词和形容词诱发的ERP负波大。

英语语法没有性的标记，但可以通过冠词a/an的选择来检验预测的具体性[22]。英语的名词要么以元音开始，要么以辅音开始，前者要求冠词an，后者要求冠词a。如果kite是关于飞行的最可能的句子延续，那么a诱发的N400比an诱发的N400小(比如an airplane也是可以接受的，但不是最可能的句子延续)。不定冠词两个变体的意义是相同的，因此不能把这一结果解释为a的意义比an的意义更容易与前面的语境整合，而应该解释为读者在积极地预测完整的名词短语。因此，像词语性别的实验一样，读者从语境中可能预测具体的词语形式，并且这些预测是在阅读时作出的实时反应[22]。在阅读中预测具体词语的概念基础是话语传递的确切信息，而不仅是启发词的出现。工作记忆能力不影响对即将出现的词语的预测，但在加工与预测不一致的信息时，工作记忆能力较低者表现出额外的ERP效应[23]。

性的标记和a/an选择都不承载语义信息，因此，语境可以被用来预测即将出现的词语的意义，也可以被用来预测即将出现的具体词语。首先，读者或听者期待即将出现的句法结构，并对即将出现的词语的语法功能进行预测；然后，读者预测即将出现的词语的意义；最后，当语境限制非常强烈时，读者在非常有限的语义域中进行预测，随着语境限制的进一步增强，预测最终会落在具体的词形上。

三、词汇隐喻

人们为了不同的目的以不同的方式使用语言。人们说出来的话和想表达的意思并非总是一致的，但具有共同文化背景的人往往并不难理解他们读到或听到的话语。心理语言学关心存在于文字语言和非文字语言表述之间的区别，电流生理学关于非文字语言表述的研究主要集中在词汇隐喻的语义加工方面。

隐喻意义和字面意义是同时发挥作用的，但相等的反应时间不一定理解为相等的加工需求。研究表明，整合隐喻语境比整合文字语境经历更多的困难，比如，隐喻句的最后词语比直接陈述句的最后词语诱发的N400大。像字面陈述一样，隐喻加工的难度受语境的调节。当孤立呈现时，相对熟悉的隐喻(如Those fighters are lions.)和不熟悉的隐喻(如Those apprentices are lions.)诱发的ERP效应相等。然而，两种隐喻都受益于前文，有相关语境的不熟悉隐喻(如They are not cowardly. Those apprentices are lions.)诱发的N400比有不相关语境的熟悉隐喻诱发的N400小(如They are not naïve. Those fighters are lions.)。同样，有相关语境的熟悉隐喻比有不相关语境的不熟悉隐喻容易加工。

填充同一句子(如The flowers were watered by nature’srain/tears/laughter.)框架的字面句尾词语(rain)、隐喻句尾词语(tears)或反常句尾词语(laughter)诱发的N400峰值潜伏期存在一个波幅差异：反常gt;隐喻gt;字面。这表明语义异常句子的结尾比隐喻句子的结尾更难加工，比字面上一致的句子结尾更难适应前文。

Coulson amp; van Petten[24]在该领域的分析和实验方面向前迈出了重要的一步。他们假设，对理解隐喻意义有重要意义的概念操作通常也适用于字面意义的理解。这些概念操作包括建立映像和充实背景信息。通过使用描述一个物体被另一个物体替代、误解或代表的情景的句子(如He used cough syrup as an intoxicant.)，他们创造了需要两个物体和它们通常发生的域之间映像的句子，虽然这种映像加工比隐喻加工需要的努力少(如He knows that power is a strong intoxicant.)，但比有较少映像或没有映像的简单字面陈述的加工需要的努力多(如He knows that whiskey is a strong intoxicant.)。句子结尾词语诱发的ERP显示有等级的N400活动：隐喻gt;映像gt;文字。这表明，虽然字面语言和隐喻语言可以进行性质相似的加工，但增加映射和概念整合负担会使隐喻加工更加困难。

隐喻理解还存在个体差异。在判断隐喻命题与没有隐喻的假命题在字面上是否真实时(如The beaver is a lumberjack和The rumor was a lumberjack)，词汇能力和工作记忆能力都是重要的影响因素。高智商参与者受到的阻碍更大，也许是因为隐喻意义的提取是不需要主动努力的；低智商参与者在隐喻命题和反常命题上有相同的N400，说明他们在拒绝作为假命题的隐喻句时没有额外的负担。因此，虽然低智商的人清楚地理解离线任务中的隐喻，ERP提供的在线证据似乎表明，隐喻加工并不是必须的或自动的。

目前电流生理学研究尚未提供任何有力的证据证明字面意义加工和隐喻意义加工存在方法上的本质差异，但隐喻理解与字面理解有着不同的语义和语用加工的神经机制。de Grauwe等[25]对名词隐喻句和反常句加工中的神经关联的研究显示，隐喻只诱发一个局部的早期N400，说明词语的字面意义比隐喻意义较早获得，隐喻语境可以直接激发词语的隐喻意义，而无需首先排除其字面意义。

四、展望与启示

目前人们对词语语义加工中诱发N400的因素进行了大量的研究。然而，这些研究对词语出现的条件进行了严格的限制，对词语列表中的词语的考察脱离了语境的制约，对完形填空中词语出现概率的考察受到句法结构的严格限制。语言只有在使用中才能获得意义，词语列表中的词语没有被使用，也没有意义，只具有意义潜势；填充句子的词语激活的只是适合句子语境且与对比词语相关的意义。不同的语境会激活词语的不同意义，句法结构的变化会导致词语意义的变化。由于语言之间固有的差异，各种因素在不同的语言中对N400的影响也不尽相同。

该领域未来的研究应该倾向于脱离句法结构的条件限制，考察不同结构中词语或词语组合的语义加工过程，倾向于词语语义加工的跨语言渗透。为了获得预期的研究结果或者避免其他因素的干扰而对实验条件进行严格的控制并不符合语言的基本特征，对语言学习也没有实质性的指导意义。

对词语语义加工中N400影响因素的研究反映了语言学习的一般规律，对人类的学习和记忆提供了充分的理论解释，对词汇学习或词汇教学无疑有着重要的启示。

(1)词语遴选。在遴选需要学习的词语时应该考虑词语的整体出现频率及可派生性。词语的出现频率可以通过语料库来统计，从语料库中提取的词语列表基本上可以反映词类、词频和词语具体性特征。音节是词语的基本构造单位，音节的意义包括词汇意义和语法意义，词汇意义由词根音节表示，语法意义由派生词缀表示。因此，词语的可派生性也是遴选词语的标准。词汇学习的过程同时也是克服语言符号任意性的过程，词语学习可以遵循从简单到复杂的规律，简单符号的任意性克服之后，从简单符号派生出的复杂符号就具有了类像性特征。这一点反映了词语的拼写相似性和语义关联性。

(2)语境制约。较大的N400是对词语的默认反应，这种默认的反应随着语境刺激的出现而逐渐减弱[26]。在词汇学习时，为了克服语言符号的任意性，可以为词语创造词汇语境、句子语境和话语语境，使其具有图像性特征。在具体操作上，朗读和背诵句子或篇章无疑是词汇记忆的有效途径。

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AReviewoftheFactorsAffectingtheAmplitudeofN400ComponentinSemanticProcessingofWords

HE Qing-Shun

(Faculty of English Language and Culture,Guangdong University of Foreign Studies, Guangzhou 510420, China)

The N400 component, as a brain indicator of semantic processing, is affected by various factors. Researches on the factors which affect the N400 component in semantic processing of words have included word class, word frequency, orthographic neighborhood, semantic association, meaning concreteness, context interaction and lexical metaphor. However, strict restrictions are imposed on the semantic processing of words in these researches: words in the wordlist are free from the context constraint, and words for possible sentence completions are constrained by the sentence structure. This review discussed the factors affecting the amplitude of the N400, suggested that the future research in the field be freed from the structural constraint to investigate the semantic processing of words or word clusters in different structures and emphasize the cross-language permeability in bilingual semantic processing of words, and proposed the strategies of word selection and the function of context in vocabulary learning.

N400; Semantic processing of words; Context interaction; Context prediction; Lexical metaphor

H030

A

1009-105X(2013)03-0130-07

2013-04-30

中央高校基本科研业务费专项资金项目(项目编号：SWU1209437)。

何清顺(1970-)，男，博士，广东外语外贸大学外国语言文学博士后流动站在站博士后，副教授。