汉语简单及物结构中题元关系加工的脑电研究

2015-07-16 00:39陈盈熙王穗苹
关键词:波幅脑区语义

陈盈熙,刘 鸣,王穗苹

一、引 言

与印欧语言不同,汉语中没有性、数、格、时态的变化。尽管汉语的句法结构松散,但依然存在一些有着显著形态特征的结构,例如及物的把字结构。其格式表达为“X把 Y Z”,Z中包含着动词及补足语,意思是X对Y做了一些事,再通过Z解释了Y是如何被具体影响的[1]。由“把”引入的宾语Y是动词所做动作的目标,结合Z意味着宾语的状态或位置已经被改变了。这类对宾语的处置,要求动词具有及物性。在这种情况下,X和Y各为主题的含义,主语为施事名词短语,宾语为受事名词短语(见例1a)。有意思的是,这种意义可以通过另一种传统概念上的及物结构(普通及物句)表达出来,即“XZY”(见例1b)。两种结构具有相同的施事名词短语及受事名词短语,其中,“我”(施事论元)是动作的执行者,“书”(受事论元)是动作的承受者,这些由动词分派的角色即为题元角色。同时,把字句还有其他扩展用法,如主题名词短语为使因而非施动者(见例2)。然而,这两类把字句在形式上并没有表现出差别,因此,在句子加工中研究汉语中隐含的题元关系就很有意义了。

例1a:我把书拿走了。

例1b:我拿走了书。

例2:那酒把我喝醉了。

在关于英语简单及物结构的研究中,前人研究了两类名词短语和动词间的违背,结果发现:在题元角色有生性违背中发现了一个较小的N400波幅和一个明显的P600,在非题元角色语用违背中发现了一个显著的N400波幅[2]。以上发现表明:P600对题元角色有生性违背是敏感的,反映着一种即时对违背句子的持续修复,以及对名词短语重新指派题元角色的尝试;N400的产生反映着被试一旦探测到题元角色违背,便不必再尝试整合动词与之前的名词短语之间的关系。

在很长一段时间里,N400被认为和语义加工有关[3—5],P600 被认为和句法加工有关[5—7]。其中,N400存在跨语言的一致性[8],跨知觉通道的稳定性[9,10]。然而,近年来,在非句法违背中也发现了 P600 的存在[2,11—14],其中多数是来自于有生性违背[2,12,14]。但并不是所有有生性违背都能诱发语义 P600[13]。Jakendoff认为,除了用作隐喻,施动者必须是有生性的[15]。也许正因为有这样的规律,所以诱发语义P600的原因并不主要是因为有生性违背,而是因为这类语义违背违反了动词和论元之间以及与上下文的关系[16]。

一些研究者认为,语义P600的产生和由句法违背诱发的是一致的,都是源于句法分析和词汇加工中的冲突[14,17—18]。另一些研究者认为,句子加工存在两种相互独立且相互影响的通道[16],其中一条反映的指标是N400,是基于语义记忆的,通过比对储存的信息,负责处理句中各词汇的语义关系;另一条反映的指标是P600,对一般性规律的信息敏感,比如有生性信息、题元角色限制信息、句法信息等。还有一些研究者认为,句子加工存在三个阶段(扩展的论元依赖模型):负责处理词汇范畴信息阶段、处理动词和论元之间关系的阶段、全面映射和最终解释阶段,其中N400效应出现在第二阶段,语义P600出现在全面映射阶段,句法P600出现在最终解释阶段[11]。

在汉语研究中,语义P600效应有时候能在把字句中发现[19—20]。然而,并不是所有把字句中都能发现该效应,有时候不管是在语义违背条件下,或是句法违背条件下,或是语义句法双违背的条件下均没有发现 P600[21—23]。总体来说,在不涉及句法违背而产生的P600中,它的诱发原因和所代表的加工机制仍不是十分明了。上述所提及的西方一些相关理论解释和理论模型都有一定的基础和实验支持,但不同理论对语义P600的诱发原因和其功能意义的解释,却仍然不尽相同。自上世纪60年代认知心理学诞生以来,一方面对西方语言的研究日益丰富,与此同时,跨语言的研究也越来越多,然而,在日益增加的跨语言研究证据中,研究者需要思考如何利用来自不同语言的证据去构建一个具有语言普遍性的加工模型。而作为与西文十分不同的一种语言,对汉语句子加工的认知神经机制的探讨就显得更加重要了。

本研究重点希望通过实验1(把字简单及物句)和实验2(一般简单及物句)考察汉语语义加工中N400与P600的机制。选取这两种句子结构为实验材料,原因在于:(1)尽管这两类句子形式不同,但具有相同的施事名词短语及受事名词短语,其中,主语(施事论元)是动作的执行者,宾语(受事论元)是动作的承受者。(2)尽管在这两类句子中,动词分派的题元角色是一致的,但由于结构形式的不同,当使用逐词呈现范式时,会导致人们在句子加工中产生不一样的预期。例如,在把字简单及物句中(SOV结构),当两个名词短语及动词呈现后,它所指派给主语宾语的题元角色就已相当清晰,是一个完整的及物结构,后续的内容并不会影响该结构;然而,在一般简单及物句中(SVO结构),即便第二个名词短语出现了,人们也仅能获得动词指派给主语的题元角色,而由于第二个名词短语之后仍可能存在下文并影响第二个名词短语在句中的语义角色,因此当两个名词短语及动词均出现后仍不能明确第二个名词短语的题元角色。具体来说,我们关注的问题包括以下两方面。

首先,把字句是否是引发语义P600的主要因素。为了探讨句式这一因素的作用,我们使用了把字及物句和一般简单及物句两种句式为研究材料。通过操纵论元(受事名词)和动词之间的语义关系,产生正常句条件、论元与动词高相关的违背条件及论元与动词低相关的违背条件,比较两类违背句式产生的ERP效应,重点关注N400及P600这两个指标,尤其考察是否存在语义P600效应。两类句子结构所使用的实验材料是一致的,即一般简单及物句的材料均从把字及物句材料中通过句子改写而成。因此,假如句式是引发语义P600的一个重要因素,则只有在把字句中,可以观察到语义P600效应,在普通及物句式中只会观察到N400效应。否则,两种句式的语义违背效应表现应该一致,都看到或都没有看到P600效应。因为这类论元与动词高低相关的违背句子违反了动词和论元之间以及与上下文的关系,实验预期在两个句式的违背句与正常句相比之下均会出现语义P600效应。

其次,我们关注不同的语义ERP成份如何受语义相关性和语义合理性操纵的影响。先前的研究发现,在语义违背条件下,当目标词与语境词相关程度高的时候,更有可能出现语义的P600。同时,也有研究认为,语义P600的大小更主要受语义合理度的影响。在把字句中,因其句子结构的特殊性,人们在动词呈现之前便能获得名词短语的题元角色信息,在动词呈现时即能判断出是否存在题元角色违背。那么,违背即是违背了,即使操纵了受事名词和动词之间的语义关系而产生两类语义违背条件,也不能影响人们判断句子是不合理的,因此,实验预期在把字句中,两类违背条件并不能引起脑电指标波幅的大小变化。而当把字及物句改写成一般及物结构(SVO)后,人们在受事名词短语呈现后并不能立即判断是否存在题元角色违背,需等到完整的SVO结构出现后才能判断句子是否违背。因此,实验预期在一般及物结构中,操纵受事名词和动词之间语义关系远近而产生的违背,能影响人们在句子加工中的预期;语义关系相对较近而产生的违背,在句子加工中更容易得到上下文的修复,从而可能使人们产生一种更耐心的等待。导致这两种违背条件之间的比较会引起脑电指标波幅的大小变化:语义关系相对较近而产生的违背,其引发的脑电波幅会小于另一违背条件。

二、实验1

(一)研究目的

考察把字及物句下N400、P600的影响因素和加工实质。及物动词与受事名词之间高相关及低相关两种语义违背条件下所产生的脑电指标是否会随语义相关性的变化而有所不同。

(二)研究方法

1.被试。华南师范大学学生18名,男女各9名,平均年龄21.5岁,右利手,所有被试裸视或矫正视力正常,母语均为汉语,无阅读障碍、无脑损伤病史和精神病史。被试没有参加过之前的评定实验。实验前都征得被试知情同意,实验完成后被试获得适量报酬。

2.实验设计。采用单因素三水平被试内实验设计。自变量为关键动词与先前论元之间的关系,形成三个条件,即正常句条件、高相关违背条件、低相关违背条件。因变量为ERP指标(N400、P600)。

3.实验材料。编写规则:动词指派施事角色给第一个名词(NP1),指派受事角色给第二个名词(NP2)。所有句子符合句法规则,并且在动词前均合理。在三个条件下,动词后的语境一样,且与前文无特别相关的联系,但保证正常条件下的句子是合理的。例如:正常句:姐姐/把/鲤鱼/红烧/了/,/接着/才去/打扮/准备/参加/聚会/。/;高相关语义违背句:姐姐/把/鱼缸/红烧/了/,/接着/才去/打扮/准备/参加/聚会/。/;低相关语义违背句:姐姐/把/台灯/红烧/了/,/接着/才去/打扮/准备/参加/聚会/。/。

参照汉语词频表[24]挑选出141个比较常见的名词进行分组。每一组有三个名词,其中一个词语与第二个词语语义联系相近、与第三个词语语义联系较远,共得141组。将这些名词组内的两两关系对通过平衡后分成三个版本,每个版本随机找10名被试进行五点量表的语义关系评定,其中1为语义高相关,5为语义低相关。结果表明语义高相关的名词对平均值为2.12(SD=0.60),语义低相关的名词对平均值为4.38(SD=0.42)。配对样本t检验结果表明,两种条件下的差异显著,t=36.861,p< .001。

找141个双字动词与这141组名词搭配并编写实验句子,共得141组句子,每组句子里含三个条件:正常句、高相关语义违背句及低相关语义违背句。其中正常句条件下的NP2与高相关语义违背条件下的NP2在语义联系上关系比较紧密(从而也使这一条件下的NP2与语境中的动词关系相对较为紧密),与低相关语义违背条件下的NP2在语义联系上比较远(从而也使这一条件下的NP2与语境中的动词关系相对较为松散)。30名随机被试对这些句子中的动词与NP2的语义关系进行了五点量表评定,其中1为语义高相关,5为语义低相关。结果表明动词与正常句中的名词之间的关系平均值为1.8(SD=0.59),动词与高相关语义违背句中名词之间的关系平均值为3.65(SD=0.83),动词与低相关语义违背句中名词之间的关系平均值为4.47(SD=0.39)。重复测量方差分析表明:语义关系的主效应显著,F(2,280)=630.87,p<.001,两两之间差异显著,ps<.001。

30名随机被试对这些句子进行前半句句子合理性评定(如:姐姐把鲤鱼红烧了)。评定采用7点量表,1为完全不合理,7为完全合理。半句合理性评定的结果为:正常句条件的均值是5.78(SD=0.39),低相关语义违背条件的均值是1.96(SD=0.27),高相关语义违背条件的均值是2.01(SD=0.30)。重复测量方差分析结果表明:合理性主效应显著,高低语义相关违背条件分别与正常条件相比,差异显著,ps<.001,高低语义相关违背之间差异不显著。

经平衡后,这些句子被分到三个版本,每个版本中包含20个练习句,141个不同的实验句子,其中每个条件47句,另有47句正常条件的填充句,并进行伪随机排序。

4.实验步骤。实验前被试签署知情同意书,然后坐在一个安静的隔音室内单独进行实验,眼睛距离屏幕约80厘米,字体大小为1.2 cm×1.2 cm,1.5个字与被试构成的视角为1.0度。被试的实验任务是仔细阅读逐词单独一屏呈现于电脑屏幕中央的句子,判断句子的语义是否合理,并按键做“合理”或“不合理”的回答。在理解句子的过程中,要求被试盯住电脑屏幕中央且保持不动,但是在句子之间以及回答问题时可以自由眨眼和做轻微的动作。

实验程序通过E-prime编制,首先出现一个持续时间为300 ms的注视点“+”,提示被试做好阅读准备,注视点之后间隔300 ms,接着逐词呈现句子的内容,每个词语呈现400 ms,词语之间的时间间隔为300 ms,句子以单独一屏呈现的句号结束。句号之后会呈现800 ms空屏作为缓冲,之后会出现按键提示屏“?????”,呈现时间为3 s,要求被试在看到问题提示屏后快而准地按键盘上的“F”键或“J”键做“合理”或“不合理”反应,按键后问号消失。被试如果超过3s未做出反应,问号也消失,记为错误反应,同时反应时记录为0。每个试次结束后都会呈现“请您稍做休息,然后按‘空格’键进入下一句”的提示,在这段时间里被试可以眨眼和适当休息,被试按“空格”键后才会呈现下一个句子。其中左右手按键在被试间进行平衡。

练习过程中对被试的判断给予反馈,只有当练习的正确率达到85%才能够进入正式的实验,否则将重复进入练习内容。正式实验分成四部分。

5.脑电记录和分析。本实验采用BP公司的64导脑电记录系统进行研究。脑电信号从40个标准的10-20系统电极记录,分别为 FP1、FPz、FP2、AF7、AF3、AF4、AF8、F7、F3、Fz、F4、F8、FT7、FC3、FCz、FC4、FT8、T7、C3、Cz、C4、T8、TP7、CP3、CPz、CP4、TP8、P7、P3、Pz、P4、P8、PO7、PO3、POz、PO4、PO8、O1、Oz和 O2。实验同时记录了垂直上眼电(VEOU)和水平眼电(HEOR、HEOL)。脑电记录时以左耳乳突为参考电极,记录右耳乳突电位,在随后的脱机数据处理时调整为以左右两耳乳突的平均电位为参考。整个实验过程中所有电极的电阻都保持在5KΩ以下。脑电记录的采样频率为500 Hz。在随后的脱机数据处理过程中,采用了0.016—30 Hz的交流带宽进行滤波,然后进行了陷波以削弱市电的干扰,并剔除了被头动等污染了的、振幅大于75μv的EEG伪迹数据。ERP之时间零点对应于目标刺激开始出现的时刻,基线是目标刺激开始呈现前200 ms的平均脑电位。数据分析窗口为关键词开始出现前的200 ms到其出现后的1 200 ms。

在进行数据统计分析时,N400的时窗选择从刺激开始呈现后的300 ms到500 ms,前额正波的时窗选择从刺激开始呈现后的600 ms到900 ms。这些时窗的选择主要是依据所获得的总平均的脑电波形图的特征和以往语义加工相关研究中时窗的选择。

为了评价单侧化效应,对中线和两侧的ERP分别进行分析。中线位置的分析指3(条件:正常句、语义低相关违背条件、语义高相关违背条件)×8(电极:FPz、Fz、FCz、Cz、CPz、Pz、POz、Oz)的两因素重复测量方差分析。我们根据半球和脑区将两侧电极划分为六个兴趣区:左前区(F7、F3、FT7、FC3),右前区(F4、F8、FC4、FT8),左中区(T7、C3、TP7、CP3),右中区(C4、T8、CP4、TP8),左后区(P7、P3、PO7、PO3)和右后区(P4、P8、PO4、PO8)。两侧的分析指3(条件:正常句、语义低相关违背条件、语义高相关违背条件)×2(半球:左半球、右半球)×3(脑区:前部、中部、后部)三因素重复测量方差分析。在所有的分析中,均采用Greenhouse-Geiser矫正法对P值进行了校正。

(三)结果与分析

1.行为数据结果。对每种条件下被试正确回答的反应时进行统计。首先,删除了极端数据(M±3s);其次,删除被试反应时间短于150 ms的数据。最后,正常句条件排除了5.32%的数据,高相关违背条件排除了6.38%的数据,低相关违背条件排除了4.96%的数据。正常句条件的平均反应时是355.15 ms(SD=62.74),高相关违背条件的是354.30 ms(SD=60.24),低相关违背条件的是350.35 ms(SD=60.00)。对反应时的重复测量方差分析结果表明:条件的主效应不显著,F(2,34)=.737,p=.486。正常条件的反应时最长,低相关违背条件的反应时最短,意味着被试在整合两种违背句子时,在高相关违背条件句子中所花费的资源要更多。对正确率的重复测量方差分析结果表明:条件的主效应显著,F(2,66)=22.187,p<.001。正常条件句和低相关违背条件句的正确率要高于高相关违背条件句,意味着在两种违背句中,高相关违背条件句更难被整合。正常条件句和低相关违背条件句在正确率上没有显著差别。

2.脑电数据结果实验关键区为动词。剔除错误反应及极端值后每个条件的剩余个数大于29。关键区上三条件的波形图及两两条件比较的地形图见图1。

(1)300—500 ms时间窗。三因素重复测量方差分析结果表明:条件的主效应显著,F(2,34)=11.884,p<.001;脑区的主效应显著,F(2,34)=31.530,p<.001;大脑半球和脑区的交互作用显著,F(2,34)=5.249,p< .05;条件、半球与脑区三因素交互作用显著,F(4,68)=5.509,p<.01。事后检验结果表明:高相关违背条件与正常句条件相比,除左脑后区外,其余脑区差异显著,ps<.013;低相关违背条件与正常句条件相比,各脑区上的差异显著,ps<.05;两违背条件相比,在各脑区上差异均不显著,ps>.231;和正常句条件相比,两种违背条件引发的负波分布表现为越往后波幅越大。

(2)600—900 ms时间窗。三因素重复测量方差分析结果表明:大脑半球和脑区的主效应显著,Fs<8.73,ps<.028;大脑半球和脑区的交互作用显著,F(4,68)=7.715,p< .01;条件、半球与脑区三因素交互作用显著,F(4,68)=3.976,p<.05。事后检验结果表明:高相关违背条件与正常句条件相比,左脑后区差异显著,p<.05;低相关违背条件与正常句条件相比,脑后区上的差异显著,ps<.008;两违背条件相比,在各脑区上差异均不显著,ps>.115;和正常句条件相比,两种违背条件引发的正波分布表现为越往后波幅越大。

图1 实验1关键区上三条件的波形图及两两条件比较的地形图

3.分析。在实验1中,与正常句条件相比,两种违背条件均能在大脑中后部诱发N400成分,其潜伏时及头皮分布与前人结果相似[25—27],另能在大脑后区诱发P600成分。两违背条件在脑区上差异不显著。

把字结构中,NP1为有生性的,在及物动词呈现前,NP1已被指派为施事名词,因此被试能在动词呈现后快速整合语义信息,意识到已存在的语义违背,并通过N400波幅反映出来。同时,被试很可能在动词呈现前便激活指派了一个可能的题元角色给受事名词,所以当他们发现NP2与该可能的题元角色不相符时,便诱发了P600。除此之外,当动词出现后,该句式的及物结构已完整,下文提供的语境信息不能对持续分析提供任何语义修复信息。因此,高低语义相关违背条件均不能对N400或P600的波幅产生影响。

实验1中发现了语义P600成分,然而,我们并不能说明该波幅产生的关键机制。我们推断该成分是因违背了题元角色而诱发的,但合理性加工上的冲突亦能通过P600表现出来[11]。世界性的简单及物句的结构是主语、谓语动词及宾语,但在把字句中,宾语移到了谓语动词之前。因为实验任务为合理性判断,所以当被试探测到动词提供的信息与先前名词不符时,很可能就会终止句子加工,而不同的任务是会对结果产生不同影响的[28]。

为了进一步考察语义违背中N400和P600的机制,我们继续进行了实验2,将把字句改写成一般简单及物句(SVO结构)。在这种句式中,紧接着动词的名词可能为定语修饰语,这意味着下文提供的信息可能会对违背产生修复,所以可以排除实验1中可能由于合理性加工引发的冲突的影响。如果语义P600的产生与把字结构有关,则在实验2中将不会考察到这一成分;如果它是由题元角色违背而引发的,并因为这一违背很可能通过下文被修复,那么我们将会在不同的违背条件下看到不一样的N400及P600波幅的变化。

三、实验2

(一)研究目的

考察一般简单及物字句下N400、P600的影响因素和加工实质。高相关及低相关两种语义违背条件下所产生的脑电指标是否会随语义相关性的变化而有所不同。

(二)研究方法

1.被试。华南师范大学学生18名,男女各9名,平均年龄22.9岁,右利手,所有被试裸视或矫正视力正常,母语均为汉语,无阅读障碍、无脑损伤病史和精神病史。被试没有参加过之前的评定实验及实验1。实验前都征得被试知情同意,实验完成后被试获得适量报酬。

2.实验设计。同实验1。

3.实验材料。将实验1的把字句改写成一般及物句。例如:正常句:姐姐/红烧/了/鲤鱼/,/接着/才去/打扮/准备/参加/聚会/。/;高相关语义违背句:姐姐/红烧/了/鱼缸/,/接着/才去/打扮/准备/参加/聚会/。/;低相关语义违背句:姐姐/红烧/了 /台 灯/,/接 着/才 去 /打 扮/准 备/参 加/聚会/。 /。

30名不参与脑电实验的随机被试对改写后的前半句材料进行了七点量表的合理性评定,其中1为完全不合理,7为完全合理。结果表明:正常句条件的均值是5.70(SD=0.55),低相关语义违背条件的均值是1.96(SD=0.39),高相关语义违背条件的均值是2.64(SD=0.52)。重复测量方差分析结果表明:合理性主效应显著,高低语义相关违背之间差异显著,ps<.001。

材料版本及呈现顺序与实验1相同。

4.实验步骤。同实验1。

5.脑电记录和分析。同实验1。

(三)结果与分析

1.行为数据结果。剔除数据方式同实验1。最后,正常句条件排除了5.56%的数据,高相关违背条件排除了6.86%的数据,低相关违背条件排除了6.62%的数据。正常句条件的平均反应时是438.50 ms(SD=87.43),高相关违背条件的是415.34 ms(SD=85.64),低相关违背条件的是394.98 ms(SD=75.73)。对反应时及正确率的重复测量方差分析结果表明:条件的主效应均显著,F(2,32)=9.919,p<.01;F(2,32)=10.776,p<.01。正常句条件的反应时最长,低相关违背条件的反应时最短;低相关违背条件下的正确率要高于正常句及另一违背条件。这意味着被试在整合高相关违背句子时所花费的资源要更多。

2.脑电数据结果。实验关键区为NP2。剔除错误反应及极端值后每个条件的剩余个数大于32。关键区上三条件的波形图及两两条件比较的地形图见图2。

(1)300—500 ms时间窗。三因素重复测量方差分析结果表明:条件、脑区、大脑半球的主效应显著,Fs<38.997,ps<.001;条件与脑区的交互作用显著,F(2,34)=3.459,p< .05;条件与大脑半球的交互作用显著,F(2,34)=6.289,p=.005;条件、半球与脑区三因素交互作用不显著,F(4,68)=1.984,p=.147。事后检验结果表明:高相关违背条件与正常句条件相比,右脑后区上差异显著,p<.05;低相关违背条件与正常句条件相比,除左脑后区边缘显著(p=.082),其他各脑区上的差异显著,ps<.001;两违背条件相比,除脑后区外差异均显著,ps<.01;和正常句条件相比,两种违背条件引发的负波分布表现为越往后波幅越大,其中低相关违背条件引发一个更大的负波。

(2)600—900 ms时间窗。三因素重复测量方差分析结果表明:条件及脑区的主效应显著,Fs<7.467,ps<.01;条件及脑区的交互作用显著,F(4,68)=19.593,p< .001;条件、半球与脑区三因素交互作用边缘显著,F(4,68)=1.388,p=.087。事后检验结果表明:高相关违背条件与正常句条件相比,左脑中后区差异显著,ps<.05;低相关违背条件与正常句条件相比,左脑中区及脑后区上的差异显著,ps<.01;两违背条件相比,脑后区上差异显著,ps<.01;和正常句条件相比,两种违背条件引发的正波分布表现为越往后波幅越大,其中低相关违背条件引发一个更大的正波。

图2 实验2关键区上三条件的波形图及两两条件比较的地形图

3.分析。在实验2中,与正常条件相比,两种违背条件均能诱发N400及P600成分;低相关违背与高相关违背相比,能诱发波幅更大的N400及P600。

前人研究结果表明,当目标词与语境语义越接近,所产生的N400波幅越小;目标词对语境所能激发的预期越小,其能产生的N400波幅越大[26]。由此可见,例如在实验2的“姐姐红烧了鲤鱼/鱼缸/台灯,”中,“红烧”与“鱼缸”的关系,相较于“红烧”与“台灯”的关系要更接近,被试可以预期姐姐红烧了鱼缸里的生物,如“鱼”,但无法预期能与“台灯”相关的东西,于是我们在高低相关违背条件的比较中便能发现N400及P600波幅的变化。以上结果表明:当被试加工到及物动词的时候,会整合进NP1的语义信息,同时给尚未出现的NP2指派一个题元角色。假如他们发现NP2与预期中所指派的题元角色不符,则意识到该句子可能存在语义违背情况,但由于该句式允许下文对句子进行修复,所以被试也许能产生一定的预期,等待出现的下文能接受动词指派的题元角色。因此,在低相关违背条件中,由于NP2与动词的语义相关较远,难以令被试对下文产生可能整合为正常句的预期,所以能诱发更大的P600。

这证明在汉语中,即使没有句法违背、有生性违背、特殊把字结构,语义违背仍能诱发一个近似句法违背的P600成分。这进一步说明了语义P600对题元角色指派信息的敏感。与语义有关的脑电波幅大小反映了可持续分析中的不同难易程度。但是,通过以上两个实验,我们仍不清楚所观察到的脑电成分会否和其他我们未注意的因素有关。

四、讨论与结论

以上结果发现:(1)两种句式(把字句和一般简单及物句)中,与正常句相比,两种违背均诱发了相似的N400效应及语义P600效应。(2)其中,在两个时间窗上,把字句式下的高低相关语义违背条件之间没有差异,而普通句式下的两种违背之间均存在显著差异。这表明:语义P600的产生与题元角色指派信息有关,其波幅大小变化反映着句子是否能进行可持续分析,更大波幅的P600意味着不匹配的题元角色关系很难得到修复。行为数据里的反应时结果支持了这些发现。

Kutas与Hillyard的研究表明,N400的波幅对词与词、词与句子以及词与篇章的语义关系都很敏感,目标词与其语境的语义关系拟合越好,N400的波幅就越小;目标词在语境下的可预测性越小,N400的波幅越大[26]。在本研究的实验2中,低相关违背条件下的N400波幅比高相关违背条件的更大。低相关违背条件下的目标词与整个语境的语义关系拟合程度弱于高相关违背条件下目标词与整个语境的语义关系拟合程度。所以在实验2中出现的两违背条件之间N400差异显著的结果,与前人研究是相符合的。在使用相同材料改写而成的实验1中,两违背条件之间得出的N400波幅差异并不显著,原因在于这两种句式的不同,在把字句中,介词“把”的作用是引进动词所支配、关涉的两个名词词组,而在“把”字句的典型用法中,这两个名词词组在语义上是施事和受事,而“把”字是有效标识谓语之前受事名词的一种语法手段。很明显,把字句的语法意义是表示由于某种动作或原因的影响而产生某种结果或形态,因此把字句的典型用法是突出这两个题元角色之间的及物性关系,与一般的简单及物句存在着区别。

前人多个研究认为,句子理解与题元角色分配有关而非句法,从而把语义P600解释为合理性试探,以产生最合理的动词与名词词语组合所引发的,Kuperberg讨论了P600可能的诱发因素,当中就包括题元角色的可修复性、动词和论元之间的语义联系、有生性违背、合理性、任务、语义情景[16]。本研究采用了语义合理性判断任务。在该任务下,读者所进行的是外显的语义加工,会实时地进行自上而下的语义监控,因而他们对语义冲突会十分敏感,也就能够即时地检测出冲突,并主动调用认知资源去解决冲突进而完成语义合理性判断任务,起到一种放大效应。因此,在实验1中,动词出现的同时即已对先前出现的两个名词短语进行了题元角色指派,两种语义违背句因为其均违背了题元关系,所以产生了语义P600,且由于其下文不能对该违背进行任何可能性的修复,所以其脑电指标不会随语义高低相关的违背而发生波幅上的大小变化。而在实验2中,其句子结构是建立在谓词和论元的语义关系基础上,动词是论元结构中的定义成分,题元角色的确认,用以描述和预测参与者角色和语法关系之间的联系成为句法和语义接口,所以在逐词呈现条件下,动词先于NP2出现,担负着指派题元角色的任务,后续的语义高相关违背因其在语义上更容易得到下文的修复,因而能在两种违背条件下发现波幅的显著大小变化。

我们的发现重复验证了前人在语义违背句子加工中脑电成分的研究,并进一步探讨了在两种简单及物结构中可能存在的大脑加工语义违背的机制。然而,本研究结果仅限制在简单及物句中,未能对其他形式的结构做进一步推广说明,未来仍需要对这些脑电成分进行更进一步的认知神经研究。(作者简介:陈盈熙,福建上杭人,华南师范大学心理学院博士研究生;刘鸣,四川苍溪人,心理学博士,华南师范大学心理学院教授、博士生导师;王穗苹,广东汕头人,心理学博士,华南师范大学心理学院教授、博士生导师。)

[1]F.Tsao,Translated by J.Wang.Sentence and Clause Structure in Chinese:A Functional Perspective.Beijing Language and Culture University Press,2005.

[2]G.R.Kuperberg,T.Sitnikova,D.Caplan,et al.Electrophysiological Distinctions in Processing Conceptual Relationships within Simple Sentences.Cognitive Brain Research,2003,17:117—129.

[3]C.Brown,P.Hagoort.The Processing Nature of the N400:Evidence from Masked Priming.Journal of Cognitive Neuroscience,1993,5:34—44.

[4]M.Kutas,C.K.van Petter.Psycholinguistics Electrified:Event—related Brain Potential Investigations.∥M.A.Gernsbacher(Ed).Handbook of Psycholinguistics.San Diego:Academic Press,1997:83—143.

[5]L.Osterhout,P.J.Holcomb.Event—related Potentials and Language Comprehension.∥M.D.Rugg,M.G.H.Coles.Electrophysiology of mind.Oxford:Oxford University Press,1995:171—215.

[6]M.De Vincenzi,R.Job,R.Di Matteo,et al.Differences in the Perception and Time Course of Syntactic and Semantic Violations.Brain and Language,2003,85:280—296.

[7]T.C.Gunter,A.D.Friederici,H.Schriefers.Syntactic Gender and Semantic Expectancy:ERPs Reveal Early Autonomy and Late Interaction.Journal of Cognitive Neuroscience,2000,12:556—568.

[8]C.Astesano,M.Besson,K.Alter.Brain Potentials during Semantic and Prosodic Processing in French.Cognitive Brain Research,2004,18:172—184.

[9]P.Hagoort.The Fractionation of Spoken Language Understanding by Measuring Electrical and Magnetic Brain Signals.Philosophical Transactions of the Royal Society,2008,363:1055—1069.

[10]M.Kutas,K.D.Federmeier.Electrophysiology Reveals Semantic MemoryUsein LanguageComprehension.Trends in Cognitive Sciences,2000,4:463—470.

[11]I.Bornkessel-Schlesewsky,M.Schlesewsky.An Alternative Perspective on“Semantic P600”Effects in Language Comprehension.Brain Research Reviews,2008,59:55—73.

[12]J.C.J.Hoeks,L.A.Stowe,G.Doedens.SeeingWords in Context:The Interaction of Lexical and Sentence Level Information During Reading.Cognitive Brain Research,2004,19:59—73.

[13]A.Kim,L.Osterhout.The Independence of Combinatory Semantic Processing:Evidence from Event—related Potentials.Journal of Memory and Language,2005,52:202—225.

[14]H.H.J.Kolk,D.J.Chwilla,M.van Herten,et al.Structure and Limited Capacity in Verbal Working Memory:A Study With Event—related Potentials.Brain and Language,2003,85:1—36.

[15]R.Jackendoff.Grammar as Evidence for Conceptual Structure.∥M.Halle,J.Bresnan,G.Miller(Eds.).Linguistic Theory and Psychological Reality.MIT Press,Cambridge,MA,1978:201—228.

[16]G.R.Kuperberg.Neural Mechanisms of Language Comprehension:Challenges to Syntax.Brain Research,2007,1146:23—49.

[17]H.H.J.Kolk,D.J.Chwilla,M.van Herten,et al.Late Positivities in Unusual Situations.Brain and Language,2007,100:257—262.

[18]M.van Herten,H.H.J.Kolk,D.J.Chwilla.An ERP Study of P600 Effects Elicited by Semantic Anomalies.Cognitive Brain Research,2005,22:241—255.

[19]S.Wang,D.Mo,M.Xiang,et al.The Time Course of Semantic and Syntactic Processing in Reading Chinese:Evidence from ERPs.Language and Cognitive Processes,2012:1—20.

[20]J.Yu,Y.Zhang.When Chinese Semantics Meets Failed Syntax.Neuroreport,2008,19:745—749.

[21]Z.Ye,Y—J.Luo,A.D.Friederici,et al.Semantic and Syntactic Processing in Chinese Sentence Comprehension:Evidence from Event—related Potentials.Brain Research,2006,1071:186—196.

[22]Z.Ye,X.Zhou.Involvement of Executive Control During Sentence Comprehension:ERP Evidence.Brain Research,2008,1203:103—115.

[23]X.Zhou,X.Jiang,Z.Ye,et al.Semantic Integration Processes at Different Levels of Syntactic Hierarchy During Sentence Comprehension:An ERP Study.Neuropsychologia,2010,48:1551—1562.

[24]Q.Cai,M.Brysbaert.SUBTLEX-CH:Chinese Word and Character Frequencies Based on Film Subtitles.PLoS One,2010,5:6.

[25]T.C.Gunter,L.A.Stowe,G.Mulder.When Syntax Meets Semantics.Psychophysiology,1997,34:660—676.

[26]M.Kutas,S.A.Hillyard.Reading Senseless Sentences:Brain Potentials Reflect Semantic Incongruity.Science,1980,207:203—205.

[27]M.Kutas,C.K.van Petter,R.Kluender.Psycholinguistics Electrified II∥M.J.Traxler,M.A.Gernsbacher(Ed).Handbook of Psycholinguistics,2ndEdition.New York:Elsevier Press,2006.

[28]A.Hahne,A.D.Friederici.Differential Task Effects on Semantic and Syntactic Processes as Revealed by ERPs.Cognitive Brain Research,2002,13:339—356.

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