蒙语词汇识别中正字法加工的进程和作用：ERP 研究 *

2019-06-23七十三

心理与行为研究 2019年5期

侯友七十三

(内蒙古师范大学心理学院，内蒙古自治区心理学重点实验室，呼和浩特 010022)

1 引言

阅读过程中词汇如何能被有效、快速的识别，其具体的内在信息加工过程是什么？特别是词汇在识别过程中如何受到其正字法邻居词的影响及其内在的加工机制成为研究者关注的兴趣点（Sears, Campbell, & Lupker, 2006）。

视觉词汇的识别首先是正字法的识别，然后再通达语音和语义（Carreiras, Armstrong, Perea, &Frost, 2014）。在拼音文字中，正字法邻居（orthographic neighbors）是指通过改变词中的任何一个字母且保持字母位置固定得到的词，如base，case 和vase 均是ease 的正字法邻居词汇。激活基础模型（activationbased models）认为正字法邻居在词汇识别中扮演重要的角色（Grainger & Jacobs, 1999; Nakayama,Sears, & Lupker, 2008），当以视觉形式呈现一个词汇时，该词汇的表征及其正字法邻居词的表征均被激活。目标词汇的选择需要经过一个竞争性抑制的过程，与正字法邻居的激活之间相互竞争、互相抑制，直到目标词汇激活超过阈限水平。也就是说，激活的词汇单元之间存在竞争，而且词汇与其正字法邻居的激活也相互影响，二者在词汇识别的过程中均发挥重要的作用。

正字法邻居词对目标词的识别产生促进还是抑制作用？由于实验参数控制不同，结论也不尽相同。基于拼音文字的研究表明，正字法邻居词之间的词频关系是影响激活基础模型中竞争性的重要因素（Nakayama et al., 2008; Massol, Grainger,Dufau, & Holcomb, 2010）。高频正字法邻居词对目标词识别有促进效应（Forster & Shen, 1996; Sears et al., 2006）。也有研究发现，正字法邻居词会对目标词的识别产生抑制作用，高频正字法邻居词对低频目标词的识别产生明显的抑制作用，低频正字法邻居词对高频目标词的识别也产生较小的抑制作用（Davis & Lupker, 2006; Massol et al.,2010）。这种抑制作用主要体现在早期阶段的词汇加工水平，而对晚期的语义激活有一定的促进作用（Grainger, Muneaux, Farioli, & Ziegler, 2005）。

近年来研究者将掩蔽启动范式和ERP 技术结合，进一步探讨正字法邻居词汇加工的实质问题，主要关注N/P150、N250、N400 三个脑电成分。N/P150 是一个具有相同时间窗口的双极性脑电成分，重复条件（目标刺激和启动刺激相同）比无关条件（目标刺激和启动刺激没有关系）引发的P150 波幅更正，这种重复效应主要反映了早期视觉特征水平的加工（Chauncey, Holcomb, &Grainger，2008）。N250 成分主要反映启动刺激和目标刺激的正字法重复程度，与完全重复启动相比，当目标刺激稍作改动（例如改变词汇中一个字母，tebal-TABLE）时诱发的N250 波幅稍微大一点（Holcomb & Grainger, 2006）。N400成分是语言加工研究中最常用的ERP 成分，一种观点认为N400 可能反映了词汇识别中形-义连接的加工过程（Holcomb, Grainger, & O’Rourke, 2002），而Massol 等（2010）证明N400 反映整词水平表征到语义表征的映射。

蒙语作为拼音文字，属于阿尔泰语系蒙古语族，是由31 个蒙古文字母（7 个元音、24 个辅音）构成的音素文字（确精扎布, 那顺乌日图,1994）。采用从上到下连体竖写的形式，字母之间没有间距。形态学方面，蒙语以词根或词干为基础，后接附加成分派生新词和进行词形变化。不同文字系统的正字法具有不同的规则性，英语形音之间不具有一一对应关系（孟祥芝, 舒华, 1999）。蒙古语的形音对应规则比英语等印欧语系的其它拼音文字更为严格，属于更浅层正字法语言，其正字法加工是否与英语等拼音文字相同？

鉴于以上原因，本研究采用掩蔽启动范式和ERP 技术探讨蒙语正字法邻居词汇的加工特点，考虑到词频因素的影响，主要研究低频启动词对高频目标词识别的影响。关注的脑电成分有N250和N400，早期影响主要反映在N250 的变化上，后期影响则主要反映在N400 的变化上。

2 研究方法

2.1 被试

16 名蒙古族大学生（男 6 名, 女 10 名, 平均年龄为20.6±1.06 岁）。第一母语为蒙语，一直接受蒙语教学。均为右利手，裸眼视力或矫正视力正常，身体健康，无精神病史。实验前签署知情同意书，实验结束后付给一定报酬。

2.2 实验设计

2（启动类型：正字法启动、无关启动）×2（SOA：短、长）被试内实验设计。SOA 为启动刺激与目标刺激之间的时间间隔，短SOA 为67 ms，长 SOA 为 167 ms。

2.3 实验材料

实验材料包括关键材料和填充材料。关键材料选自《蒙古语同音词同形词词典》，包括192 对5～10 个字母的蒙文形似词汇，均为名词、动词。第一个词为启动刺激，第二个词为目标刺激，启动词的平均字母数为6.36 个，平均词频为85.8；目标词的平均字母数为6.39 个，词频为153.9（以《现代蒙古语频率词典》为标准，以百万分之一为单位），启动词与目标词的字母数差异不显著（p＞0.05），词频差异显著（p＜0.05）。正字法词对是指两个词有一个或两个字母不同，读音和语义均不同的词对，无关词对是词形、读音、语义均不同的词对。

采用轮组设计法平衡关键材料和实验条件，共形成4 个刺激序列（lists）。每个序列包括192个trial，每种实验条件各48 个trial，采用伪随机方式排列刺激材料。这样在不同的序列和被试间，不同的目标词汇在四种实验条件下仅呈现一次，能够保证不同实验条件下启动刺激和目标刺激所诱发的ERP 成分来源于相同材料，避免材料物理特征或词汇属性的差异而导致脑电波的不同（Holcomb& Grainger, 2007）。

填充材料包括48 对由动物名称词汇和非动物名称词汇组成的词对，词长为5～10 个字母，随机分为四组，插入到关键材料中。动物名称词汇作为Go/No-go 语义分类任务中的探测刺激。

2.4 实验程序

所有词汇均制作成黑底白字的图片，大小为50×110 像素。刺激材料通过计算机呈现，显示器大小为 19 英寸，分辨率为 1440×900 像素，刷新率为 60 HZ。实验在隔音的屏蔽室进行，被试距离屏幕80 cm。

采用E-prime2.0 专业版编制实验程序，如图1所示。每个t r i a l 中，首先在屏幕中央呈现“（--）”注视点2000 ms，提示实验开始。注视点消失后为 500 ms 的空屏，之后呈现 500 ms 竖立的“####”作为前掩蔽刺激，消失后呈现47 ms 或147 ms 的启动词，然后呈现 20 ms 的后掩蔽刺激“####”。紧接着呈现500 ms 的目标词，目标刺激消失后为1000 ms 的空屏。被试任务是对出现的动物词汇尽快按键反应，对其他词汇不要求做明显的行为反应。实验前进行练习，让被试熟练程序。整个实验大约持续25 分钟，中间休息1 次。

2.5 脑电记录

仪器为德国Brain Products 公司的64 导脑电记录分析系统，采用国际10-20 系统扩展的银/氯化银电极帽记录脑电。以左、右乳突平均电位为参考电极，头皮中线Fz 和Cz 点间接地。右眼外侧放置电极记录水平眼电（HEOG），左眼上、下放置电极记录垂直眼电（VEOG）。每个电极处的头皮电阻保持在 5 kΩ 以下（眼电记录电极的电阻小于 10 kΩ）。滤波带通为 0.01～70 Hz，采样频率为 500 Hz。

分析时程为目标刺激前200 ms 到呈现后1000 ms，采用刺激锁时方式连续记录脑电。目标刺激前200 ms 作为基线。数据离线分析时滤波带通为0.01～30 Hz，自动删除眼电、肌电等伪迹，波幅大于±80μV 的记录在叠加中被自动删除。离线式叠加处理。

2.6 数据分析与统计

由于动物词汇是为了促使被试进行语义加工而插入的填充词，而实验主要关注关键词的分析，所以对插入的动物词汇只计算正确率。

根据已有文献（Holcomb et al., 2007）和本实验得到的ERP 总平均波形，选取9 个代表性的电极（额区：F3、Fz、F4；中央区：C3、Cz、C4；顶区：P3、Pz、P4）进行分析。短SOA 条件下，分析的时间窗口和成分为：120～180 ms（N/P150）、200～300 ms（N250）和 350～450 ms（N400）；长S O A 条件下，分析的时间窗口和成分为：180～220 ms（P200）、220～300 ms（N250）和350～450 ms（N400）。除分析启动类型和脑区因素外，还考察了左右半球因素。左半球包括F3、C3、P3 电极点，中线包括Fz、Cz、Pz 电极点，右半球包括F4、C4、P4 电极点。分别对不同SOA 条件下不同时间窗口的脑电成分的平均波幅进行多因素重复测量方差分析。

3 研究结果

3.1 行为结果数据

短SOA 条件下，动物词汇呈现在目标位置时正确率为92.1%；长SOA 条件下，动物词汇呈现在目标位置时正确率为98.3%。

3.2 ERP 结果

通过对不同SOA 条件下正字法启动和无关启动头皮各点ERP 的总平均图（图2 和图3）的定性分析，结果发现，SOA 为67 ms 时，正字法启动在头皮的额叶中央区诱发的P150 成分波幅更正，无关启动诱发的N400 波幅更负，N250 成分没有明显差异；SOA 为167 ms 时，两种实验条件下早期的P150 和N250 成分没有明显分离，晚期的N400 成分出现了明显分离，无关启动在整个大脑皮层诱发的N400 波幅更负。

3.2.1短SOA时的ERP结果

P150 成分主要对额区和中央区的电极点进行了分析。方差分析表明，额区：启动类型的主效应边缘显著，F（1, 15）=3.68，p=0.07，η2=0.19；正字法启动诱发的P150 波幅更正。电极点的主效应显著，F（2, 30）=11.4，p＜0.001，η2=0.43；事后检验发现，Fz 点的波幅显著大于F3 和F4 点的波幅。启动类型与电极点的交互作用不显著。中央区：启动类型主效应边缘显著，F（1, 15）=3.76，p=0.07，η2=0.20。电极点的主效应极其显著，F（2,30）=18.11，p＜0.001，η2=0.54；事后检验发现，Cz 点的波幅显著大于C3 和C4 点的波幅。

N250 成分方差分析表明，启动类型的主效应不显著，F（1, 15）=0.01，p=0.90；正字法启动和无关启动诱发的N250 波幅几乎没有差异。前后因素的主效应显著，F（1, 15）=5.78，p＜0.05，η2=0.27，前部额区电极点的波幅更负。左右因素的主效应显著，F（2, 30）=4.63，p＜0.05，η2=0.23；事后检验发现，中线电极点的平均波幅显著大于左半球电极点的波幅。启动类型与前后因素、左右因素的二重和三重交互作用均不显著。

N400 成分方差分析表明，启动类型的主效应显著，F（1, 15）=13.54，p＜0.01，η2=0.47；无关启动诱发的N400 波幅更负。前后因素的主效应显著，F（2, 30）=5.65，p＜0.05，η2=0.27；事后检验发现，中央区电极点的脑电平均波幅最大，显著大于额区和顶区电极点的平均波幅；顶区电极点的波幅显著大于额区电极点的波幅。左右因素的主效应显著，F（2, 30）=5.87，p＜0.01，η2=0.28；事后检验发现，中线电极点的平均波幅显著大于左半球和右半球电极点的波幅。启动类型与前后因素的交互作用显著，F（2，30）=4.04，p＜0.05，η2=0.21；简单效应分析表明，在额区、中央区、顶区启动类型的简单效应均显著。

3.2.2长SOA时的ERP结果

N250 成分由图3 定性分析可以看出，在200～300 ms 时间窗口，正字法启动和无关启动条件下N250 成分并没有明显的分离。方差分析表明，启动类型的主效应不显著，F（1, 15）=0.30，p=0.58。

N400 成分方差分析表明，启动类型的主效应显著，F（1, 15）=23.95，p＜0.001，η2=0.62；无关启动诱发的N400 波幅更负。前后因素的主效应显著，F（2, 30）=11.29，p＜0.001，η2=0.42；事后检验表明，中央区电极点C3、CZ、C4 的脑电波幅最大，中央区和顶区电极点波幅显著大于额区的波幅；也就是说额区电极点的波幅更负。左右因素的主效应显著，F（2, 30）=4.53，p＜0.05，η2=0.23；事后检验发现，中线电极点的波幅显著大于左半球和右半球电极点的波幅。启动类型与前后因素的交互作用显著，F（2, 30）=8.35，p＜0.01，η2=0.35；简单效应分析表明，在额区、中央区和顶区启动类型的简单效应均显著。

4 分析与讨论

本研究以真词为实验材料，探讨蒙语词汇正字法加工的进程和作用。结果发现，不论是短SOA 还是长SOA 条件，正字法启动并没有诱发明显的N250 成分，但在整个脑区均产生明显的N400效应。这与已有研究（Morris & Stockall, 2012;Eddy, Grainger, Holcomb, & Mitra, 2014）的结果一致。

Morris 和Stockall（2012）采用掩蔽启动范式和ERP 技术探讨英语规则和不规则形态词汇加工过程中，发现正字法启动并未诱发出明显的N250成分，重复启动和过去时启动（如walked-walk）条件引发了明显的N250 成分。Eddy 等（2014）采用相同的实验范式探讨儿童和成人词汇识别中正字法与语义加工的分离问题，发现对成人被试来说，重复启动与无关启动只是出现了N250 分离的趋势，但并未达到显著差异，特别是在长SOA 条件下并未出现N250 效应，不论是短SOA 还是长SOA 条件，均诱发明显的N400 成分。

N250 成分反映启动范式中词汇正字法的重叠程度，但N250 是否是有效反映正字法（或词素）加工的成分结论还不一致。本研究和上述研究并未有效诱发N250 成分。有研究认为正字法加工可以调节 N250 的变化（ Diependaele, Sandra, &Grainger, 2005; Morris, Porter, Grainger, & Holcomb,2011）。按照词汇识别交互激活模型的观点，N250 主要反映了亚词汇水平与整词表征的交界面加工程度（Morris, Grainger, & Holcomb, 2008），启动词和目标词在形态学方面要有高度的一致（包括形和音的相互映射）往往能获得稳定的N250 效应。Carrasco-Ortiz，Midgley，Grainger 和Holcomb（2017）探讨正字法与语音交互作用对邻居词汇的影响，发现单纯的正字法加工或语音加工均未诱发明显的N250 和N400 成分，而是出现了正字法和语音的交互作用，两个脑电成分受到正字法和语音邻居词汇密度的调节。对于拼音文字，正字法与语音信息的交互影响是很难分离的一个因素。本研究在操纵正字法启动时，正字法邻居词在语音上没有重叠，重叠程度远没有重复条件高，所以出现N250 效应的可能性较小。

实验材料可能是影响N250 成分的另一个重要因素，以假词为实验材料（如barin 启动BRAIN）的多数研究均出现了N250 效应。中文词汇识别的研究中，有研究支持N250 与词形词素有关，赵思敏等（2017）以汉语双字词为材料，发现当启动词和目标词共享词素同形时便能引发N250 的变化，通过时程分析得出，N250 是汉字识别中比较稳定的一个成分。蒙语词汇正字法加工能否出现N250效应，还需进一步操控相对词频、正字法与语音的交互影响、真假词汇等因素进一步探讨。

N400 效应的出现支持正字法加工对语义的促进作用。这一实验结果符合交互激活模型（interactive activation model, IAM）的观点。快速启动条件下，字形相似的启动词不仅预激活自身词汇水平的表征而且也激活了目标词汇的表征。随后呈现的目标词的表征继续为启动的激活表征提供支持证据，因此在目标词汇加工的过程使启动词也达到了一个更高水平的激活。正是这种启动词汇的预激活与目标刺激的激活相结合才使得目标词在词汇的竞争表征中产生最大程度的激活。实验任务要求被试对目标词汇进行任务判断，对于特定的目标词汇必须对启动词汇的过度激活或其他相似词汇的激活进行抑制才能使自身达到激活的水平。所以正字法邻居的抑制效应主要体现在整词正字法表征的内在激活阶段。在接下来的语义激活过程中，正字法邻居词的抑制效应就会消失，而且由于词汇水平的预激活，对语义的激活产生了促进作用。