汉字刺激质量和频率在N400上的交互作用：串联加工的证据

摘要

在视觉词汇识别的研究中，存在无阈限串联加工和有阈限阶段加工之间的争论。前者主要是交互激活模型关于加工方式的假设，认为词汇识别是一个在高度交互系统中通过不同层次的串联激活及交互影响而完成的过程;后者则是多阶段模型中的假设，认为词汇识别是在相互分离的、有组织的、有阶段的模块之间所进行的序列加工过程。根据相加因素法则，如果两个因素有交互作用，那么它们作用于同一个加工阶段;相反，如果两个因素无交互作用，即为叠加作用，那么它们作用于不同加工阶段。根据交互激活模型中关于串联加工的假设，各加工阶段处于同步状态，即相当于同一加工阶段，对于影响词汇识别的典型因素，如刺激质量、词频、语义启动等，会表现出二重或多重的交互作用。虽然该模型可以预测多种交互作用，然而却存在一个似乎难以逾越的障碍:语境和刺激质量、频率分别表现为交互作用，但是刺激质量和频率之间却表现出叠加作用。词汇识别中的叠加作用则更符合多阶段模型的预期。根据该模型，刺激质量和词频由于作用于不同的加工阶段而表现出叠加作用。但是，在以往的研究中这种现象很可能是由于拼音文字语义提取过程中的语音中介起到了一种“障碍物”的作用，削弱了正字法（感知）加工与语义加工的同步性，导致英文单词的知觉信息无法正常地串联到语义水平的加工中。相反，汉字作为表意文字的代表，其语义提取直接取决于正字法感知加工，使得汉字的视觉信息可以直接影响其语义加工。本研究运用ERP技术，利用相加因素实验，采用无启动延迟反应的同一字判断范式，考察汉字刺激质量与频率在N400上的联合作用，从而探讨汉字识别中是否存在串联加工，即两种加工方式或理论模型在汉字识别中的适宜性。
　　实验一:因素相加实验利用2刺激质量（重度模糊，即模糊5;轻度模糊，即模糊6）×2字频（高频，低频）的被试内设计。实验流程是先呈现一个模糊的靶字，而后呈现一个清晰的探测字，被试的任务是判断二者是否为同一个字，与此同时，记录靶字的脑电波。行为结果发现，在反应时上，刺激质量和频率的交互作用显著，进一步分析显示，在低频条件下，重度模糊的反应时显著长于轻度模糊;在高频条件下，表现为重度模糊的反应时略长于轻度模糊。脑电结果发现，在400-500 ms时间窗口，四种条件均诱发了一个较为明显的N400，刺激质量、频率和电极表现出三重交互作用。进一步分析显示，刺激质量和频率在N400上存在交互作用，表现为在低频条件下，重度模糊刺激诱发了更大的N400，而高频条件下，二者无差异。刺激质量和频率在反应时和N400上均表现出交互作用，总体上支持串联加工，符合交互激活模型的预期，对多阶段模型提出质疑。另外，在220-280 ms时间窗口，四种条件均诱发了一个较明显的N250，且刺激质量的主效应显著，表现为无论是高频还是低频，相比于轻度模糊刺激，重度模糊刺激均诱发了更火的N250。这种刺激质量的N250效应，在一定程度上反映了模糊靶刺激激活的初级正字法表征与该靶刺激已有的内部词汇表征的重叠程度。
　　实验二:在实验一的基础上，将刺激的模糊程度降到阈限以下，消除被试对靶字语义的意识加工，探讨在更为严苛条件下是否存在串联加工。因素相加实验利用2刺激质量（阈下模糊，即模糊3;阈上模糊，即模糊6）×2字频（高频，低频）的被试内设计。行为结果显示，在反应时上，刺激质量的主效应显著，阈下模糊的反应时更长;在正确率上，刺激质量、频率的主效应显著，阈下模糊、低频字的正确率更低。脑电结果显示，由于刺激较为模糊，N400成分出现较晚，在550-750 ms时间窗口，刺激质量和频率存在交互作用，表现为在低频条件下，阈下模糊诱发了更大的N400，在高频条件下，二者的差异不及前者。阈下模糊条件下的交互作用进一步证明了汉字识别中存在串联加工，支持交互激活模型。另外，在200-300 ms时间窗口，无论高低频，相比于阈上模糊，阈下模糊均诱发了一个更大的N250，验证了实验一中刺激质量的N250效应。
　　基于以上两个实验数据结果，可以得到如下结论:
　　第一，不同于拼音文字，在汉字识别中，刺激质量和频率的联合作用在反应时和N400上均表现出交互作用，而非叠加作用，证明汉字识别过程以串联加工的方式进行，正字法加工与语义加工存在强连接，各加工阶段接近于同步，知觉信息可以直接影响语义水平的加工，符合交互激活模型的预期，对多阶段模型提出质疑。
　　第二，在汉字识别中存在刺激质量的N400效应，相比于轻度或阈上模糊汉字，重度或阈下模糊汉字诱发了更大的N400，支持与汉字视觉信息有关的刺激质量，可以通过直接影响语义加工而改变N400波幅的设想，同时符合N400语义提取理论。
　　第三，在汉字识别中存在刺激质量的N250效应，相比于轻度或阈上模糊刺激，重度或阈下模糊刺激对其初级正字法表征的破坏性更大，与已有的词汇表征的重叠程度更小，从而诱发了更大的N250，表明N250在一定程度上反映了汉字早期输入正字法表征与其内部表征的重叠程度。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 词汇识别的加工方式及理论模型

1．1．1 无阈限串联加工和交互激活模型

1．1．2 有阈限阶段加工和多阶段模型

1．2 词汇识别的影响因素及联合作用

1．2．1 词汇识别的影响因素

1．2．2 词汇识别中的相加因素实验

1．2．3 词汇识别中的联合作用

2 问题提出

2．1 词汇识别中的脑电成分及应用

2．1．1 N250与正字法加工

2．1．2 N400与语义加工

2．2 中、英文词汇识别的差异

2．3 汉字识别中串联加工的ERP研究

2．3．1 单因素实验设计

2．3．2 多因素实验设计

2．4 研究创新之处及意义

3 实验一：重度模糊的刺激质量和频率的联合作用

3．1 实验假设

3．2 被试

3．3 实验设计

3．4 实验材料

3．5 实验程序

3．6 脑电记录与数据分析

3．7 实验结果

3．7．1 行为结果

3．7．2 脑电结果

4 实验二：阈下模糊的刺激质量和频率的联合作用

4．1 实验假设

4．2 被试

4．3 实验设计

4．4 实验材料

4．5 实验程序

4．6 脑电记录与数据分析

4．7 实验结果

4．7．1 行为结果

4．7．2 脑电结果

5 讨论

6 结论

7 研究不足及展望

7．1 研究不足

7．2 研究展望

参考文献

附录

致谢

在校期间所发表论文