心理所研究發現語言產生中語音相似性的抑制效應源於競爭學習

中國科學院行為科學重點實驗室李興珊研究組的青年特聘研究員屈青青及其合作者在以往研究中發現,在言語產生與書寫產生的加工模式下,反應詞之間語音、字形的相似性抑制了語言產生,即產生了詞形相似抑制效應。1中,目標項cat及其語音相似項cap的語音資訊均被啟動。

人們的語言加工會受到以往語言經驗的影響。例如,由於受先前反應的影響,第二次對同一圖片的命名速度更快、錯誤率更低,這種現象被稱為重複啟動效應。然而,不為人熟知的是,啟動效應也有“黑暗面”。中國科學院行為科學重點實驗室李興珊研究組的青年特聘研究員屈青青及其合作者在以往研究中發現,在言語產生與書寫產生的加工模式下,反應詞之間語音、字形的相似性抑制了語言產生,即產生了詞形相似抑制效應(Feng,Damian,& Qu,2021;Feng & Qu,2020)。

那麼,詞形相似抑制效應的產生機制是怎樣的?目前有兩種不同的理論解釋:基於擴散啟動的詞彙競爭假說(spreading activation with competitive lexical selection)和基於競爭的學習假說(competitive incremental learning)。基於擴散啟動的詞彙競爭假設認為,在語言加工中,多個語音相似項共同啟動,這些啟動的詞彙節點之間相互競爭,從而產生抑制效應。如圖1所示,在試次N-1中,對cat的命名將同時啟動語音相似項cap,而競爭項cap在詞彙競爭過程中被抑制,從而使得在試次N中對cap的反應變慢。基於競爭的學習假說則認為,每一次命名反應均對詞彙層和語音層之間的連接產生輕微而持久的改變。如圖2所示,在試次N?1中,目標項cat及其語音相似項cap的語音資訊均被啟動。在cat被命名後,目標項cat與其語音層之間的連接得到加强,而語音相似項cap與其語音層的連接被减弱。在隨後的試次N中,由於詞彙層與語音層之間的連接已被减弱,囙此對cap的反應速度變慢。

圖1基於啟動的詞彙競爭模型

圖2基於競爭的學習模型

為檢驗兩種假說,屈青青及同事採用行為學和計算建模的方法,探究了詞形相似抑制效應的持續時間。基於擴散啟動的詞彙競爭假說認為詞形抑制效應與詞形相似項的啟動水准有關,由於詞彙的啟動水准會快速衰减,囙此詞形抑制效應持續時間短暫。當在刺激之間插入干擾刺激或干擾任務,詞形抑制效應將會消失。競爭學習假說則認為詞形抑制效應是由學習經驗引起,囙此持續時間相對持久,詞形抑制效應將不會因干擾刺激的插入而消失。

該研究在語音組塊命名任務中,操縱了圖片名稱的語音相似性,圖片名稱在詞首或詞尾共亯一個音節(書包-滑鼠-梳子-豎琴-樹葉-書架)。結果發現,與無關條件相比,語音相似性延長了口語命名的反應時間(字形相似性延長了書寫產生的反應時間),重複了以往的研究結果。更重要的是,當在語音相似反應之間插入語言加工相關、或非語言加工的干擾試次時,詞形相似抑制效應依然存在。結果表明,該效應持續時間相對持久,此結果與基於競爭的學習假說一致。

另外,基於競爭的學習模型進行的電腦建模也得到了行為結果一致的模式:共亯的語音資訊導致目標詞彙需要更長時間達到啟動閾限,且該抑制效應不受間隔的干擾反應的影響。同時,計算建模結果提示,詞彙層和語音層的雙向連接是實現競爭學習的關鍵機制。該研究通過一系列行為實驗與計算建模為語言產生的認知加工機制提供了直接的證據。

該研究受國家自然科學基金面上項目(31771212)、中國科學院青年創新促進會人才項目、中國科協青年人才托舉項目、國際(地區)合作與交流項目(62061136001)的資助。

相關成果已線上發表於Cognition。屈青青為論文第一作者,屈青青與心理所博士後馮臣為共同通訊作者。

論文資訊:

Qu,Q. Q.,Feng,C.,& Damian,M. F.(2021).Interference Effects of Phonological Similarity in Word Production Arise from Competitive Incremental Learning.Cognition.https://doi.org/10.1016/j.cognition.2021.104738

相關文章:

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.

Feng,C. & Qu,Q. Q.*(2020).Phonological inhibition in written production.Psychological Research,1-8.

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