老年人書寫產生中詞匯頻率和音節頻率效應的時間進程：ERP研究*

(中國人民大學心理學系, 北京 100872)

1 前言

語言產生是指人們利用語言表達思想的心理過程, 包括口頭語言和書面語言的產生(彭聃齡,舒華, 陳烜之, 1997)。書面語言的產生指以手執筆將所要表達的思想用書面文字寫下來的過程, 稱之為書寫產生, 包括了概念準備、詞條選擇、拼寫編碼、運動編碼和執行運動程序(van Galen, 1991)。

1.1 書寫產生中語音的作用

書寫產生過程中是否存在語音中介？即在通達正字法代碼時是否需要語音信息的參與？這是該領域爭論最激烈的問題之一, 研究者對此提出了兩種截然不同的假設：語音中介假設和正字法自主假設。

語音中介假設認為書寫產生依賴于先前語音代碼的提取(Geschwind, 1969), 即在提取詞匯的正字法信息之前需提取詞匯的音韻信息。正常個體書寫產生過程的研究表明語音信息約束了正字法代碼的選擇(Afonsoz & álvarez, 2011; Bonin, Peereman,& Fayol, 2001; Damian, Dorjee, & Stadthagen-Gonzalez,2011; Zhang & Damian, 2010)。Zhang和 Damian(2010)考察了英語書寫產生過程中的正字法和語音編碼的時間進程, 發現正字法和語音同時相關的促進效應主要是由語音相關引起, 這表明在書寫產生的早期階段語音信息被激活。Bonin等(2001)考察了語音編碼在書寫中的作用, 并在詞匯水平和亞詞匯水平操縱了單詞正字法和語音之間的一致性程度, 結果發現首字母不一致條件下的潛伏期長于一致條件, 表明語音信息通過亞詞匯水平通路影響了書寫過程, 支持了語音中介假設。

正字法自主假設則認為個體在書寫過程中正字法信息是直接從詞匯的語義表征中得到激活的,不需要語音表征作為中介(Rapp & Caramazza, 1997)。Bonin, Fayol和Peereman (1998)發現與無關條件相比, 語音和正字法同時相關條件、正字法相關條件的書寫反應時不存在顯著差異, 這表明在語音和正字法同時相關條件下, 其反應時的縮短主要是由正字法相關引起的。正字法自主假設認為正常的書寫產生過程中正字法的編碼不會受到語音信息的影響, 但并未否認書寫中語音信息的激活。根據Miceli,Benvegnù, Capasso 和 Caramazza (1997)以及 Bonin等(2001)的觀點, 正字法的激活與語音激活是同時的, 而非語音激活在先。Bonin等(2001)提出了書寫產生過程的工作模型, 其假設在圖畫呈現后所產生的語義激活是平行地獨立地傳遞到正字法詞典和語音詞典(見圖1)。

圖1 書寫產生過程的模型(Bonin et al., 2001; Damian et al., 2011)

1.2 語言產生中的詞匯頻率效應和音節頻率效應

書寫產生的研究沿襲了口語產生的實驗范式來考察書寫產生的特點以及語音在書寫產生中的作用。在考察口語產生過程時, 圖畫?詞匯干擾范式和圖畫命名范式(變化圖畫的特征, 如視覺復雜度等或者變化圖畫名稱的語言學變量, 如詞頻或音節頻率)是兩類經典的研究方法。在圖畫命名中, 研究者觀察到了詞匯頻率效應和音節頻率效應。

詞匯頻率效應指在圖畫口語命名中, 圖畫名稱為高頻率詞匯時, 其潛伏期快于低頻率圖畫名稱的命名(Oldfield & Wingfield, 1965; Wingfield, 1968)。Jescheniak和Levelt (1994)在物體識別和延遲詞匯產生任務中均未發現詞匯頻率效應, 物體識別任務中僅包含言語產生中的概念激活過程, 延遲命名任務僅包含言語產生中的發音過程, 這排除了詞匯頻率效應出現在早期概念激活(前詞匯加工水平)和晚期發音過程(后詞匯加工水平)的可能性。這表明詞匯頻率效應出現在詞匯水平, 包括了口語產生中的詞匯選擇和單詞形式編碼兩個階段。Kandel,álvarez和 Vallée (2006)的研究表明口語產生中的詞匯頻率效應發生在詞匯產生中的單詞形式編碼階段。Bonin和Fayol (2002)考察了書寫產生中的詞匯頻率效應, 發現圖畫名稱為高詞頻同音異形異義詞時, 則其命名潛伏期短于圖畫名稱為低詞頻的詞匯, 在圖畫語義分類任務中未發現詞匯頻率效應,因此他們認為書寫產生中的詞匯頻率效應是詞匯水平的。

音節頻率效應表現為圖畫名稱為高音節頻率詞匯時, 其命名潛伏期快于命名圖畫名稱為低音節頻率的詞匯, 這可能是因為高頻音節能夠更快地通達至發聲的語音音節程序(Levelt, Roelofs, & Meyer,1999)。Laganaro和Alario (2006)采用即時和延遲圖片命名、假詞命名任務, 比較有無發音抑制時的命名潛伏期, 發現在即時假詞命名、圖片命名和伴有發音抑制的延遲命名任務中存在音節頻率效應, 但在無發音抑制的延遲命名任務中則未出現音節頻率效應。前三類任務所測量的潛伏期都包含了語音編碼過程, 而無發音抑制的延遲命名任務則未包含,任務之間的比較表明音節頻率影響了語音編碼階段。關于書寫產生中音節頻率效應的研究很少,Kandel等(2006)的研究發現法國一至五年級的學生以音節為單位書寫詞匯, 并且發現是正字法音節信息影響了兒童書寫過程。

以上研究的目標語言均為字母語言, 針對漢語的研究較少。Zhang和Wang (2014)采用圖畫命名任務, 變化了圖畫名稱的詞匯頻率和音節頻率, 在漢語詞匯書寫產生中發現了詞匯頻率和音節頻率效應, 表明語音信息確實在書寫產生過程中產生了激活, 并可能對正字法的輸出產生了影響。為進一步探討詞匯頻率和音節頻率的時間進程, 王成(2015)利用 ERP技術, 采用圖畫命名任務探討了青年人漢語書寫產生中的詞匯頻率和音節頻率的時間進程, 研究中變化了圖畫名稱的詞匯頻率(詞頻高和詞頻低)和音節頻率(音節頻率高與音節頻率低), 發現青年人在書寫產生中的詞匯頻率效應和音節頻率效應在圖畫呈現后的 200 ms開始出現, 且二者的交互作用從圖畫呈現后的200ms開始出現, 表現為在高詞頻詞條件下, 低音節頻率詞較高音節頻率詞誘發了更大的負波, 而在低詞頻詞條件下, 高音節頻率詞較低音節頻率詞誘發了更大的負波。這表明語音信息影響漢語書寫產生過程。Qu, Zhang和Damian (2016)的研究發現漢語書寫產生中, 高低詞頻的差異在圖畫呈現之后的 168 ms出現, 詞頻對書寫產生過程的影響可能發生在詞匯選擇過程。詞頻對口語產生過程的影響也發生在同一階段, 表明口語產生和書寫產生的詞匯選擇過程是類似的。

1.3 語言產生的認知年老化

已有語言產生研究大多采用年輕人或大學生作為被試, 一般為35歲以下, 很少有研究關注老年人。老年人的一般認知能力, 如工作記憶、加工速度、歸納推理、甚至是詞匯能力隨著年老而出現衰退, 即認知年老化現象(Schaie, 2000)。與記憶等認知過程類似,人類的語言產生能力同樣隨著年齡的增長發生衰退(Burke & Shafto, 2008), 其機制可能為一般認知能力的衰退導致的。研究表明口語產生的認知年老化發生在音韻編碼階段(Mortensen,Meyer, & Humphreys, 2006)。老年人比青年人出現更多的舌尖效應現象, 表明老年人知道自己想要表達的詞匯, 卻不能成功地提取詞匯的發音, 在口語產生的音韻編碼階段出現困難(Burke, MacKay,Worthley, & Wade, 1991)。

與青年人相比, 老年人在書寫中存在更多的提筆忘字的現象。MacKay和Abrams (1998)發現在聽覺呈現詞匯時, 老年人較青年人更有可能產生錯誤的拼寫。當要求老年人和青年人判斷視覺呈現的詞匯的拼寫是否正確時, 兩者表現出了同樣的準確性,而要求他們寫出剛剛看過的詞匯時, 老年人較青年人表現出了更多的拼寫錯誤(MacKay, Abrams, &Pedroza, 1999)。這些結果表明正字法表征的通達隨著年齡的增加而削弱。這一結果可能是由于老年人的詞形表征和語音表征之間的聯結更弱所致(Burke et al., 1991), 表現出年老化的語言特異性。在漢語口語詞匯產生中, 楊群和張清芳(2015)發現老年組的圖畫命名時間長于青年組, 老年人的詞頻效應和音節頻率效應大于青年組, 且老年人存在詞頻和音頻的交互作用, 而青年組無二者的交互作用, 表明隨著年齡增加, 信息之間的作用模式發生了變化。

綜上, 已有研究關注了青年人的漢語書寫產生過程, 尚未有針對老年人的研究。本研究采用變化圖畫名稱語言學特征的任務范式, 即圖畫命名任務,利用 ERP技術考察老年人漢語書寫產生過程中的詞頻效應和音節頻率效應的時間進程。根據語音中介假設, 書寫產生中詞匯頻率效應和音節頻率效應的位置應該和口語產生中相同, 即處于語音單詞形式編碼階段, 而根據正字法自主假設, 書寫產生中的詞匯頻率效應出現在正字法編碼階段, 而音節頻率效應可能不會出現, 或者出現在詞匯頻率效應之后。由于老年人一般認知能力的衰退, 詞匯頻率效應和音節頻率效應可能比青年人出現得晚。

2 方法

2.1 被試

22名(10名男性, 平均年齡 71.59歲, 年齡：64～81歲)來自中國科學院心理研究所附近社區的老年被試參加了實驗獲得報酬。所有老年人的認知能力均正常(Montreal Cognitive Assessment Scale,MoCA, 得分為27.54 ± 1.12, 該量表用于診斷輕度認知功能損害, 得分≥26分者為正常個體), 受教育平均年限為 14.90 ± 2.21年, 均為右利手, 無腦部疾病史, 母語為漢語、普通話標準, 視力或矯正視力正常。

2.2 材料

表1 實驗中所用圖畫及其名稱的相關屬性

從張清芳和楊玉芳(2003)建立的標準化圖片庫中選出 60張具有單音節名稱的圖畫, 圖畫名稱的平均筆畫數為9.95。詞匯頻率選自現代漢語頻率詞典(北京語言學院語言教學研究所, 1986), 由于漢字的發音(拼音)對應于一個音節, 音節頻率是一個音節的詞匯頻率(不考慮音調)之和, 其中詞匯頻率≥130/百萬為高詞頻詞, 詞匯頻率≤47/百萬為低詞頻詞, 音節頻率≥2558/百萬為高音節頻率詞,音節頻率 ≤ 1479/百萬為低音節頻率詞。60個目標詞中包括了四類詞匯各 15個：高詞頻高音頻詞、高詞頻低音頻詞、低詞頻高音頻詞、低詞頻低音頻詞(圖畫名稱的相關屬性見表1)。

t

檢驗表明, 高低詞匯頻率詞的差異顯著,

t

(58)

=

9.42,

p

< 0.001; 高低音節頻率詞的差異顯著,

t

(58) = 9.57,

p

< 0.001,高低詞匯頻率詞在命名一致性、熟悉性、圖片一致性和復雜性上均無顯著性差異(

t

s < 2,

p

s > 0.05)。

2.3 設計

2(詞匯頻率：高、低) × 2(音節頻率：高、低)的兩因素完全重復測量設計, 兩個自變量均為被試內因素。為了得到足夠多的疊加次數, 重復了3次,每組包括8次練習試次和60次實驗試次。圖畫呈現的順序是偽隨機的：同一幅圖畫至少間隔5幅其它圖畫后再次呈現, 圖畫名稱聲母相同或者聲旁相同的不會連續出現。每個被試3組測試序列是不同的, 每個被試需要完成180個試次, 每組之間有休息。

2.4 儀器

實驗程序由 E-Prime 1.1編制, 電腦呈現圖片刺激并記錄書寫潛伏期, 書寫反應(從圖片呈現到書寫筆開始接觸書寫板的時間間隔)由書寫板(WACOM Intuos A4)和電子墨水書寫筆(WACOM,Japan)記錄。

2.5 程序

被試端坐在距離電腦屏幕70 cm處進行實驗。實驗共分為三個階段。第一階段的主要目的是熟悉圖畫及其名稱。在屏幕底端的正中間依次給被試呈現圖畫及其對應名稱 3500 ms, 要求被試熟悉圖片的名稱并用該名稱命名圖畫; 第二階段進行書寫練習, 圖畫仍然呈現在電腦屏幕底端正中間, 以減少書寫過程中的抬頭及眼部動作, 要求被試在看到圖畫之后迅速又準確地寫出其名稱, 在落筆寫之前盡量保持不動, 不要眨眼。在被試熟悉了所有的圖畫名稱, 并達到正式實驗的書寫要求之后, 進入第三階段, 給被試戴上電極帽開始正式實驗。

正式實驗中每一個試次的流程如下：首先, 屏幕最下方正中間呈現注視點“+”500 ms, 接著呈現500 ms的空屏, 然后在相同的地方呈現圖畫, 被試開始做出反應后圖畫消失。被試的任務是在看到圖畫后, 迅速而準確地在書寫紙(鋪在書寫板上)上寫出圖畫對應的名稱, 待被試寫完之后, 由主試按鍵進入下一個試次。要求被試在每一個試次開始時,將筆尖放在要寫的地方上空約 2 cm處, 以避免書寫開始時的手臂移動; 被試在刺激出現至落筆寫之前這一階段, 需將視線始終保持在屏幕上, 不可低頭看自己的筆跡, 最大限度地減少 EEG記錄中與頭動和眼動有關的偽跡。整個實驗大概持續40 min。

2.6 EEG記錄和分析

使用Neuroscan公司生產的64導腦電記錄系統,電極位置在國際 10-20系統基礎上構成, 用電極帽記錄EEG。參考電極置于雙側乳突連線, 前額發際下1 cm處接地, 同時記錄水平眼電(HEOG)和垂直眼電(VEOG), 每個電極處的頭皮電阻均保持在5k?以下。連續記錄時濾波帶通為0.05～100 Hz, 采樣率為500 Hz/導。離線分析時程為圖畫呈現前200 ms到圖畫呈現后600 ms, 基線為圖畫出現前200 ms,數據分析時濾波帶通為 0.1～30 Hz, 只對被試做出正確反應的刺激所引起的 EEG進行平均疊加。刪除眼電、肌電等偽跡, 波幅超過±70 μV的記錄在疊加中被自動刪除, 離線式疊加處理。

根據矢狀軸和冠狀軸選取9個興趣區(Regions of Interest, ROI), 其中每個外側ROI的電壓值是三個電極點的平均波幅, 例如, 左?前(F3, F5, FC3),中?前(FZ), 右?前(F4, F6, FC4), 左?中(C3, C5,CP3), 中?中(CZ), 右?中(C4, C6, CP4), 左?后(P3,P5, PO3), 中?后(PZ)和右?后(P4, P6, PO4)區域。以各時段的平均電壓值為因變量, 進行2(詞匯頻率：高、低) × 2(音節頻率：高、低) × 3(腦區：前、中、后)× 3(半球：左、中、右)重復測量方差分析。僅報告詞匯頻率和音節頻率的且在 0.05水平上顯著的效應。當球形假設不成立時, 方差分析的

p

值均用Greenhouse-Geisser校正。為了確定詞頻效應和音節頻率效應的時間進程, 采用Guthrie和Buchwald (1991)提出的計算始潛伏期的方法。詞匯頻率效應和音節頻率效應的始潛伏期是比較高低詞頻或者高低音節頻率條件下,相同時間點上的波幅差異是否達到顯著。為了確定詞頻效應(高詞匯頻率–低詞匯頻率)和音節頻率效應(高音節頻率–低音節頻率)的始潛伏期, 從圖畫呈現后的200 ms開始到600 ms, 在每一個采樣點上(兩個采樣點之間間隔2 ms)進行配對樣本

t

檢驗。Guthrie和Buchwald (1991)認為, 當至少連續22 ms的

t

檢驗結果顯著(

p

< 0.05), 則認為條件間的顯著差異是可靠的, 第一個出現顯著差異的時間點則被確定為某一效應的始潛伏期。

研究者采用偏側化指數這一指標來描述大腦功能的一側化水平, 常見的計算偏側化指數的公式為：

LI (Lateralization Index) = (L–R) / (L+R)其中, L和R為分別為左右視野數據平均值, 兩者之差與之和的比值就反映了大腦功偏側化的水平。如果該值基于反應時計算出來為正值, 則反映出右視野?左半球的優勢效應, 如果為負值, 則反映出左視野?右半球的優勢效應。如果是基于正確率計算的值, 偏側化的結果與之相反(蔡厚德, 1999)。本研究所采用的指標為平均波幅, 如果LI為正值, 反映的則是左半球優勢效應, 如果LI為負值, 反映的則是右半球優勢效應。

3 結果

3.1 行為結果

兩名被試因為 EEG信號偽跡太多而被剔除,因此分析了 20名被試的數據。刪除錯誤反應或記錄故障的數據(4.86%)、反應時短于300 ms或長于2500 ms的數據(2.39%)以及處于平均值2.5個標準差之外(2.33%)的數據。表2所示為每種條件下書寫潛伏期的平均值和錯誤率。

使用線性混合效應模型分析反應時和錯誤率數據(Baayen, Davidson, & Bates, 2008; Bates, Maechler,& Dai, 2008)。該模型擬合數據時采用限制性最大似然估計, 該估計可以得到使模型的預測值和觀測值最為接近的參數值。模型以詞匯頻率和音節頻率作為自變量, 并同時考慮被試隨機和項目隨機效應,其中最初的模型只包括隨機因素(被試和項目), 接著逐步增加兩個自變量及其交互作用。當增加一個自變量及兩個變量之間的交互作用不能顯著地改善模型擬合度時, 表明其不能對因變量產生顯著的影響, 因此在增加固定因素或交互作用之前的模型為最優擬合模型。

反應時分析顯示, 最優模型包括詞匯頻率(

t

(56.57) = –4.55,

p

< 0.001)和音節頻率(

t

(56.56) =–2.34,

p

< 0.05)。加入詞匯頻率和音節頻率的交互作用不能顯著改善模型擬合程度, c(1, 3320) =0.62,

p

= 0.432。由于錯誤率是二項分布(binomial family), 因此使用二項分布的統計, 結果發現逐步納入詞匯頻率(c(1) = 0.64,

p

= 0.423)、音節頻率(c(1) = 0.33,

p

=0.565)、詞匯頻率和音節頻率之間的交互作用(c(1) =0.15,

p

= 0.700)均不能顯著地改善模型的擬合程度。

3.2 ERP結果

反應錯誤且反應時小于500 ms或大于2000 ms的試次被剔除。已有研究表明詞匯頻率和音節頻率效應在刺激出現的 200 ms之后才會出現(Barber,Vergara, & Carreiras, 2004), 并且單詞形式加工的時間也在200 ms之后; 因此, 本實驗僅分析200 ms之后的 ERP波幅。分析中確定了 4個連續的時間窗口：200～300 ms、300～400 ms、400～500 ms、500～600 ms。對每個時間窗口的平均波幅進行2(詞匯頻率：高、低)×2(音節頻率：高、低)×3(腦區：前、中、后)×3(半球：左、中、右)的四因素重復測量方差分析, 結果見表3。

對交互作用做了進一步的分析。表4表示的是不同時間窗口中高低音節頻率條件下的詞匯頻率效應(高詞頻–低詞頻), 圖2a和圖2b分別表示的是高音節頻率詞下高低詞頻在 F5電極點, 以及低音節頻率詞下高低詞頻在 F6電極點的平均波形及詞頻效應的分布圖。在高音節頻率下, 詞匯頻率效應出現在圖畫呈現后的 300～600 ms之間, 在左半球高低詞頻詞的平均波幅差異為0.51 μV (

SD

= 0.37 μV)。偏側化分析發現LI為0.89, 表現出了左半球優勢, 表明高音節頻率詞的詞頻效應主要發生在大腦左半球; 在低音節頻率條件下, 詞匯頻率效應出現在圖畫呈現后的 400～500 ms之間, 在右半球高低詞頻詞的平均波幅差異為 0.79 μV (

SD

= 0.59 μV)。偏側化分析發現LI為–2.05, 表現出了右半球優勢, 表明低音節頻率詞的詞頻效應主要發生在大腦右半球。

表2 每種條件下書寫潛伏期的平均值(RT, ms)和錯誤率(PE, %)

表5表示的是不同時間窗口下高低詞匯頻率條件下的音節頻率效應(高音節頻率–低音節頻率),圖3a和圖3b分別表示的是高詞頻詞下高低音節頻率在 F5電極點, 以及低詞頻詞下高低音節頻率在F6電極點的平均波形及音節頻率效應的分布圖。在高詞匯頻率下, 音節頻率效應出現在圖畫呈現后的300～600 ms之間, 在左半球高低音頻詞的平均波幅差異為 0.80 μV (

SD

= 0.33 μV)。同時偏側化分析發現LI為0.68, 表現出了左半球優勢, 表明高詞匯頻率詞的音節頻率效應主要發生在大腦左半球; 在低詞匯頻率條件下, 音節頻率效應出現在圖畫呈現后的 400～500 ms之間, 在右半球高低音頻詞的平均波幅差異為 0.79 μV (

SD

= 0.60 μV)。同時偏側化分析發現 LI為–4.07, 表現出了右半球的優勢, 表明低詞匯頻率詞的音節頻率效應主要發生在大腦右半球。

表3 方差分析中主效應和交互作用的結果

表4 每個興趣區在高低音節頻率條件下的詞匯頻率效應(高詞頻–低詞頻)

圖2a 高音節頻率詞的詞匯頻率效應(300～600 ms)

圖2b 低音節頻率詞的詞匯頻率效應(400～500 ms)

表5 每個興趣區在高低詞匯頻率條件下的音節頻率效應(高音頻–低音頻)

圖3a 高詞匯頻率詞的音節頻率效應(300～600 ms)

圖3b 低詞匯頻率詞的音節頻率效應(400～500 ms)

始潛伏期分析發現, 詞匯頻率效應始潛伏期的平均值為212 ms (

SD

= 14.66 ms), 音節頻率效應的始潛伏期的平均值為238 ms (

SD

= 31.39 ms)。即詞匯頻率效應開始于圖畫呈現后的 212 ms, 而音節頻率效應開始于圖畫呈現后的238 ms。為了確定詞頻效應是否早于音節頻率效應, 對兩類效應始潛伏期的兩組數據進行配對

t

檢驗, 結果表明兩組之間的差異是顯著的,

t

(19) = 3.27,

p

< 0.01。

4 討論

本研究采用書寫圖畫命名任務, 考察了老年人漢語詞匯書寫產生過程中的詞匯頻率效應和音節頻率效應的時間進程。行為結果發現老年人書寫產生中存在詞匯頻率效應和音節頻率效應, 表現為命名高詞頻詞比低詞頻詞快 41 ms, 命名高音節頻率詞比低音節頻率詞快 27 ms, 表明詞匯頻率和音節頻率影響了書寫產生的計劃過程, 行為數據中未發現詞匯頻率和音節頻率之間的交互作用。ERP結果發現, 在圖畫呈現后的200～300 ms內, 詞匯頻率和音節頻率之間無交互作用; 在300～600 ms內, 兩者之間的交互作用顯著。詞匯頻率效應在高低音頻詞條件下的表現不同：高音頻詞下的詞頻效應出現地較早, 在300～600 ms內, LI為0.89, 表現出左側化趨勢; 而低音頻詞下的詞頻效應出現地較晚, 在400～500 ms內, LI為–2.05, 表現出右側化趨勢。同時, 音節頻率效應在高低詞頻詞條件下的表現不同：高詞頻詞下的音節頻率效應出現地較早, 在300～600 ms內, LI為0.68, 表現出左側化趨勢; 而低詞頻下的音節頻率效應出現地較晚, 在 400 ～500 ms內, LI為–4.07, 表現出右側化趨勢。這表明老年人的書寫產生過程中對于高低詞頻以及高低音節頻率加工的神經機制是不同的。此外, 始潛伏期的分析發現在老年人書寫產生過程中, 詞匯頻率效應出現在圖畫呈現后的 212 ms, 音節頻率效應出現在圖畫呈現后的 238 ms, 即詞頻效應比音節頻率效應更早出現。

4.1 老年人書寫產生中的詞匯頻率和音節頻率效應及其交互作用的特點

老年人漢語詞匯書寫產生過程中的詞匯頻率效應和音節頻率效應最早都出現在圖畫呈現的200 ms之后, 始潛伏期的分析表明詞匯頻率效應早于音節頻率效應約 26 ms出現, 與此同時, 在200～300 ms內, 音節頻率和詞匯頻率之間不存在交互作用, 表明早期兩類效應的來源可能是獨立的：音節頻率效應來源于語音詞典中對單詞音節信息的提取, 詞頻效應則來源于對正字法詞典中信息的提取。在圖畫口語命名過程中, 200 ms時處于詞匯選擇階段, 300 ms左右時為音韻編碼階段(Indefrey, 2011), 本研究所發現的早期詞頻效應和音節頻率效應的時間進程與口語產生中的詞匯選擇和音韻編碼的時間進程相一致。Bonin等(1998)在書寫圖畫名稱的任務中發現了詞頻效應,并通過物體識別和延遲書寫命名任務的比較, 表明詞頻效應發生在詞匯加工水平, 本研究發現與上述研究一致。在口語產生中, 同音異形字不存在詞匯頻率效應, 因此研究者認為詞頻效應位于提取語音單詞形式的階段(Jescheniak & Levelt, 1994)。Bonin和 Fayol (2002)的研究結果不支持詞頻效應來源于語音單詞形式編碼階段的假說：如果詞頻效應來源于語音編碼階段, 那么具有高低詞頻同音詞圖畫名稱的命名潛伏期之間應該沒有差異。因此我們認為書寫產生中的詞匯頻率效應更有可能來源于提取正字法單詞形式的階段。

老年人書寫產生中的音節頻率效應在238 ms就開始存在, 這一效應來源于在語音詞典中對音節頻率的提取, 但其激活可能存在兩種路徑：第一種是語義激活直接傳遞到語音詞典(圖1中的通路B), 第二種是正字法激活經由詞匯通路傳遞到語音詞典(圖1中的通路C)。Damian等(2011)認為在Bonin等(2001)提出的書寫產生模型中, 語音詞典和正字法詞典是雙向聯結的(見圖 1), 這為第二種可能性提供了理論支持。本研究發現音節頻率效應隨著時間進程表現出兩種模式, 在圖畫呈現之后200～300 ms之間的音節頻率效應表現為：高音節頻率詞較低音節頻率詞均誘發了更大的正波。關鍵的是, 這一時間窗口內詞頻和音節頻率之間不存在交互作用, 這表明音節頻率效應很有可能來源于語義激活傳遞到語音詞典這條通路。同樣地, 這一時間窗口內出現詞頻效應更有可能來源于語義激活傳遞到正字法詞典這條通路的快速激活。書寫產生中的音節頻率效應時間進程與閱讀過程類似。單詞閱讀的ERP研究發現, 在200 ms左右的時間窗口中, 高音節頻率詞比低音節頻率詞誘發更大的正波(P200), 體現的是前詞匯階段的語音加工; 而在400 ms左右的時間窗口中, 低音節頻率詞誘發更大的負波(N400), 體現了詞匯選擇階段來自音節鄰近項的競爭(Barber et al., 2004)。

詞匯頻率和音節頻率之間的交互作用則在圖畫呈現300 ms之后出現, 這可能是由于正字法詞典(詞頻)與語音信息詞典(音節頻率)之間雙向的聯結引起的(見圖1通路C和D)。在300～600 ms內,高音節頻率詞的詞頻效應比低音節頻率詞早 100 ms出現, 同樣地, 高詞頻的音節頻率效應比低詞頻早100 ms出現。在地形分布上, 高詞頻的音節頻率效應和高音節頻率的詞頻效應都表現出左側化趨勢(LI > 0), 而低詞頻的音節頻率效應和低音節頻率的詞頻效應表現出右側化趨勢(LI < 0)。在圖畫書寫產生的后期, 語音編碼與正字法編碼之間存在交互作用, 表明語音信息調節了正字法編碼過程。

4.2 老年人書寫產生和口語產生過程的異同

研究者采用圖畫詞匯干擾范式, 考察了老年人口語產生過程中的詞匯頻率效應、音節頻率效應和語音相關性效應, 反應時分析發現口語產生過程中存在詞匯頻率和音節頻率的交互作用(楊群, 張清芳, 2015)。老年人的書寫產生反應時分析未發現詞頻和音節頻率之間的交互作用。老年人口語產生的腦電研究發現, 音節頻率和詞頻之間的交互作用在150 ms即開始存在, 一直持續到發音之前。而在老年人的書寫產生過程中, 詞匯頻率和音節頻率出現的時間和口語產生類似, 但兩者的交互作用較口語產生出現地晚, 即在圖片呈現后的300 ms才出現。上述比較發現在口語圖畫命名過程中, 語音信息的通達要早于書寫產生。這可能是由于口語命名需要語音的輸出, 而在書寫產生過程中不需要語音的輸出引起的。

已經有研究表明輸出通道的不同會影響語言產生過程。Perret和Laganaro (2012)采用ERP技術比較口語產生和書寫產生的時間進程, 發現口語產生和書寫產生在圖畫出現260 ms左右出現了分離,表明二者共享概念準備和詞條選擇階段, 而在詞形編碼階段存在不同的認知加工過程。我們的研究所發現的口語與書寫產生中詞頻效應和音節頻率效應的時間進程與已有研究結果一致(Qu et al., 2016)。老年人口語產生和書寫產生中的詞匯頻率效應和音節頻率效應均在圖畫呈現250 ms附近的時間段出現, 表明二者共享概念準備和詞條選擇加工過程。Qu等(2016)的研究發現詞頻效應發生在書寫產生的詞匯化階段, 與口語產生的時間進程相似。詞頻和音頻的交互作用在書寫產生和口語產生中存在差異, 表明書寫產生和口語產生在單詞形式編碼階段具有不同的認知加工：口語產生中講話者提取語音信息為發音做準備, 而書寫產生中書寫者提取正字法信息為字形輸出做準備。

老年人在 200 ms時兩類效應是獨立的, 交互作用在300 ms時才開始呈現。這表明老年人從語義信息將激活傳遞到正字法詞典和語音詞典的速度與青年人相當, 但是正字法和語音之間信息的相互傳遞晚于青年人(王成, 2015), 為老年人“正字法加工水平和語音加工水平之間的聯結減弱”觀點提供了支持證據(Burke et al., 1991)。這表明老年人概念和語義激活的速度與青年人相當, 與老年人語義理解完好的結果一致(Burke & Shafto, 2008)。老年人的書寫產生變慢可能與正字法編碼和語音編碼過程的聯結變弱有關, 其認知年老化表現出語言加工的特異性。老年人的平均書寫潛伏期為 999 ms,其書寫潛伏期長于青年人(794 ms) (王成, 2015), 這與老年人一般認知能力的衰退有關(Schaie, 2000)。MoCA測量表明老年人的認知能力處于正常范圍,但這不能排除老年人的一般認知能力(工作記憶、注意、運動執行能力等)和語言加工能力(如詞匯量等)的變化可能產生的影響。后續研究中需要匹配或測量這些指標, 對認知年老化過程的語言特異性和一般性機制進行深入考察。

5 結論

研究表明在老年人漢字書寫產生過程中, 詞匯頻率和音節頻率影響了書寫產生的計劃階段; 在書寫產生的早期階段, 詞頻與音節頻率效應獨立發生,早期詞頻效應可能來源于正字法詞典中信息的提取, 早期音節頻率效應可能來源于語音詞典中對音節的提取, 且詞頻效應早于音節頻率效應, 這為“正字法自主假設”提供了支持證據; 在書寫產生的晚期階段, 詞頻和音節頻率之間存在交互作用,這可能是由于語音詞典和正字法詞典之間的雙向聯結, 激活的雙向擴散引起的。語音信息在書寫產生過程被激活, 并且在較晚的階段影響了正字法編碼過程。

Afonso, O., & álvarez, C. J. (2011). Phonological effects in handwriting production: Evidence from the implicit priming paradigm.

Journal of Experimental Psychology: Learning,Memory, and Cognition, 37

(6), 1474–1483.Baayen, R. H., Davidson, D. J., & Bates, D. M. (2008).Mixed-effects modeling with crossed random effects for subjects and items.

Journal of Memory and Language, 59

(4),390–412.Barber, H., Vergara, M., & Carreiras, M. (2004). Syllable-frequency effects in visual word recognition: Evidence from ERPs.

NeuroReport, 15

(3), 545–548.

Bates, D. M., Maechler, M., & Dai, B. (2008). Lme4: Linear mixed-effects models using S4 classes. R package version 0.999375–28. http://lme4.r-forge.r-project.org.

Beijing Language Institute, Institute of Language Teaching.(1986).

Modern Chinese frequency dictionary

. Beijing,China: Beijing Language Institute Publisher.[北京語言學院語言教學研究所. (1986).

現代漢語頻率詞典

.北京: 北京語言學院出版社.]Bonin, P., & Fayol, M. (2002). Frequency effects in the written and spoken production of homophonic picture names.

European Journal of Cognitive Psychology, 14

(3), 289–313.Bonin, P., Fayol, M., & Peereman, R. (1998). Masked form priming in writing words from pictures: Evidence for direct retrieval of orthographic codes.

Acta Psychologica, 99

(3),311–328.Bonin, P., Peereman, R., & Fayol, M. (2001). Do phonological codes constrain the selection of orthographic codes in written picture naming?

Journal of Memory and Language,45

(4), 688–720.Burke, D. M., MacKay, D. G., Worthley, J. S., & Wade, E.(1991). On the tip of the tongue: What causes word finding failures in young and older adults?

Journal of Memory and Language, 30

(5), 542–579.Burke, D. M., & Shafto, M. A. (2008). Language and aging. In F. I. M. Craik & T. A. Salthouse (Eds.),

The handbook of aging and cognition

(3rd ed., pp. 373–443). New York:Psychology Press.Cai, H. D. (1999). Some methodological problems of tachistoscopic visual half-field technique.

Psychological Science, 22

,265–266, 272.[蔡厚德. (1999). 半視野速示技術的若干方法學問題.

心理科學, 22

, 265–266, 272.]Damian, M. F., Dorjee, D., & Stadthagen-Gonzalez, H. (2011).Long-term repetition priming in spoken and written word production: Evidence for a contribution of phonology to handwriting.

Journal of Experimental Psychology: Learning,Memory, and Cognition, 37

, 813–826.Geschwind, N. (1969). Problems in the anatomical understanding of the aphasias. In A. L. Benton (Ed.),

Contributions to clinical neuropsychology

. Chicago: Aldine.Guthrie, D., & Buchwald, J. S. (1991). Significance testing of difference potentials.

Psychophysiology, 28

(2), 240–244.Indefrey, P. (2011). The spatial and temporal signatures of word production components: A critical update.

Frontiers in Psychology, 2

, 255.Jescheniak, J. D., & Levelt, W. J. M. (1994). Word frequency effects in speech production: Retrieval of syntactic information and of phonological form.

Journal of Experimental Psychology:Learning, Memory, and Cognition, 20

(4), 824–843.Kandel, S., álvarez, C., & Vallée, N. (2006). Syllables as processing units in handwriting production.

Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,32

(1), 18–31.Laganaro, M., & Alario, F.-X. (2006). On the locus of the syllable frequency effect in speech production.

Journal of Memory and Language, 55

(2), 178–196.Levelt, W. J. M., Roelofs, A., & Meyer, A. S. (1999). A theory of lexical access in speech production.

Behavioral and Brain Sciences, 22

(1), 1–38.MacKay, D. G., & Abrams, L. (1998). Age-linked declines in retrieving orthographic knowledge: Empirical, practical,and theoretical implications.

Psychology and Aging, 13

(4),647–662.MacKay, D. G., Abrams, L., & Pedroza, M. J. (1999). Aging on the input versus output side: Theoretical implications of age-linked asymmetries between detecting versus retrieving orthographic information.

Psychology and Aging, 14

(1),3–17.Miceli, G., Benvegnù, B., Capasso, R., & Caramazza, A. (1997).The independence of phonological and orthographic lexical forms: Evidence from aphasia.

Cognitive Neuropsychology,14

(1), 35–69.Mortensen, L., Meyer, A. S., & Humphreys, G. W. (2006).Age-related effects on speech production: A review.

Language and Cognitive Processes, 21

, 238–290.Oldfield, R. C., & Wingfield, A. (1965). Response latencies in naming objects.

Quarterly Journal of Experimental Psychology, 17

(4), 273–281.Peng, D. L., Shu, H., & Chen, X. Z. (1997). The history and research methods of Chinese cognitive study. In D. L. Peng(Ed.),

Cognitive research on Chinese language

(pp. 3–34).Ji’nan, China: Shandong Education Press.[彭聃齡, 舒華, 陳烜之. (1997). 漢語認知研究的歷史和研究方法. 見 彭聃齡 (主編),

漢語認知研究

(pp. 3–34).濟南: 山東教育出版社.]Perret, C., & Laganaro, M. (2012). Comparison of electrophysiological correlates of writing and speaking: A topographic ERP Analysis.

Brain Topography, 25

(1), 64–72.Qu, Q. Q., Zhang, Q. F., & Damian, M. F. (2016). Tracking the time course of lexical access in orthographic production:An event-related potential study of word frequency effects in written picture naming.

Brain and Language, 159

,118–126.Rapp, B., & Caramazza, A. (1997). The modality-specific organization of grammatical categories: Evidence from impaired spoken and written sentence production.

Brain and Language, 56

(2), 248–286.Schaie, K. W. (2000). The impact of longitudinal studies on understanding development from young adulthood to old age.

International Journal of Behavioral Development,24

(3), 257–266.van Galen, G. P. (1991). Handwriting: Issues for a psychomotor theory.

Human Movement Science, 10

(2-3), 165–191.Wang, C. (2015).

The cognitive mechanism of retrieving orthographic codes in the process of handwritten production in Chinese

(Unpublished doctorial dissertation). University of Chinese Academy of Sciences, Beijing.[王成. (2015).

漢語書寫產生中正字法信息提取的認知機制

(博士學位論文). 中國科學院大學, 北京.]Wingfield, A. (1968). Effects of frequency on identification and naming of objects.

The American Journal of Psychology,81

(2), 226–234.Yang, Q., & Zhang, Q. F. (2015). Aging of word frequency,syllable frequency and phonological facilitation effects in Chinese speech production.

Journal of Psychological Science, 38

(6), 1303–1310.[楊群, 張清芳. (2015). 口語產生中詞頻效應、音節頻率效應和語音促進效應的認知年老化.

心理科學, 38

(6),1303–1310.]Zhang, Q. F., & Damian, M. F. (2010). Impact of phonology on the generation of handwritten responses: Evidence from picture-word interference tasks.

Memory & Cognition,38

(4), 519–528.Zhang, Q. F., & Wang, C. (2014). Syllable frequency and word frequency effects in spoken and written word production in a non-alphabetic script.

Frontiers in Psychology, 5

, 120.Zhang, Q. F., & Yang, Y. F. (2003). The determiners of picture-naming latency.

Acta Psychologica Sinica, 35

,447–454.[張清芳, 楊玉芳. (2003). 影響圖畫命名時間的因素.

心理學報, 35

, 447–454.]