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習得年齡對客體和動作圖畫口語命名的不同影響:ERP研究*

2019-02-27 07:35:22張清芳
心理學報 2019年2期
關鍵詞:語義詞匯效應

婁 昊 李 叢 張清芳

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習得年齡對客體和動作圖畫口語命名的不同影響:ERP研究

婁 昊 李 叢 張清芳

(中國人民大學心理學系, 北京 100872)

詞匯習得年齡指人們最早理解單詞意義時的年齡, 已有研究發現早習得詞匯的閱讀反應時間短于晚習得詞匯, 研究者對于詞匯習得年齡效應的認知機制存在爭論。本研究運用事件相關電位技術, 考察了詞匯習得年齡(早與晚)對客體圖畫和動作圖畫命名的影響。研究中采用圖畫命名任務, 要求被試在看到圖畫后迅速且準確地說出圖畫名稱。結果發現早習得名詞的命名快于晚習得名詞, 而早習得動詞的命名卻慢于晚習得動詞; 習得年齡對于名詞產生的影響發生在圖畫呈現后的250~300 ms之間, 表現為早習得名詞波幅小于晚習得名詞, 而習得年齡對于動詞產生的影響發生在圖畫呈現后的200~600 ms之間, 表現為早習得動詞波幅大于晚習得動詞。這表明名詞產生中的習得年齡效應發生在詞匯選擇階段, 支持了語義假設的觀點; 動詞產生過程中的習得年齡效應出現在多個加工階段, 包括了詞匯選擇、音韻編碼和語音編碼階段, 這與動詞語義的多重性及其與動作相關的腦區激活有關, 支持了網絡可塑性假說的觀點。

口語詞匯產生; 圖畫命名; 客體圖畫; 動作圖畫; 詞匯習得年齡效應

1 前言

詞匯習得年齡(Age of acquisition, AoA)是指以口語或書面語的形式接觸到這個詞并理解其意義的年齡(Carroll & White, 1973; 陳寶國, 尤文平, 王立新, 2006)。Carroll和White (1973)首先發現AoA是影響詞匯通達和產生速度的重要因素, 表現在早期習得的詞語比晚期習得的詞語加工要容易, 即早習得詞比晚習得詞加工速度更快, 反應時更短, 即詞匯習得年齡效應(以下簡稱為“AoA效應”)。AoA效應的研究關系到早期語言的習得是否影響了成人語言加工, 具有重要的理論意義和實踐意義(陳寶國, 尤文平, 周會霞, 2007)。

關于AoA效應的研究采用的刺激材料包括了詞匯和圖畫。采用詞匯作為目標材料時研究者采取的任務包括了詞匯判斷(Johnston & Barry, 2006)、詞匯命名(Barry, Johnson, & Wood, 2006)、語義范疇判斷(Chen, Zhou, Dunlap, & Perfetti, 2007)。采用圖片作為刺激材料時, AoA指的是圖畫名稱的習得年齡, 任務包括了圖片語義分類(Catling & Johnston, 2006)、圖片知覺辨認任務(Holmes & Ellis, 2006)、客體圖畫口語命名(Catling, Dent, Johnston, & Balding, 2010; Laganaro & Perret, 2011; Perret, Bonin, & Laganaro, 2014)和動作圖畫口語命名(Bonin, Boyer, Méot, Fayol, & Droit, 2004; Shao, Roelofs, & Meyer, 2013)。在兩類刺激材料的加工中都發現了AoA效應, 但是兩類材料下的加工過程是不同的。詞匯加工為詞匯識別過程, 是從字形到語義的加工過程, 而圖片加工為詞匯產生過程, 包括了概念準備、詞匯語義選擇(基于概念的激活選擇相應的詞匯, 包括句法和語義的選擇)、音韻編碼(提取音段信息和節律信息)、語音編碼(編碼各類信息的發音運動程序)和發音等過程(Levelt, Roelofs, & Meyer, 1999)。

1.1 AoA效應的產生機制

研究者對AoA效應產生機制存在激烈爭論, 提出了不同理論假設, 主要有語音完整性假設和語義假設。語音完整性假設(phonological completeness hypothesis)認為AoA效應發生在詞匯加工的語音提取階段, 早習得詞語音以整體形式存儲, 而晚習得詞語音以非整體分解的形式存儲, 包括了各個音段以及節律信息等。在提取單詞語音信息時, 早習得詞可以整體提取, 晚習得詞需要整合各個部分后再整體提取, 因此早習得詞的提取快于晚習得詞, 表現為反應時更快(Brown & Watson, 1987)。Gerhand和Barry (1999)在真假詞的詞匯判斷任務中要求被試對真詞和不符合發音規則的假詞進行判斷, 或者讓被試在完成詞匯判斷任務時同時完成發音抑制任務, 減少對語音信息的加工, 結果發現完成任務時語音信息減少, AoA效應也相應減少, 因此研究者認為AoA效應發生于語音提取階段。

后來的一些實驗發現不符合語音完整性假設的觀點。Mobaghan和Ellis (2002)的語音分割實驗中, 要求被試對單詞的語音進行分割后發音, 結果發現與早習得詞相比, 晚習得詞未表現出更易進行語音分割, 這不符合語音完整性的假設。語音完整性假設認為晚習得詞是分解表征的, 那么在語音分割任務中的反應時應該更快。國內學者使用漢語材料對AoA效應的語音完整性假設進行檢驗, 也發現了相似的結果。張振軍、丁國盛和陳寶國(2011)采用三種語音匹配任務, 分別為整體語音加工任務(整體語音匹配任務)和部分語音加工任務(聲母匹配任務和韻母匹配任務), 在兩類任務中都發現早習得詞的加工速度快于晚習得詞。研究結果不符合語音完整性假設對部分語音加工任務中晚習得詞提取更快的預期。張積家、陳穗清、張廣巖和戴東紅(2012)的研究中采用聾人大學生作為被試, 聾生與健聽生相比, 語音意識較弱, 采用手語命名的反應方式也在一定程度上控制了語音的作用; 在提取字義時, 聾生會更多采用形到義的加工方式(方俊明, 張朝, 1998)。按照語音完整性假設觀點, 聾大學生在圖片命名任務、漢字語義分類任務和圖片的語義分類任務這三種任務中, 應當不會出現AoA效應, 但是研究發現在三種任務中都存在顯著的AoA效應, 與語音完整性假設預期不符。語音完整性假設也不能解釋在另外一些涉及語義加工但不需要語音信息參與的任務中, 如語義范疇判斷任務, 也發現了AoA效應(Brysbaert, Van, & DeDeyne, 2000)。

語義假設(semantic hypothesis)則認為詞匯習得的順序是語義系統最重要的組織原則, 晚習得詞匯的意義建立在早習得詞匯的語義基礎上, AoA效應發生在詞匯的語義加工過程。Brysbaert等(2000)在語義聯想任務中要求被試說出目標詞出現時聯想到的第一個詞, 在語義分類任務中要求被試對目標詞進行語義分類, 結果在兩個語義加工任務中均發現了典型的AoA效應, 表明AoA效應發生于語義加工過程。研究者在多種涉及語義層面加工的判斷任務中, 如有無生命性判斷任務(Morrison & Gibbons, 2006)、人造物體判斷任務(Catling & Johnston, 2006), 都發現了顯著的AoA效應。國內研究者對漢語詞匯加工過程中AoA效應產生機制的研究結果傾向于支持語義假設。陳寶國等(2007)比較了詞匯命名(呈現詞語要求被試朗讀單詞)和圖片命名, 結果在漢字命名中未發現AoA效應; 研究者進一步采取呈現單詞進行語義范疇的判斷任務以及圖片語義分類任務, 結果都發現了AoA效應。三個系列實驗表明AoA效應發生在語義加工過程, 與音韻提取過程無關, 支持了語義假設。陳俊、林少惠和張積家(2011)采用類似的實驗任務得到了相同的結果。研究者認為漢語中的詞匯命名中未出現AoA效應, 可能是由于漢字是意音文字, 字形與語音無直接聯系, 在漢字識別中語音的作用不夠強, 而語義的作用比較強導致的。

研究者發現AoA效應也有可能發生在多個加工階段中(Holmes & Ellis, 2006; Catling & Johnston, 2009)。網絡可塑性假設(Network Plasticity Hypothesis)是根據基于計算機模擬的聯結主義的觀點提出來的。Ellis和Lamboo Ralph (2000)通過計算機模擬發現早期訓練的模式比晚期訓練的模式表征得更好, 這與AoA效應的表現類似。在網絡結構中, 早習得詞匯對詞匯網絡的塑造作用比晚習得詞匯重要, 且晚習得詞匯的網絡結構可塑性降低。根據該假設的觀點, AoA效應可以出現于所有涉及個體已有信息提取的階段, 即概念加工、語義加工和語音加工等多個層次。Holmes和Ellis (2006)在圖片范疇判斷任務中發現, 在語音抑制條件和無語音抑制條件下均觀察到了AoA效應, 但是AoA效應在語音抑制任務中會減小, 說明AoA效應的產生可能部分來源于語音編碼階段, 但在語音抑制任務中, 雖然AoA效應減小但并未消失, 這說明AoA效應不僅僅發生在語音編碼階段。Catling和Johnston (2009)在圖圖判斷任務(判斷前后兩張圖是否相同)、客體真實性判斷任務、圖詞判斷任務(后呈現的詞與前呈現的圖含義是否相同)和圖畫命名任務中檢驗AoA效應的存在, 并對產生的AoA效應量的大小(Cohen’s)進行比較。結果在四種任務中均發現了AoA效應, 圖畫命名任務中的AoA效應量最大, 圖圖判斷任務和客體真實性判斷任務的AoA效應量大小接近, 圖詞判斷任務效應量大于前兩種任務但差異未達到顯著水平。圖畫命名任務效應量最大, 顯著大于其他三種任務。研究者認為圖圖判斷任務和客體真實性判斷任務主要涉及概念加工過程, 在這兩個任務中發現AoA效應, 說明該效應發生于概念水平。圖詞判斷任務涉及概念加工和語義加工, 在這一任務中觀察到的AoA效應量高于前兩個任務, 但未達到顯著水平, 說明AoA效應也可能發生于語義加工階段。在圖畫命名中觀察到了顯著高于其他三種任務的AoA效應量, 說明在音韻編碼階段相較于概念和語義階段產生了更大的AoA效應。同時圖畫命名任務相較于其他三種任務包含了更多加工過程, AoA效應量更大, 這一結果也符合網絡可塑性假設的觀點。陳寶國、尤文平、張亞峰和劉文煥(2010)對漢字早期字形加工階段的AoA效應的研究中, 采用模糊字辨認的視覺時間閾限測定的方法, 發現早習得漢字辨認時間短且準確率更高, 早習得漢字的識別閾限顯著短于晚習得漢字, 說明在漢字早期字形的加工階段存在AoA效應, 也說明AoA效應在知覺加工階段也有可能發生(同見Chen, Dent, You, & Wu, 2009)。

綜上, 第一, AoA效應的語音完整性假設是基于詞匯理解過程(詞匯命名)的結果, 而語義假設和網絡可塑性假設主要是基于詞匯產生過程(圖畫命名、圖畫分類等)的結果。網絡可塑性假設比語音假設和語義假設更為靈活, 能夠解釋AoA在詞匯理解和詞匯產生過程中的發現。第二, 盡管詞匯理解和詞匯產生過程都包含了語義和語音加工, 但兩個過程所涉及的語義和語音加工過程可能不同。以圖畫作為刺激材料的詞匯產生過程中, 首先激活的是圖畫的概念, 之后是詞匯的語義選擇和音韻編碼、語音編碼和發音。圖圖判斷任務、圖畫范疇分類一般只包括了概念水平的提取, 而圖詞判斷任務包括了概念和詞匯水平的語義提取。相比而言, 詞匯識別的過程中不一定要語義加工過程參與, 即AoA效應與概念和詞匯水平上語義的激活存在密切關聯。

1.2 AoA在客體命名和動作命名中的不同作用

名詞和動詞是語言中兩種基本詞類, 在語義層面、句法層面和語用層面等多個語言學水平上均存在差異, 如在句子加工中動詞具有功能性的作用, 名詞則作為論元角色發揮作用。動詞的表達相較于名詞也更為復雜, 名詞的表達通常是對某一客體的指代, 而動詞的表達涉及了與其相關聯的其他概念(Gentner, 1982), 動詞的概念和詞匯水平上的語義激活比名詞更加復雜。已有研究表明名詞和動詞在理解和產生等方面均存在顯著差異。

AoA是影響客體圖畫命名的重要因素之一。在多種字母語言的客體圖畫命名任務研究中, 采用回歸分析的方法, 均發現AoA是圖畫命名速度的顯著預測因子(Bates, et al., 2003; Alario, et al., 2004; 漢語:Weekes, Shu, Hao, Liu, & Tan, 2007; Liu, Hao, Li, & Shu, 2011)。在動作圖畫命名的研究中, Cuetos和Alija (2003)對西班牙語動作圖畫命名潛伏期的影響因素的回歸分析中, 發現AoA是影響圖畫命名反應時的重要因素(同樣的結果見Schwitter, Boyer, Méot, Bonin和Bonin等(2004)對法語的研究)。盡管如此, 研究者在漢語動作圖畫命名研究中并未發現AoA顯著的影響作用。陳永香和朱莉琪(2015)在動作圖畫命名潛伏期影響因素的研究中, 發現了H值(命名一致性的指標)、熟悉性和視覺復雜性對動作圖畫命名的影響作用。雖然相關分析中發現AoA與圖畫命名的反應時之間存在0.137的正相關(< 0.05), 但是在與其他因素共同預測命名反應時的分析中, AoA這一預測變量未能進入回歸方程。李叢、張清芳和黃韌(2017)考察了AoA在客體和動作圖畫命名任務中的作用, 在客體圖畫命名中發現了經典的AoA效應但在動作圖畫命名中卻發現了反轉的AoA效應, 即早習得詞匯的動作圖畫命名速度慢于晚習得詞匯的動作圖畫命名。

已有AoA效應的研究均采用行為反應時作為指標, 本研究則采用高時間分辨率的事件相關電位技術, 進一步考察AoA影響客體圖畫和動作圖畫口語命名中的加工階段。圖畫口語命名是言語產生研究中的經典任務, 包括了概念準備、詞匯選擇、音韻編碼、語音編碼和發聲等過程, 大約在600~ 700 ms內完成(Levelt et al., 1999), 元分析結果發現詞條提取發生在圖畫呈現后的200~275 ms之間, 音韻編碼發生在圖畫呈現后的275~450 ms之間, 語音編碼發生在圖畫呈現后的455~600 ms之間。上述過程加工完畢后, 講話者即可順利地表達出目標詞匯(Indefrey & Levelt, 2004; Indefrey, 2011)。在圖畫命名任務中, 動詞命名比名詞命名反應時更長(Druks et al., 2006; Matzig, Druks, Masterson, & Vigliocco, 2009)。通過比較AoA效應的時間進程與元分析的結果, 可以確定其在口語產生過程中的發生階段。

Laganaro和Perret (2011)在法語口語產生中, 采用圖畫命名和延遲圖畫命名任務, 結果只在圖畫命名任務中發現了AoA效應, AoA效應發生在220~250 ms和330~350 ms這兩個時間窗口, 分別對應言語產生過程中的詞條選擇和音韻編碼階段。研究者進一步采用腦電地形圖微態分割的方法, 發現AoA效應穩定地出現于350 ms左右的時間窗口, 即音韻編碼階段(類似的結果見Laganaro, Valente, & Perret, 2012; Perret et al., 2014)。因此, 研究者認為在法語口語產生中, AoA效應的發生階段位于音韻編碼階段, 且發生在單一階段而非多階段。已有有關漢語中AoA效應的ERP研究針對的是詞匯識別過程(白學軍, 王麗紅, 呂勇, 胡偉, 2010; Weekes, 2011), 尚未出現對漢語口語產生中AoA效應的ERP研究, 也未關注圖畫名稱詞性的不同對圖畫口語命名過程的影響。

因此, 本研究采用高時間分辨率的ERP技術, 考察詞匯習得年齡(早與晚)對客體圖畫和動作圖畫命名是否產生了不同的影響, 其影響的時間進程有何不同, 同時進一步檢驗語音完整性假設、語義假設及網絡可塑性假設的理論觀點, 確定名詞產生和動詞產生過程中AoA效應的發生階段。實驗中要求被試完成圖畫口語命名任務, 實驗刺激材料包括了客體圖畫和動作圖畫, 分別包括了圖畫名稱為早和晚習得的詞匯。這一任務涉及了口語產生的所有過程, 包括概念準備、詞匯選擇、音韻編碼、語音編碼和發聲階段, 可以觀察到AoA對客體詞匯和動作詞匯產生的具體階段的影響。根據語音完整性假設, 預期AoA效應發生在口語命名過程中的音韻編碼和語音編碼階段; 根據語義假設, 預期AoA效應出現在語義加工過程, 包括了概念準備和詞條選擇階段。由于客體詞匯和動作詞匯之間的差異, 動作詞匯相較于客體詞匯涉及其他語言學因素(題元關系等)更多, 動作詞匯的加工更為復雜, 因而早習得與晚習得的動詞差異應該會更大, 相較于名詞而言, AoA對動詞產生過程的影響可能是多階段的。根據網絡可塑性假說, 名詞和動詞的產生過程中的AoA效應都可能發生在多個加工階段。

2 方法

2.1 被試

28名(9名男生, 平均年齡22.18歲, 標準差2.56歲)來自北京地區高校, 自愿參加實驗的大學生。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。所有被試在實驗之前閱讀知情同意書并簽字, 實驗之后獲得一定報酬。

2.2 材料

實驗材料包含94幅客體圖畫[選自Liu等(2011)]和94幅動作圖畫[其中27幅選自Masterson和Druks (1998), 67幅選自Akinina等(2014)和李叢等(2017)], 其中4幅客體圖畫和4幅動作圖畫為練習圖畫。客體圖畫的習得年齡指標來源于Liu等(2011)建立的數據庫, 動作圖畫的習得年齡來源于李叢(2017)碩士學位論文中所建立的動作圖畫指標的數據庫??腕w圖畫和動作圖畫分別根據圖畫名稱習得年齡的早晚劃分為4類圖畫各45幅。早、晚習得客體圖畫和早、晚習得動作圖畫分別在命名一致性、熟悉性、具體性、視覺復雜性、表象變異性和詞頻等因素上進行了匹配(參見表1)。檢驗表明, 早晚習得客體圖畫的習得年齡差異顯著,(44) = ?13.19,< 0.01; 早晚習得動作圖畫的習得年齡差異顯著,(44) = ?14.15,< 0.01, 在命名一致性、熟悉性、具體性、視覺復雜性、表象變異性和詞頻上均無顯著性差異(s < 2,s > 0.05)。

2.3 設計

實驗設計包括了詞類(客體圖畫、動作圖畫)和AoA (早習得、晚習得)兩個自變量, 均為被試內因素。被試對動作圖畫和客體圖畫分別進行命名, 動作圖畫命名和客體圖畫命名順序在被試間進行平衡:一半被試先進行客體圖畫命名, 再進行動作圖畫命名任務; 一半被試先進行動作圖畫命名, 再進行客體圖畫命名任務。在命名任務中, 圖畫均以偽隨機順序呈現在屏幕中央, 名稱首音相同的圖畫不連續呈現。

2.4 儀器

實驗儀器包括E-prime 2.0軟件、PET-SRBOX反應盒、麥克風和計算機等。圖畫均在PIII-667計算機屏幕中央呈現, 被試的反應通過PET-SRBOX連接的麥克風記錄。所有實驗材料的呈現、計時以及被試反應時間的采集均由計算機控制。

表1 客體和動作圖畫早習得詞與晚習得詞的各項指標均值及其標準差

注:圖畫名稱的詞頻在《現代漢語通用詞表》(2003)中查得。

2.5 程序

被試坐在實驗室內電腦正前方約70 cm處, 進行圖畫命名任務, 實驗需要經過(1)學習階段:被試學習圖畫及其所對應的名稱。告訴被試這些圖畫在接下來的正式實驗中會出現, 并且要求被試記住每一幅圖畫所對應的名稱。學習完畢之后會測試被試的學習情況, 如果被試對某一幅圖畫的命名出現錯誤, 主試會及時糾正, 并告知要記住程序中所給出的圖畫名稱, 直到被試能夠按照正確名稱進行命名。(2)練習階段:對4幅練習圖畫分別進行命名, 以熟悉實驗程序和操作。(3)正式實驗階段:被試盡可能迅速且準確地對圖畫中的動作(動作圖畫)或客體(客體圖畫)進行命名。

練習階段和正式實驗階段的程序基本一致, 每一試次的流程如下:首先, 屏幕正中間呈現注視點“+”500 ms, 接著屏幕中央隨機呈現一幅客體圖畫(客體圖畫命名測試中)或動作圖畫(動作圖畫命名測試中), 被試盡可能迅速且準確地對圖畫進行命名, 被試開始做出反應后圖畫消失, 接著呈現1000 ms的空屏, 空屏呈現結束后進入下一試次。如果被試2000 ms內不做反應, 圖畫自動消失, 呈現空屏1000 ms, 進入下一試次。在命名過程中, 要求被試盡可能不要發出“嗯”、“啊”等聲音。計算機記錄被試的反應時間, 主試記錄被試的命名正確率。實驗過程中休息3次, 每次休息1分鐘, 整個實驗大概持續30分鐘。

2.6 EEG記錄與分析

使用美國NeuroScan公司生產的ESI-64導腦電記錄系統。參考電極為右乳突的均值。前額發際線下1 cm處連接接地電極, 垂直眼電(VEOG)和水平眼電(HEOG)均為雙極記錄, VEOG電極分別置于左眼眼眶上和眼眶下正中間的位置, HEOG兩電極分別置于眼角左右兩側1 cm處。每個電極處的頭皮電阻均保持在5 kΩ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(epoch)為圖畫呈現前200 ms到圖畫呈現后600 ms?;€為圖畫出現前200 ms, 數據分析時采用0.1~30 Hz的帶通濾波, 只對被試正確反應的刺激所引起的EEG進行平均疊加。刪除眼電、肌電、漂移等偽跡, 波幅超過±100 μV的記錄在疊加中自動刪除, 對EEG數據分類疊加, 共得到早習得名詞、晚習得名詞、早習得動詞和晚習得動詞產生的4種條件下的波形。

選取9個興趣區(Regions of Interest, ROI), 其中每個外側ROI波幅值是兩個電極點的平均波幅:左前(F3, F5), 中前(FZ), 右前(F4, F6)、左中(C3, C5), 中中(CZ), 右中(C4, C6), 左后(P3, P5), 中后(PZ)和右后(P4, P6)區域。將每個時間窗口的平均波幅分別進行2(詞類:名詞、動詞) × 2(習得年齡:早習得、晚習得) × 3(腦區:前、中、后) × 3(半球:左、中、右)的重復測量方差分析, 重復測量方差分析中球形性假設不成立時, 使用Greenhouse-Geiss法校正。

3 結果

28名被試中刪除了7名被試數據, 5名被試因疊加次數不夠, 2名被試因EEG信號偽跡太多而刪除, 共分析了21名被試數據, 每名被試每個條件下有效疊加試次數均超過40次。

3.1 行為結果

刪除錯誤反應的數據, 4種條件下錯誤率分別為:早習得名詞3.6%, 晚習得名詞3.2%、早習得動詞5.4%, 晚習得動詞4.5%。刪除錯誤率大于10%的項目, 共刪除項目3個, 其中晚獲得名詞1個, 早獲得動詞2個。刪除反應時小于300 ms和大于2000 ms的數據, 刪除平均值三個標準差以外的數據。對反應時數據進行2(詞類:名詞、動詞) × 2(習得年齡:早習得、晚習得)兩因素方差分析, 被試方差分析(F)和項目方差分析(F)的結果表明:詞類主效應顯著, 名詞命名反應時(806 ± 63 ms)快于動詞(873 ± 62 ms),(1, 20) = 68.16,= 0.01, η= 0.77,(1, 173) = 52.90,= 0.01, η= 0.23。習得年齡主效應不顯著,(1, 20) = 0.03,= 0.88, η= 0.01,(1, 173) = 0.01,= 0.96, η= 0.01。詞類和習得年齡的交互作用顯著,(1, 20) =40.68,= 0.01, η= 0.67,(1, 173) = 6.07,= 0.02, η= 0.03。進一步的分析表明, 早習得名詞(794 ± 66 ms)反應時快于晚習得名詞(818 ± 60 ms), 在被試分析中兩者差異顯著,(1, 20) = 17.62,= 0.01, η= 0.47, 項目分析中兩者差異邊緣顯著,(1, 87) = 3.45,= 0.07, η= 0.04; 早習得動詞反應時(885 ± 60 ms)慢于晚習得動詞(862 ± 63 ms), 在被試分析中兩者差異顯著,F(1, 20) = 28.14,= 0.01, η= 0.59, 項目分析中兩者差異邊緣顯著,(1, 86) = 2.69,= 0.10, η= 0.03。

3.2 ERP結果

剔除反應錯誤和反應時小于500 ms或大于2000 ms的試次。已有研究表明圖畫刺激呈現175 ms為視覺加工階段(Levelt et al., 1999), 且以往研究在刺激呈現后200 ms的時間窗內未發現過AoA效應(Bakhtiar, Su, Lee, & Weekes, 2016), 因此, 根據波形觀察和已有發現, 本研究僅分析200 ms后的ERP波幅, 分析以50 ms為間隔分割時間窗口, 包括了200~250 ms, 250~300 ms, 300~350 ms, 350~400 ms, 400~450 ms, 450~500 ms, 500~550 ms和550~600 ms共8個時間窗口。對各個時間窗口的平均波幅分別進行2(詞類:名詞、動詞) × 2(AoA:早習得、晚習得) × 3(腦區:前、中、后) × 3(半球:左、中、右)的重復測量方差分析(見表2), 發現了詞類、AoA、腦區以及半球在所有時間窗口中都存在顯著的交互作用。

圖1所示針對名詞和動詞分別計算了不同時間窗口下達到顯著差異水平的各個興趣區的AoA效應(早習得詞?晚習得詞)。圖2所示是客體和動作圖畫在早晚AoA條件下F5電極點上的波形, 及其在相應的時間窗口內AoA效應的地形分布圖。

4 討論

采用圖畫口語命名任務和ERP技術, 我們考察了AoA對漢語名詞產生和動詞產生過程的不同影響。在客體圖畫命名中發現了經典的AoA效應, 即早習得客體圖畫命名速度快于晚習得客體圖畫命名; 在動作圖畫命名任務中則發現了反轉的AoA效應, 即早習得動作圖畫命名慢于晚習得動作圖畫的命名。ERP結果發現客體圖畫名稱的AoA效應出現在圖畫呈現后250~300 ms的時間窗口內, 表現為早習得名詞平均波幅小于晚習得名詞, 晚習得名詞平均波幅更正。動作圖畫名稱的AoA效應出現在圖畫呈現后的200~250 ms, 300~400 ms, 以及450~600 ms時間窗口內, 表現為早習得動詞比晚習得動詞的平均波幅更大, 波幅更正。ERP數據的波幅分析發現了名詞與動詞的AoA效應的表現模式不同, 兩者所涉及的認知機制不同。

表2 以詞類、AoA和ROI為自變量在200~600 ms時間窗口(以50 ms為間隔)中方差分析的結果

注:**< 0.01, *< 0.05, ? 0.05 <<0.10, —不顯著

圖1 名詞和動詞在不同時間窗口下的AoA效應注:圖中誤差棒均為95%CI

圖2 F5電極點(左前)名詞和動詞AoA效應注:彩圖見電子版

本研究中所發現的名詞和動詞的命名潛伏期平均值為806 ms和873 ms, 明顯地長于元分析中所呈現的平均反應時600~700 ms。反應時的延長是否會導致所包括的各個階段產生相應地延遲?有研究者認為這會使得口語產生中所包括的各個階段在時間進程上都發生延長, 即由于各個階段的所用時間都增加, 最終導致了反應時的增加(Schuhmann, Schiller, Goebel, & Sack, 2009)。有的研究者則認為僅僅是某個階段時間的增加導致了反應時的延長, Laganaro等(2012)比較了反應時潛伏期不同的三組被試(反應時平均值從快到慢分別為714 ms, 815 ms和926 ms), 發現反應速度即潛伏期的長短不會影響0~200 ms之間的波形, 而是影響了詞匯選擇過程。反應快的被試組其詞匯選擇過程大約用時74~85 ms (前2組被試), 而反應慢的被試組用時大約151 ms, 表明被試的詞匯選擇過程出現了延長, 并非所有的過程都會延長。

客體圖畫命名的AoA效應出現在250~300 ms的時間窗口內, 在口語產生過程中, 200~275 ms為詞匯選擇階段, 由于行為反應時較長, 根據已有的研究結果(Schuhmann et al., 2009; Laganaro et al., 2012), 我們認為詞匯選擇過程的時間可能會延長, 因此這一時間進程更有可能對應的是詞匯選擇階段, 即客體圖畫命名的AoA效應發生在詞匯選擇階段, 與法語客體圖畫命名的研究結果一致(Laganaro & Perret, 2011; Indefrey, 2011)。早習得的名詞其語義選擇更容易, 在波形上表現為早習得名詞的波幅低于晚習得名詞。相比而言, 動作圖畫命名的AoA效應持續了更長的時程, 出現在圖畫呈現后的200~250 ms, 300~400 ms和450~600 ms的時間窗口內, 這些時間窗口分別對應口語詞匯產生中的詞匯選擇, 音韻編碼和語音編碼階段(Laganaro & Perret, 2011; Indefrey, 2011)。研究結果表明AoA效應在客體和動作圖畫命名中發生模式不同, 客體圖畫命名中為單一階段模式, 而動作圖畫命名中為多階段模式。

研究結果表明AoA對名詞產生和動詞產生存在不同影響。根據名詞AoA效應產生的時間進程(250~300 ms), 早習得與晚習得的名詞在音韻編碼和語音編碼階段無差異, 與語音完整性假設不一致。這一時間窗口位于口語產生過程中的詞匯選擇階段(Indefrey, 2011), 與語義假設的觀點一致。我們的發現與已有漢語圖畫命名任務的結果一致(陳寶國等, 2007), 表明晚習得詞概念的意義是建立在早習得詞概念意義的基礎之上, 因此早習得詞比晚習得詞的語義激活和提取更快。動作圖畫命名中的AoA效應所出現的時間窗口分別對應于詞匯選擇、音韻編碼和語音編碼這三個加工階段, 表明動詞口語產生中的AoA效應可能出現在多個加工階段, 與網絡可塑性假設的預期一致。

我們認為AoA效應在客體和動作圖畫命名中的不同表現可能來自于兩個方面:第一, 由于名詞的語義明確, 而動詞具有多重涵義導致的; 第二, 早習得的動作詞匯可能與多個概念之間發生聯結, 而晚習得的動作詞匯與其他概念之間的聯結相對較少(Gentner, 1982)。在詞頻得到匹配的情況下, 由于動詞的命名中經常包含各種與其相關概念的激活, 例如“打電話”、“打球”、“打水”等。因此, 我們認為晚習得的動作詞匯, 其相關概念激活較少, 對其命名造成的干擾則較少, 與早習得的詞匯相比, 其動作命名越快。多重語義的激活以及相關概念的激活可能會使得動詞的AoA效應發生在多個階段, 包括了詞匯選擇、音韻編碼和語音編碼各個階段(200~600 ms)。相比而言, 名詞的語義比較明確, 詞頻匹配的情況下其AoA效應只發生在詞匯選擇階段(250~300 ms)。本研究中所發現的AoA效應主要發生于大腦左半球和中部腦區(如圖2所示), 與以往ERP研究結果相一致(Bakhtiar et al., 2016)。

名詞和動詞的差異在人類習得語言的過程中一直存在。Tardif (1996)的研究發現, 在個體語言習得和發展的過程中, 名詞和動詞在習得最早的詞匯中所占比重最大, 動詞相比于名詞更難記憶并且習得的更晚。這一結果可能也與動詞和名詞的句法類別及其功能方面存在諸多差異有關, 句子中動詞起功能性的作用, 而名詞起論元的角色, 同時動詞的表達比名詞更加復雜一些, 名詞的表達只需要一個物體的指代對象, 而動詞涉及了與具體動作相關聯的概念(Gentner, 1982)。神經心理學的研究也發現了圖畫命名過程中名詞和動詞的表現不同, Arévalo, Lu, Huang, Bates和Dronkers (2011)對腦損傷患者的研究結果顯示, 在圖畫命名任務中, 無論被試是否言語流暢, 動詞產生錯誤率都高于名詞產生。本研究中也發現動詞的錯誤率(4.95%)高于名詞錯誤率(3.4%)。

在印歐語系口語詞匯產生的研究中, 客體圖畫命名的AoA效應可能發生在詞匯選擇和音韻編碼兩個階段(Belke, Brysbaert, Meyer, & Ghyselinck, 2005; Chalard & Bonin, 2006)。Laganaro和Perret (2011)發現AoA在圖畫刺激呈現后350 ms左右的時間窗口起作用, 持續了大約32 ms, 表明AoA效應可能發生于音韻編碼階段。漢語與印歐語系結果的不同可能與語言特點以及語言產生過程有密切關系:多數研究發現印歐語系的口語詞匯產生過程中詞匯選擇和音韻編碼之間存在雙向聯結(Starreveld & La Heij, 1995, 1996; Damian & Martin, 1999), 語義和音韻信息的激活基本上是同時的(Dell’Acqua et al., 2010)。漢語的口語詞匯產生過程則發現這兩個階段之間的關系是獨立的無交互作用, 語義和音韻信息的激活時間是分離的(Zhu, Damian, & Zhang, 2015; Zhu, Zhang, & Damian, 2016)。

以往有關名詞AoA效應的發生階段都針對的是詞匯選擇或音韻編碼, 并未涉及到語音編碼階段。在口語詞匯產生中, 語音編碼階段主要是為詞匯的發音準備運動指令, 在不同的語境中運動指令是不同的, 相同的語音如果前后的音節不同, 其運動指令就不同(Levelt et al., 1999)。為什么動作圖畫命名的AoA效應也有可能發生在語音編碼階段?研究發現名詞和動詞有不同的神經基礎, 在動詞加工中額區激活, 名詞加工中顳?枕區激活, 而且動詞的含義是和運動神經通道相關的, 靠近運動區的額葉在動詞加工中起作用; 具體名詞的含義是和視覺通道相關的, 名詞的加工與靠近視覺中樞的顳?枕區有關(Pulvermüller, 1999; Warrington & McCarthy, 1987), 因而在動作圖畫命名的過程中相應的腦區產生了激活。

Zevin和Seidenberg (2002)認為詞匯產生中的AoA效應可能來源于詞匯累計頻率和頻率分布模式的影響。對于名詞來說, 早習得名詞可能在習得后的長時間內依然保有很高的使用頻率, 早習得名詞的命名快于晚習得名詞; 隨年齡增長, 晚習得的復雜動詞和抽象動詞的使用比例在個體總體詞匯中所占的比例會增加。早習得動詞習得時間早于晚習得動詞, 但其累計頻率可能少于晚習得動詞, 因而早習得動詞的反應時更長, 出現了AoA影響名詞和動詞模式的反轉。漢語中是否也存在這一影響因素尚需要更進一步的研究。

5 結論

綜上, 本研究首次考察了漢語口語詞匯產生過程中客體圖畫和動作圖畫命名中的AoA效應, 發現在圖畫命名任務中, AoA對客體和動作圖畫的影響模式不同。早習得名詞的命名反應時快于晚習得名詞, 而早習得動詞的命名反應時慢于晚習得動詞, 出現了AoA效應的反轉。名詞的AoA效應發生在詞匯選擇階段(250~300 ms), 早習得名詞的波幅小于晚習得名詞; 而動詞的AoA效應出現在多個加工階段, 包括了詞匯選擇、音韻編碼和語音編碼階段(200~600 ms), 早習得動詞的波幅大于晚習得動詞; 名詞和動詞的AoA效應主要出現在左半球。名詞的AoA效應支持了語義假設的觀點, 而動詞的AoA效應發生在多個加工階段, 為網絡可塑性假說提供了支持證據。名詞和動詞產生過程中AoA效應的認知機制不同, 這可能與名詞和動詞在句子交流中的功能不同以及兩者的語義聯結網絡不同有關。

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Distinct effects of age of acquisition in Chinese object and action picture naming: An ERP study

LOU Hao; LI Cong; ZHANG Qingfang

(Department of Psychology, Renmin University of China, Beijing 100872, China)

Age of Acquisition (AoA) refers to the age at which a concept is learned. Early-acquired words have an advantage over late-acquired words in processing accuracy and speed. Which stage of AoA playing its role in spoken word production remains controversial. The phonological completeness hypothesis assumes that AoA may have a phonological locus, while the semantic hypothesis assumes that AoA affects semantic processing (i.e., conceptual preparation, lexical selection). The network plasticity hypothesis assumes that AoA arises at multiple processing levels, in spoken word production.

In a picture naming task, we used the event-related potential (ERP) technique to examine the loci of AoA effect in object and action pictures naming. Twenty-eight participants (9 males, mean range: 22.18, SD: 2.56) participated in this study. We selected a total of 188 words and their corresponding black and white line pictures, half of which were object pictures, and half were action pictures. Within each type of picture, half were early acquired, and half were late acquired. Therefore, the age of acquisition of picture names (early vs. late) and word type (noun vs. verb) served as within-participants variables. During the experiment, participants were asked to name each picture as accurately and quickly as possible.

Behavioral data indicated a typical AoA effect in object pictures naming, showing that object pictures corresponding to early-acquired nouns were named faster than those corresponding to late-acquired ones. In contrast, action pictures corresponding to early-acquired verbs were named slower than those corresponding to late-acquired verbs. ERP data also showed distinct AoA effect patterns in object and action picture naming. For object picture naming, late-acquired nouns elicited a larger positivity than early-acquired nouns between 250~300 ms over left-prefrontal regions. In contrast, for action picture naming, early-acquired verbs evoked a larger positivity than late-acquired verbs within 200~250 ms, 300~400 ms and 450~600 ms time windows over the left hemisphere.

We suggest that the AoA effect in object naming may originate in the lexical selection of spoken word production, supporting the semantic hypothesis. In contrast, the AoA effects in action naming may originate in multiple processes, such as lexical selection, phonological encoding and phonetic encoding, supporting the network plasticity hypothesis. The distinct AoA effects between the naming of object and action pictures probably relate to the distinct semantic networks that represent objects and actions. Therefore, the AoA effect in action picture naming is much more complicated than in object picture naming and needs further investigation.

spoken word production; picture naming; object picture; action picture; age of acquisition effect

10.3724/SP.J.1041.2019.00143

2018-04-10

* 中國人民大學科學研究基金項目(中央高校基本科研業務費專項資金資助) (18XNLG28), 北京市社科基金重點項目(16YYA006)和國家自然科學基金面上項目(31471074)資助。

張清芳, E-mail: qingfang.zhang@ruc.edu.cn

B842

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