蒙語詞匯識別中正字法加工的進程和作用：ERP 研究 *

侯 友 七十三

(內蒙古師范大學心理學院，內蒙古自治區心理學重點實驗室，呼和浩特 010022)

1 引言

閱讀過程中詞匯如何能被有效、快速的識別，其具體的內在信息加工過程是什么？特別是詞匯在識別過程中如何受到其正字法鄰居詞的影響及其內在的加工機制成為研究者關注的興趣點（Sears, Campbell, & Lupker, 2006）。

視覺詞匯的識別首先是正字法的識別，然后再通達語音和語義（Carreiras, Armstrong, Perea, &Frost, 2014）。在拼音文字中，正字法鄰居（orthographic neighbors）是指通過改變詞中的任何一個字母且保持字母位置固定得到的詞，如base，case 和vase 均是ease 的正字法鄰居詞匯。激活基礎模型（activationbased models）認為正字法鄰居在詞匯識別中扮演重要的角色（Grainger & Jacobs, 1999; Nakayama,Sears, & Lupker, 2008），當以視覺形式呈現一個詞匯時，該詞匯的表征及其正字法鄰居詞的表征均被激活。目標詞匯的選擇需要經過一個競爭性抑制的過程，與正字法鄰居的激活之間相互競爭、互相抑制，直到目標詞匯激活超過閾限水平。也就是說，激活的詞匯單元之間存在競爭，而且詞匯與其正字法鄰居的激活也相互影響，二者在詞匯識別的過程中均發揮重要的作用。

正字法鄰居詞對目標詞的識別產生促進還是抑制作用？由于實驗參數控制不同，結論也不盡相同?；谄匆粑淖值难芯勘砻?，正字法鄰居詞之間的詞頻關系是影響激活基礎模型中競爭性的重要因素（Nakayama et al., 2008; Massol, Grainger,Dufau, & Holcomb, 2010）。高頻正字法鄰居詞對目標詞識別有促進效應（Forster & Shen, 1996; Sears et al., 2006）。也有研究發現，正字法鄰居詞會對目標詞的識別產生抑制作用，高頻正字法鄰居詞對低頻目標詞的識別產生明顯的抑制作用，低頻正字法鄰居詞對高頻目標詞的識別也產生較小的抑制 作 用 （Davis & Lupker, 2006; Massol et al.,2010）。這種抑制作用主要體現在早期階段的詞匯加工水平，而對晚期的語義激活有一定的促進作用（Grainger, Muneaux, Farioli, & Ziegler, 2005）。

近年來研究者將掩蔽啟動范式和ERP 技術結合，進一步探討正字法鄰居詞匯加工的實質問題，主要關注N/P150、N250、N400 三個腦電成分。N/P150 是一個具有相同時間窗口的雙極性腦電成分，重復條件（目標刺激和啟動刺激相同）比無關條件（目標刺激和啟動刺激沒有關系）引發的P150 波幅更正，這種重復效應主要反映了早期視覺特征水平的加工（Chauncey, Holcomb, &Grainger，2008）。N250 成分主要反映啟動刺激和目標刺激的正字法重復程度，與完全重復啟動相比，當目標刺激稍作改動（例如改變詞匯中一個字母，tebal-TABLE）時誘發的N250 波幅稍微大一點（Holcomb & Grainger, 2006）。N400成分是語言加工研究中最常用的ERP 成分，一種觀點認為N400 可能反映了詞匯識別中形-義連接的加工過程（Holcomb, Grainger, & O’Rourke, 2002），而Massol 等（2010）證明N400 反映整詞水平表征到語義表征的映射。

蒙語作為拼音文字，屬于阿爾泰語系蒙古語族，是由31 個蒙古文字母（7 個元音、24 個輔音）構成的音素文字（確精扎布, 那順烏日圖,1994）。采用從上到下連體豎寫的形式，字母之間沒有間距。形態學方面，蒙語以詞根或詞干為基礎，后接附加成分派生新詞和進行詞形變化。不同文字系統的正字法具有不同的規則性，英語形音之間不具有一一對應關系（孟祥芝, 舒華, 1999）。蒙古語的形音對應規則比英語等印歐語系的其它拼音文字更為嚴格，屬于更淺層正字法語言，其正字法加工是否與英語等拼音文字相同？

鑒于以上原因，本研究采用掩蔽啟動范式和ERP 技術探討蒙語正字法鄰居詞匯的加工特點，考慮到詞頻因素的影響，主要研究低頻啟動詞對高頻目標詞識別的影響。關注的腦電成分有N250和N400，早期影響主要反映在N250 的變化上，后期影響則主要反映在N400 的變化上。

2 研究方法

2.1 被試

16 名蒙古族大學生（男 6 名, 女 10 名, 平均年齡為20.6±1.06 歲）。第一母語為蒙語，一直接受蒙語教學。均為右利手，裸眼視力或矯正視力正常，身體健康，無精神病史。實驗前簽署知情同意書，實驗結束后付給一定報酬。

2.2 實驗設計

2（啟動類型：正字法啟動、無關啟動）×2（SOA：短、長）被試內實驗設計。SOA 為啟動刺激與目標刺激之間的時間間隔，短SOA 為67 ms，長 SOA 為 167 ms。

2.3 實驗材料

實驗材料包括關鍵材料和填充材料。關鍵材料選自《蒙古語同音詞同形詞詞典》，包括192 對5～10 個字母的蒙文形似詞匯，均為名詞、動詞。第一個詞為啟動刺激，第二個詞為目標刺激，啟動詞的平均字母數為6.36 個，平均詞頻為85.8；目標詞的平均字母數為6.39 個，詞頻為153.9（以《現代蒙古語頻率詞典》為標準，以百萬分之一為單位），啟動詞與目標詞的字母數差異不顯著（p＞0.05），詞頻差異顯著（p＜0.05）。正字法詞對是指兩個詞有一個或兩個字母不同，讀音和語義均不同的詞對，無關詞對是詞形、讀音、語義均不同的詞對。

采用輪組設計法平衡關鍵材料和實驗條件，共形成4 個刺激序列（lists）。每個序列包括192個trial，每種實驗條件各48 個trial，采用偽隨機方式排列刺激材料。這樣在不同的序列和被試間，不同的目標詞匯在四種實驗條件下僅呈現一次，能夠保證不同實驗條件下啟動刺激和目標刺激所誘發的ERP 成分來源于相同材料，避免材料物理特征或詞匯屬性的差異而導致腦電波的不同（Holcomb& Grainger, 2007）。

填充材料包括48 對由動物名稱詞匯和非動物名稱詞匯組成的詞對，詞長為5～10 個字母，隨機分為四組，插入到關鍵材料中。動物名稱詞匯作為Go/No-go 語義分類任務中的探測刺激。

2.4 實驗程序

所有詞匯均制作成黑底白字的圖片，大小為50×110 像素。刺激材料通過計算機呈現，顯示器大小為 19 英寸，分辨率為 1440×900 像素，刷新率為 60 HZ。實驗在隔音的屏蔽室進行，被試距離屏幕80 cm。

采用E-prime2.0 專業版編制實驗程序，如圖1所示。每個t r i a l 中，首先在屏幕中央呈現“（--）”注視點2000 ms，提示實驗開始。注視點消失后為 500 ms 的空屏，之后呈現 500 ms 豎立的“####”作為前掩蔽刺激，消失后呈現47 ms 或147 ms 的啟動詞，然后呈現 20 ms 的后掩蔽刺激“####”。緊接著呈現500 ms 的目標詞，目標刺激消失后為1000 ms 的空屏。被試任務是對出現的動物詞匯盡快按鍵反應，對其他詞匯不要求做明顯的行為反應。實驗前進行練習，讓被試熟練程序。整個實驗大約持續25 分鐘，中間休息1 次。

2.5 腦電記錄

儀器為德國Brain Products 公司的64 導腦電記錄分析系統，采用國際10-20 系統擴展的銀/氯化銀電極帽記錄腦電。以左、右乳突平均電位為參考電極，頭皮中線Fz 和Cz 點間接地。右眼外側放置電極記錄水平眼電（HEOG），左眼上、下放置電極記錄垂直眼電（VEOG）。每個電極處的頭皮電阻保持在 5 kΩ 以下（眼電記錄電極的電阻小于 10 kΩ）。濾波帶通為 0.01～70 Hz，采樣頻率為 500 Hz。

分析時程為目標刺激前200 ms 到呈現后1000 ms，采用刺激鎖時方式連續記錄腦電。目標刺激前200 ms 作為基線。數據離線分析時濾波帶通為0.01～30 Hz，自動刪除眼電、肌電等偽跡，波幅大于±80μV 的記錄在疊加中被自動刪除。離線式疊加處理。

2.6 數據分析與統計

由于動物詞匯是為了促使被試進行語義加工而插入的填充詞，而實驗主要關注關鍵詞的分析，所以對插入的動物詞匯只計算正確率。

根據已有文獻（Holcomb et al., 2007）和本實驗得到的ERP 總平均波形，選取9 個代表性的電極（額區：F3、Fz、F4；中央區：C3、Cz、C4；頂區：P3、Pz、P4）進行分析。短SOA 條件下，分析的時間窗口和成分為：120～180 ms（N/P150）、200～300 ms（N250）和 350～450 ms（N400）；長S O A 條件下，分析的時間窗口和成分為：180～220 ms（P200）、220～300 ms（N250）和350～450 ms（N400）。除分析啟動類型和腦區因素外，還考察了左右半球因素。左半球包括F3、C3、P3 電極點，中線包括Fz、Cz、Pz 電極點，右半球包括F4、C4、P4 電極點。分別對不同SOA 條件下不同時間窗口的腦電成分的平均波幅進行多因素重復測量方差分析。

3 研究結果

3.1 行為結果數據

短SOA 條件下，動物詞匯呈現在目標位置時正確率為92.1%；長SOA 條件下，動物詞匯呈現在目標位置時正確率為98.3%。

3.2 ERP 結果

通過對不同SOA 條件下正字法啟動和無關啟動頭皮各點ERP 的總平均圖（圖2 和圖3）的定性分析，結果發現，SOA 為67 ms 時，正字法啟動在頭皮的額葉中央區誘發的P150 成分波幅更正，無關啟動誘發的N400 波幅更負，N250 成分沒有明顯差異；SOA 為167 ms 時，兩種實驗條件下早期的P150 和N250 成分沒有明顯分離，晚期的N400 成分出現了明顯分離，無關啟動在整個大腦皮層誘發的N400 波幅更負。

3.2.1短SOA時的ERP結果

P150 成分 主要對額區和中央區的電極點進行了分析。方差分析表明，額區：啟動類型的主效應邊緣顯著，F（1, 15）=3.68，p=0.07，η2=0.19；正字法啟動誘發的P150 波幅更正。電極點的主效應顯著，F（2, 30）=11.4，p＜0.001，η2=0.43；事后檢驗發現，Fz 點的波幅顯著大于F3 和F4 點的波幅。啟動類型與電極點的交互作用不顯著。中央區：啟動類型主效應邊緣顯著，F（1, 15）=3.76，p=0.07，η2=0.20。電極點的主效應極其顯著，F（2,30）=18.11，p＜0.001，η2=0.54；事后檢驗發現，Cz 點的波幅顯著大于C3 和C4 點的波幅。

N250 成分 方差分析表明，啟動類型的主效應不顯著，F（1, 15）=0.01，p=0.90；正字法啟動和無關啟動誘發的N250 波幅幾乎沒有差異。前后因素的主效應顯著，F（1, 15）=5.78，p＜0.05，η2=0.27，前部額區電極點的波幅更負。左右因素的主效應顯著，F（2, 30）=4.63，p＜0.05，η2=0.23；事后檢驗發現，中線電極點的平均波幅顯著大于左半球電極點的波幅。啟動類型與前后因素、左右因素的二重和三重交互作用均不顯著。

N400 成分 方差分析表明，啟動類型的主效應顯著，F（1, 15）=13.54，p＜0.01，η2=0.47；無關啟動誘發的N400 波幅更負。前后因素的主效應顯著，F（2, 30）=5.65，p＜0.05，η2=0.27；事后檢驗發現，中央區電極點的腦電平均波幅最大，顯著大于額區和頂區電極點的平均波幅；頂區電極點的波幅顯著大于額區電極點的波幅。左右因素的主效應顯著，F（2, 30）=5.87，p＜0.01，η2=0.28；事后檢驗發現，中線電極點的平均波幅顯著大于左半球和右半球電極點的波幅。啟動類型與前后因素的交互作用顯著，F（2，30）=4.04，p＜0.05，η2=0.21；簡單效應分析表明，在額區、中央區、頂區啟動類型的簡單效應均顯著。

3.2.2長SOA時的ERP結果

N250 成分 由圖3 定性分析可以看出，在200～300 ms 時間窗口，正字法啟動和無關啟動條件下N250 成分并沒有明顯的分離。方差分析表明，啟動類型的主效應不顯著，F（1, 15）=0.30，p=0.58。

N400 成分 方差分析表明，啟動類型的主效應顯著，F（1, 15）=23.95，p＜0.001，η2=0.62；無關啟動誘發的N400 波幅更負。前后因素的主效應顯著，F（2, 30）=11.29，p＜0.001，η2=0.42；事后檢驗表明，中央區電極點C3、CZ、C4 的腦電波幅最大，中央區和頂區電極點波幅顯著大于額區的波幅；也就是說額區電極點的波幅更負。左右因素的主效應顯著，F（2, 30）=4.53，p＜0.05，η2=0.23；事后檢驗發現，中線電極點的波幅顯著大于左半球和右半球電極點的波幅。啟動類型與前后因素的交互作用顯著，F（2, 30）=8.35，p＜0.01，η2=0.35；簡單效應分析表明，在額區、中央區和頂區啟動類型的簡單效應均顯著。

4 分析與討論

本研究以真詞為實驗材料，探討蒙語詞匯正字法加工的進程和作用。結果發現，不論是短SOA 還是長SOA 條件，正字法啟動并沒有誘發明顯的N250 成分，但在整個腦區均產生明顯的N400效應。這與已有研究（Morris & Stockall, 2012;Eddy, Grainger, Holcomb, & Mitra, 2014）的結果一致。

Morris 和Stockall（2012）采用掩蔽啟動范式和ERP 技術探討英語規則和不規則形態詞匯加工過程中，發現正字法啟動并未誘發出明顯的N250成分，重復啟動和過去時啟動（如walked-walk）條件引發了明顯的N250 成分。Eddy 等（2014）采用相同的實驗范式探討兒童和成人詞匯識別中正字法與語義加工的分離問題，發現對成人被試來說，重復啟動與無關啟動只是出現了N250 分離的趨勢，但并未達到顯著差異，特別是在長SOA 條件下并未出現N250 效應，不論是短SOA 還是長SOA 條件，均誘發明顯的N400 成分。

N250 成分反映啟動范式中詞匯正字法的重疊程度，但N250 是否是有效反映正字法（或詞素）加工的成分結論還不一致。本研究和上述研究并未有效誘發N250 成分。有研究認為正字法加工可以 調 節 N250 的 變 化 （ Diependaele, Sandra, &Grainger, 2005; Morris, Porter, Grainger, & Holcomb,2011）。按照詞匯識別交互激活模型的觀點，N250 主要反映了亞詞匯水平與整詞表征的交界面加工程度（Morris, Grainger, & Holcomb, 2008），啟動詞和目標詞在形態學方面要有高度的一致（包括形和音的相互映射）往往能獲得穩定的N250 效應。Carrasco-Ortiz，Midgley，Grainger 和Holcomb（2017）探討正字法與語音交互作用對鄰居詞匯的影響，發現單純的正字法加工或語音加工均未誘發明顯的N250 和N400 成分，而是出現了正字法和語音的交互作用，兩個腦電成分受到正字法和語音鄰居詞匯密度的調節。對于拼音文字，正字法與語音信息的交互影響是很難分離的一個因素。本研究在操縱正字法啟動時，正字法鄰居詞在語音上沒有重疊，重疊程度遠沒有重復條件高，所以出現N250 效應的可能性較小。

實驗材料可能是影響N250 成分的另一個重要因素，以假詞為實驗材料（如barin 啟動BRAIN）的多數研究均出現了N250 效應。中文詞匯識別的研究中，有研究支持N250 與詞形詞素有關，趙思敏等（2017）以漢語雙字詞為材料，發現當啟動詞和目標詞共享詞素同形時便能引發N250 的變化，通過時程分析得出，N250 是漢字識別中比較穩定的一個成分。蒙語詞匯正字法加工能否出現N250效應，還需進一步操控相對詞頻、正字法與語音的交互影響、真假詞匯等因素進一步探討。

N400 效應的出現支持正字法加工對語義的促進作用。這一實驗結果符合交互激活模型（interactive activation model, IAM）的觀點?？焖賳訔l件下，字形相似的啟動詞不僅預激活自身詞匯水平的表征而且也激活了目標詞匯的表征。隨后呈現的目標詞的表征繼續為啟動的激活表征提供支持證據，因此在目標詞匯加工的過程使啟動詞也達到了一個更高水平的激活。正是這種啟動詞匯的預激活與目標刺激的激活相結合才使得目標詞在詞匯的競爭表征中產生最大程度的激活。實驗任務要求被試對目標詞匯進行任務判斷，對于特定的目標詞匯必須對啟動詞匯的過度激活或其他相似詞匯的激活進行抑制才能使自身達到激活的水平。所以正字法鄰居的抑制效應主要體現在整詞正字法表征的內在激活階段。在接下來的語義激活過程中，正字法鄰居詞的抑制效應就會消失，而且由于詞匯水平的預激活，對語義的激活產生了促進作用。

5 結論

本研究條件下得出如下結論：蒙語詞匯加工中，正字法信息對目標詞詞匯水平的加工產生一定的影響，對詞匯晚期的語義加工有促進作用。