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本研究通过事件相关电位(ERP)探究自我指向和标签对视觉信息处理的神经影响。24名被试在点、标签、点+标签三种条件下对颜色目标进行判断,发现早期P1电位存在梯度交互,后期P2和N400成分显示标签效应占主导,且点与标签存在非叠加作用,不同神经阶段呈现差异化影响。
斯宾塞·D·凯利|迪伦·弗拉萨克|唐炳辉
科尔盖特大学心理与脑科学系语言与大脑中心
摘要
指点和标记传统上被视为交流行为;本研究探讨了当这些行为是针对自身进行时对其神经认知的影响。24名参与者完成了一项启动任务,在该任务中,他们在三种被试内条件下对颜色进行编码:仅指点、仅标记以及同时指点和标记。在每次颜色编码后,参与者需要判断目标物体属于相同(一致)还是不同的(不一致)颜色类别。目标锁定的事件相关电位(ERP)显示,一致性及编码条件对早期和后期处理阶段均产生了影响。在早期潜伏期,指点引发了比标记更强的后P1波;而同时指点和标记的条件介于两者之间,且与单一条件无显著差异,这与早期感知-注意阶段的非叠加性交互作用一致。在后期潜伏期,单独指点引发了比单独标记更大的后P2波和更小的中央-顶叶晚期负波(300–500毫秒),同时指点和标记的条件则与单独指点有所不同,但与单独标记较为相似。总体而言,这些结果表明,针对自身的指点和标记对下游物体处理产生了不同的、非叠加性的影响,早期处理表现出等级化的交互作用,而后期感知和概念处理则越来越受到标记的影响。
引言
在日本,铁路工人采用了一种相对简单但非常有效的安全措施,称为“指点并呼喊”或shisa kanko(Richarz, 2017)。例如,当列车司机独自在列车前端时,他可能会指向绿色信号灯并大声说“绿色”,以确认安全后再进行下一步操作。通过提高对安全步骤的关注,这种做法使铁路事故减少了85%,因此也被其他高风险行业(如航空、核能和医疗)采纳(Richarz, 2017, Shigemori et al., 2013, Violato et al., 2022)。虽然本研究并未直接探讨shisa kanko,但我们从中获得灵感,探索了针对自身指点和说话可能如何影响环境中物体的最早期神经认知阶段。
讨论部分
说话和指点的交流框架
我们基于赫布·克拉克(Herb Clark, 1996)的交流类型学来构建我们的研究。克拉克区分了三种交流模式:描述、指示和示范。在本研究中,我们关注前两种。描述使用符号语言(以传统符号的形式),这种语言可以任意映射到所指对象上。例如,在区分控制面板上的绿色灯和红色灯时,说“绿色的那个”提供了一个区分不同对象的口头标签。
针对自身的指点
人类的指点可以说是最基本、最古老的交流行为之一,可能在语言的个体发展(Bates et al., 1975)和进化过程中(Tomasello, 2010;但参见Pika, 2012的不同观点)起到了基础作用。尽管它通常与社会交流相关联,但有证据表明指点也可以承担多种认知功能(Church et al., 2017, Kelly, 2024)。库珀里德(Cooperrider, 2023)描述了“私人指点”现象,即
针对自身的标记
自言自语是一种常见的活动(Alderson-Day & Fernyhough, 2015),如果在适当的情境下有意图地进行,它可以带来强大的认知益处。自言自语可以被视为一种自我思考的形式——从社会语言向内在语言的转变,这是言语思维的基础(Vygotsky, 1987/1934)。这种以自我为导向的语言观与具身认知理论相符,该理论认为语言不仅仅是思维的包装,实际上针对自身的指点和标记
在克拉克(Clark, 1996)的符号学框架中,描述和指示共同作用以产生更强的社会信号。这种复合信号是否也能增强说话者的感知和注意力呢?shisa kanko的成功表明答案是肯定的(Kishi et al., 2014)。研究表明,在任务切换测试中,指点和呼喊可以减少反应时间,而不影响主观的心理负担或准确性(Shinohara et al.,
本研究
为了探讨这个问题,我们使用了事件相关电位(ERP),因为它们具有出色的毫秒级时间分辨率。具体来说,我们采用了基于Boutonnet & Lupyan(2015)研究的启动范式。Boutonnet & Lupyan的研究探讨了听到某个类别的标签(如“狗”)与听到实际狗叫声(环境声音)对狗图片的不同影响。一半的启动-目标对是一致的,
参与者
我们测试了24名参与者(12名女性,12名男性),他们来自美国东北部的一所大学的学生群体。
材料
视觉刺激包括两个启动物体(一个绿色正方形和一个蓝色正方形)以及八个目标物体。每个颜色类别有四个目标物体:四种不同深浅的蓝色正方形和四种不同深浅的绿色正方形。具体见图1。使用MATLAB(v. R2024b)使颜色类别内的和类别间的色调差异成比例。每个组中的中间颜色是启动颜色(绿色为RGB坐标[0, 175.49, 0],蓝色为[0, 0, 175.49])。
错误率
一致性没有产生主要效应,一致的目标(平均错误率M = 3%,标准差SD = 17%)和不一致的目标(平均错误率M = 2%,标准差SD = 16%)产生的错误率相似(F(1, 9098) = 2.370, p = 0.124)。编码方式也没有产生主要效应,标记(平均错误率M = 2%,标准差SD = 15%)、指点(平均错误率M = 3%,标准差SD = 17%)以及同时指点和标记(平均错误率M = 3%,标准差SD = 16%)产生的错误率相似(F(2, 9098) = 0.533, p = 0.587)。此外,一致性和编码方式之间也没有显著的交互作用(F(2,讨论
我们的预测得到了部分支持。关于预测1,一致性对P2波有主要影响,不一致的目标引发了比一致的目标更强的平均振幅。在最后一个时间窗口,我们确认不一致的目标引发了比一致的目标更负的N400波。然而,一致性对P1波也产生了与P2波相同的预期模式。
关于编码效应的预测2,
局限性
当前研究存在几个局限性,可以在未来的研究中加以解决。首先,如前所述,最大的局限性在于我们的设计没有包括真正的无指点无标记的基线条件(Boutonnet & Lupyan, 2015的研究也是如此)。尽管这一局限性并不影响我们的主要结论——即指点和标记在视觉处理的不同阶段以非叠加和非均匀的方式相互作用——但它确实结论
众所周知,手势和语言在语言产生中形成了一个整合系统(McNeill, 1992)。本研究将这种整合关系扩展到了视觉信息的后续处理过程中。结果表明,针对自身的指点和标记以非叠加和非均匀的方式调节了不同视觉阶段的神经处理。这种阶段依赖的模式表明,指点可能
在硕士论文准备过程中关于生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时,作者使用了ChatGPT(OpenAI)来:
1) 校对复杂句子并建议更清晰的表述。
2) 生成额外的关键词和搜索策略,以补充传统的文献搜索。
3) 帮助解释已发表论文中的技术语言(以辅助作者自己的阅读)。
4) 协助起草和调试分析代码,并帮助格式化数据展示的表格/图表(所有输出均经过作者审核)。
使用后
CRediT作者贡献声明
斯宾塞·D·凯利:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原始草稿,监督,资源管理,项目管理,方法论,资金获取,正式分析,概念化。迪伦·弗拉萨克:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原始草稿,可视化,方法论,调查,数据管理。唐炳辉:撰写 – 审稿与编辑,验证,监督,软件开发,方法论,调查,数据管理。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。