語義加工中因果關(guān)系及其不對稱性研究.pdf

1、語義記憶是我們對世界知識的長時表征，對于個體的學(xué)習(xí)和生活具有重要意義。如果沒有對世界知識的長時表征，我們就無法正確理解世界，也不能利用這些知識實現(xiàn)我們的想法和目標(biāo)。語義記憶不僅包括用于表征世界的類別和特征的知識，還包括這些類別和特征之間復(fù)雜的語義關(guān)系，例如因果關(guān)系、使用關(guān)系、工作關(guān)系、居住關(guān)系、生產(chǎn)關(guān)系、位置關(guān)系和層級關(guān)系等?；谶@些復(fù)雜的語義關(guān)系，在日常生活中，人們不斷地對事物進(jìn)行著學(xué)習(xí)和記憶、分類和推理、問題解決和決策等高級認(rèn)知活動

2、。因此，弄清不同語義關(guān)系的加工機制，對于進(jìn)一步探究各種高級認(rèn)知活動的加工機制具有十分重要的意義。
　　語義記憶中多重語義關(guān)系的存在，提出一個以往研究可能有所忽視的問題:假定不同類型的語義關(guān)系均與不同的背景相關(guān)，那么，某種特定的關(guān)系在包含多重關(guān)系的語義網(wǎng)絡(luò)中是如何表征和獲得的？例如，主題關(guān)系往往基于物體間的互補關(guān)系，而分類關(guān)系主要基于成員之間共享的屬性和組成成分，而其他一些概念（如因果關(guān)系、層級關(guān)系和單向連接關(guān)系）則可能基于概念間的

3、預(yù)測功能。由此可見，探討這些不同的關(guān)系在復(fù)雜語義網(wǎng)絡(luò)中的表征和提取具有重要意義。此外，以往對語義關(guān)系的研究主要集中在分類關(guān)系和主題關(guān)系方面，對其他關(guān)系探討較少。因果關(guān)系的知識在計劃、行為、推理和問題解決過程中都具有十分重要的作用。實際上，對因果關(guān)系的正確理解是是個體生存的基本能力。早在亞里士多德以前，哲學(xué)家和科學(xué)家就已經(jīng)試圖探討我們是如何確定一個事件導(dǎo)致另一個事件的。然而，很少有研究直接探討語義記憶中因果關(guān)系是如何存儲和表征的？本研究主

4、要探討語義記憶中因果關(guān)系的加工是涉及不同的認(rèn)知和神經(jīng)基礎(chǔ)，還是與其他具有預(yù)測功能的概念關(guān)系的認(rèn)知神經(jīng)機制相同？為此，本研究利用傳統(tǒng)的行為研究與時間分辨率很高的事件相關(guān)電位(ERP)技術(shù)手段，對因果關(guān)系、非因果相關(guān)關(guān)系、層級關(guān)系和單向連接關(guān)系進(jìn)行比較，試圖探討不同語義關(guān)系加工及其不對稱表征的認(rèn)知與神經(jīng)機制。本研究具體分為四個部分共計7個實驗。
　　第一部分包括實驗1和實驗2，通過兩個ERP實驗來探討因果關(guān)系加工的特征及其時間進(jìn)程，并

5、與非因果相關(guān)關(guān)系和層級關(guān)系進(jìn)行比較。實驗1采用線索提示任務(wù)，首先給被試呈現(xiàn)一個任務(wù)線索（因果或相關(guān)），要求被試判斷隨后相繼呈現(xiàn)的詞對刺激（因果詞對、非因果相關(guān)詞對或無關(guān)詞對）是否與最初的任務(wù)線索一致？實驗2則不采用線索提示，要求被試判斷相繼呈現(xiàn)的詞對刺激（因果詞對、非因果相關(guān)詞對、層級相關(guān)詞對或無關(guān)詞對）是否存在任意形式的相關(guān)？實驗1的結(jié)果:(1)行為結(jié)果表明，與因果相關(guān)和非因果相關(guān)詞對相比，無關(guān)詞對的反應(yīng)時更短，正確率更高;與相關(guān)線索

6、相比，因果線索下被試的反應(yīng)時更短，正確率更高。此外，線索類型和關(guān)系類型交互作用顯著:與相關(guān)線索相比，因果線索下的因果詞對加工反應(yīng)時更短，正確率更高;而不同線索下相關(guān)詞對的加工沒有顯著差異。(2) ERP結(jié)果表明，無關(guān)詞對誘發(fā)的N400波形顯著大于因果條件和相關(guān)條件。此外，在因果線索下，非因果相關(guān)詞對誘發(fā)的N400波幅顯著大于因果詞對條件;而在相關(guān)線索條件下，這種差異不顯著。再者，因果線索條件誘發(fā)的P600波幅顯著大于相關(guān)線索條件;且因果

7、線索-因果詞對條件誘發(fā)的P600波幅顯著大于相關(guān)線索-相關(guān)條件誘發(fā)的波形。實驗2的結(jié)果:(1)層級相關(guān)和無關(guān)詞對條件的正確率顯著高于因果相關(guān)和非因果相關(guān)詞對條件，但是反應(yīng)時差異不顯著。(2)ERP結(jié)果表明，無關(guān)條件誘發(fā)的N400波形顯著大于因果相關(guān)、非因果相關(guān)和層級相關(guān)條件;此外，與非因果相關(guān)和層級相關(guān)條件相比，因果條件誘發(fā)更小N400成分和更大的P600成分。
　　第二部分包括實驗3和實驗4，通過兩個ERP實驗和兩個行為實驗來探

8、討因果不對稱的認(rèn)知和神經(jīng)機制，并將因果不對稱與具有預(yù)測功能的層級不對稱進(jìn)行比較。實驗3采用不同的呈現(xiàn)順序?qū)σ蚬P(guān)系和層級關(guān)系進(jìn)行了探討，要求被試判斷相繼呈現(xiàn)的詞對是否具有某種特定關(guān)系（層級或因果，實驗3a）或籠統(tǒng)的相關(guān)關(guān)系（任何方式，實驗3b）。實驗3a結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)要求被試判斷相繼呈現(xiàn)的詞對是否具有因果關(guān)系時，與結(jié)果-原因呈現(xiàn)順序相比，原因-結(jié)果呈現(xiàn)順序的反應(yīng)時更短，且誘發(fā)更大的P600波形;當(dāng)要求被試進(jìn)行層級相關(guān)判斷時，不同呈現(xiàn)順序下

9、的層級關(guān)系加工沒有表現(xiàn)出反應(yīng)時優(yōu)勢，但上位-下位呈現(xiàn)順序誘發(fā)的P2成分更大。實驗3b結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)要求被試判斷這些詞對是否具有任意形式的相關(guān)時，上述反應(yīng)時優(yōu)勢和ERP效應(yīng)消失。實驗4進(jìn)一步操縱刺激呈現(xiàn)的空間位置對因果不對稱和層級不對稱進(jìn)行了比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)上下同時呈現(xiàn)詞對刺激時(實驗4a)，因果關(guān)系的表征和層級關(guān)系的表征均表現(xiàn)出明顯的反應(yīng)時優(yōu)勢，即代表上位或原因的詞在上時被試的反應(yīng)時顯著短于代表下位或結(jié)果的詞在上時的反應(yīng)時。然而，當(dāng)水平

10、同時呈現(xiàn)詞對刺激時（實驗4b），只有因果關(guān)系的表征表現(xiàn)出明顯的反應(yīng)時優(yōu)勢，層級不對稱效應(yīng)消失，即代表原因的詞在左時被試的反應(yīng)時顯著短于代表原因的詞在右時的反應(yīng)時。
　　第三部分包括實驗5和實驗6，結(jié)合行為和ERP研究進(jìn)一步比較了因果關(guān)系和單向連接關(guān)系的不對稱表征。實驗5采用ERP技術(shù)對因果關(guān)系和單向連接關(guān)系進(jìn)行了比較，要求被試判斷相繼呈現(xiàn)的詞對是否具有某種特定關(guān)系（因果或相關(guān)）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)要求被試判斷相繼呈現(xiàn)的詞對是否具有因果關(guān)

11、系時，與實驗3a類似，不同呈現(xiàn)順序下的因果關(guān)系加工表現(xiàn)出明顯的反應(yīng)時優(yōu)勢，且誘發(fā)的P600波形也存在顯著差異;當(dāng)要求被試進(jìn)行相關(guān)判斷時，不同呈現(xiàn)順序的單向連接關(guān)系加工也表現(xiàn)出反應(yīng)時優(yōu)勢，且誘發(fā)的N400成分存在顯著差異。實驗6同時對第一個詞和第二個詞呈現(xiàn)的時間(150ms，1000ms)進(jìn)行操縱，探討了時間壓力對因果關(guān)系、層級關(guān)系和單向連接關(guān)系判斷及其不對稱性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在150ms-150ms呈現(xiàn)方式下，因果詞對、層級詞對和單向

12、連接詞對均沒有表現(xiàn)出不對稱性;在150ms-1000ms和1000ms-150ms兩種呈現(xiàn)方式下，只有因果詞對的加工表現(xiàn)出不對稱性，層級關(guān)系和單向關(guān)系沒有表現(xiàn)出不對稱性;在1000ms-1000ms呈現(xiàn)方式下，因果關(guān)系和單向連接關(guān)系表征表現(xiàn)出不對稱性，但層級關(guān)系表征仍然沒有表現(xiàn)出不對稱性。
　　第四部分包括實驗7，采用圖片材料進(jìn)一步比較了因果判斷和相關(guān)判斷任務(wù)下因果關(guān)系加工的表征及其不對稱性。在因果判斷任務(wù)中，與結(jié)果-原因呈現(xiàn)順序

13、相比，原因-結(jié)果呈現(xiàn)順序下的反應(yīng)時更短，誘發(fā)的P600波幅更大。此外，刺激呈現(xiàn)順序和時間距離的交互作用顯著:當(dāng)時間距離較大時，不同呈現(xiàn)順序下的反應(yīng)時差異顯著;而當(dāng)時間距離較小時，不同呈現(xiàn)順序下的反應(yīng)時差異不顯著。同時，時間距離較大條件誘發(fā)的P600波幅顯著小于時間距離較小的條件。然而，在相關(guān)判斷任務(wù)中，不同呈現(xiàn)順序下的反應(yīng)時優(yōu)勢和P600效應(yīng)均消失。此外，不同時間接近性的圖片刺激誘發(fā)的ERP效應(yīng)主要體現(xiàn)在350ms-500ms內(nèi)的波幅差

14、異上，而非P600成分。
　　總體而言，因果關(guān)系的加工與其他對稱關(guān)系（非因果相關(guān)關(guān)系）和具有預(yù)測功能的不對稱關(guān)系（層級關(guān)系和單向連接關(guān)系）的加工具有不同的認(rèn)知和神經(jīng)機制。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，因果關(guān)系的加工可能卷入了更多的注意資源和執(zhí)行過程。綜合起來看，本研究可以得出以下結(jié)論:
　　(1)語義記憶中因果關(guān)系的加工與非因果相關(guān)關(guān)系的加工具有不同的認(rèn)知和神經(jīng)機制。具體而言，與非因果相關(guān)條件相比，因果條件誘發(fā)的N400波形更小，P600波

15、形更大。此外，當(dāng)刺激呈現(xiàn)順序不同時，因果相關(guān)詞對的加工表現(xiàn)出不對稱性，而非因果相關(guān)詞對的加工沒有這種不對稱效應(yīng)。這些結(jié)果表明，不論是否要求被試進(jìn)行明確的因果判斷，因果關(guān)系的加工可能都卷入了更多預(yù)期和執(zhí)行控制過程，如對原因和結(jié)果的地位進(jìn)行區(qū)分。
　　(2)因果關(guān)系的不對稱表征與具有預(yù)測功能的層級關(guān)系和單向連接關(guān)系的不對稱表征不同。行為結(jié)果表明，因果關(guān)系的不對稱表征主要受時間順序和時間接近性影響，層級關(guān)系的不對稱表征主要受空間位置的心

16、理表征影響，單向連接關(guān)系的不對稱表征則是由于不同呈現(xiàn)順序下的關(guān)聯(lián)強度不同導(dǎo)致的。ERP結(jié)果表明，層級關(guān)系的不對稱表征主要表現(xiàn)在P2波幅差異上，單向連接關(guān)系的不對稱表征主要反映在N400波幅上，因果關(guān)系的不對稱表征主要表現(xiàn)在P600波幅上。
　　(3)因果關(guān)系的不對稱表征不僅存在于詞匯材料的加工過程中，在圖片材料的因果判斷中也有類似發(fā)現(xiàn)。這些結(jié)果表明，因果關(guān)系的不對稱性是存在于人類認(rèn)知活動中的加工偏好之一。
　　(4)因果關(guān)系