老年人漢語閱讀中預(yù)測(cè)誤差成本的產(chǎn)生機(jī)制

　　摘要閱讀的認(rèn)知加工機(jī)制隨年齡變老只發(fā)生了量變還是也產(chǎn)生了質(zhì)變,是畢生發(fā)展研究領(lǐng)域的重要問題。要進(jìn)行有效的語言處理,讀者必須結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和當(dāng)前語境對(duì)即將出現(xiàn)的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)加工。因此,要解決上述問題就要回答老年人閱讀中預(yù)測(cè)加工機(jī)制發(fā)生了怎樣變化,即預(yù)測(cè)誤差成本是如何產(chǎn)生的。研究擬采用眼動(dòng)腦電同步記錄技術(shù),在自然閱讀過程中實(shí)時(shí)獲取語言處理的行為和神經(jīng)指標(biāo),聚焦老年人預(yù)測(cè)誤差成本的產(chǎn)生機(jī)制,主要從副中央凹視覺、工作記憶負(fù)荷及語言能力三方面解釋預(yù)測(cè)誤差成本產(chǎn)生的原因。研究成果對(duì)構(gòu)建漢語閱讀的畢生發(fā)展模型有重要意義。

　　關(guān)鍵詞語境效應(yīng),預(yù)測(cè)誤差成本,漢語閱讀,老化效應(yīng),眼動(dòng)腦電同步記錄

　　1問題提出

　　2019年末,我國60歲以上的老年人口數(shù)量已超過2.5億,我國即將進(jìn)入快速老齡化階段國家統(tǒng)計(jì)局,2020)。人類發(fā)展的傳統(tǒng)觀念將教育和學(xué)習(xí)放在生命前端以建立知識(shí)庫和提升能力。然而,隨著壽命的延長(zhǎng)和人口結(jié)構(gòu)老齡化,保持信息更新和學(xué)習(xí)能力對(duì)維持整個(gè)生命周期的活力愈發(fā)重要。閱讀是人類學(xué)習(xí)和獲取信息的主要渠道,但閱讀能力的發(fā)展研究主要集中于早期發(fā)展階段,對(duì)老年期閱讀行為的變化及其潛在認(rèn)知機(jī)制的關(guān)注則嚴(yán)重不足。也就是說,隨著年齡變老,閱讀的認(rèn)知加工究竟只是產(chǎn)生了量變還是存在質(zhì)變這一關(guān)鍵問題尚未解決。

　　漢語教學(xué)論文：《近現(xiàn)代漢語辭源》在漢語詞源研究上的貢獻(xiàn)

　　當(dāng)前有關(guān)閱讀老化的研究表明,老年人(60歲以上的閱讀速度比青年人(18~30歲慢,在閱讀過程中有更多、更長(zhǎng)的注視和更頻繁的回視(Kliegletal.,2004;Rayneretal.,2006;Stine-Morrowetal.,2010;Warringtonetal.,2019;Whitford&Titone,2017)。漢語閱讀研究進(jìn)一步得出,為適應(yīng)漢字文本密集、詞邊界不明顯的特點(diǎn),老年人發(fā)展出更謹(jǐn)慎的眼動(dòng)策略,表現(xiàn)為更少的跳讀和更短的向前眼跳王敬欣等,2020;Lietal.,2019;Lietal.,2018;Wang,Li,Li,Xie,Chang,etal.,2018;Wang,Li,Li,Xie,Liversedge,&Paterson,2018;Zangetal.,2016;Zhaoetal.,2021;Zhaoetal.,2019)。

　　目前,閱讀領(lǐng)域的主流眼動(dòng)計(jì)算模型——E-Z讀者模型和SWIFT模型都通過改變參數(shù)對(duì)閱讀老化進(jìn)行了模擬,但是他們進(jìn)行模擬時(shí)所依據(jù)的實(shí)證研究數(shù)據(jù)對(duì)隨著年齡變老,閱讀的認(rèn)知加工發(fā)生了量變還是質(zhì)變這一問題的看法是不同的。Kliegl等人(2004)的研究發(fā)現(xiàn),盡管總體來說老年人比青年人有更長(zhǎng)的注視時(shí)間,但并沒有發(fā)現(xiàn)年齡與詞頻的交互作用,即老年人和青年人表現(xiàn)出了類似的詞匯加工模式,只是老年人的加工速度整體變慢,表現(xiàn)出的是一種量變。Laubrock等(2006)的研究基于SWIFT模型對(duì)該研究的結(jié)果進(jìn)行了模擬。而Rayner等(2006)則發(fā)現(xiàn),在跳讀和注視時(shí)間等指標(biāo)上都存在年齡和詞頻的交互作用,老年人和青年人表現(xiàn)出不同的詞匯加工模式,老年人存在更大的詞頻效應(yīng),加工低頻詞時(shí)存在特殊困難,更依賴上文信息在閱讀中進(jìn)行預(yù)測(cè)加工。

　　以彌補(bǔ)緩慢的詞匯加工過程,表現(xiàn)為一種質(zhì)變。并且該研究還通過修改E-Z讀者模型的參數(shù)對(duì)這種老化效應(yīng)進(jìn)行了成功模擬。后續(xù)的多項(xiàng)研究也得到了類似的年齡與詞頻的交互作用劉志方等,2019;McGowan&Reichle,2018;Rayneretal.,2013;Wang,Li,Li,Xie,Chang,etal.,2018;Wang,Li,Li,Xie,Liversedge,&Paterson,2018;Whitford&Titone,2017;Zangetal.,2016)。要解決這一爭(zhēng)議,不能僅考慮基礎(chǔ)的詞匯加工,更要從閱讀研究的基本取向入手。閱讀的交互加工取向認(rèn)為,讀者將自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)結(jié)合當(dāng)前語境對(duì)即將出現(xiàn)的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和提前激活,這是有效語言加工中極其重要的部分白學(xué)軍,閆國利,2017)。

　　最新提出的漢語閱讀眼動(dòng)控制模型(Chinesereadingmodel,CRM)雖然尚未模擬老化效應(yīng),但是也將預(yù)測(cè)性作為重要的參數(shù)納入了模型(Li&Pollatsek,2020)。因此,考察隨著年齡變老,閱讀的認(rèn)知加工究竟只是產(chǎn)生了量變還是存在質(zhì)變,問題核心在于老年人的閱讀預(yù)測(cè)加工機(jī)制產(chǎn)生的變化。要考察閱讀預(yù)測(cè)加工機(jī)制變化的焦點(diǎn),就要著重考察老年人在閱讀中是否存在預(yù)測(cè)誤差成本及其影響因素。

　　當(dāng)前研究擬采用眼動(dòng)腦電同步記錄技術(shù),聚焦老年人預(yù)測(cè)誤差成本的產(chǎn)生機(jī)制,從副中央凹視覺加工、工作記憶負(fù)荷及語言能力三方面考察老年人的閱讀加工機(jī)制產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變化的原因。研究老年人漢語閱讀中的預(yù)測(cè)加工變化,對(duì)深入理解漢語加工的認(rèn)知機(jī)制、構(gòu)建漢語閱讀能力的畢生發(fā)展模型具有重要意義;更能針對(duì)老年人提出有效調(diào)節(jié)措施,促進(jìn)老年人的健康管理、工作和繼續(xù)教育,積極應(yīng)對(duì)老齡化。

　　2研究現(xiàn)狀

　　2.1閱讀預(yù)測(cè)加工

　　預(yù)測(cè)加工是大腦的基本工作方式,通過預(yù)測(cè)編碼、計(jì)算預(yù)測(cè)誤差來進(jìn)行正確的信息推斷(Clark,2013;Schusteretal.,2021)。近年來,句子理解的觀點(diǎn)一直在向更廣泛地接受語言的預(yù)加工轉(zhuǎn)變,即整個(gè)閱讀過程是基于不斷預(yù)測(cè)達(dá)成的讀者與文本的交互對(duì)話過程(Willemsetal.,2016)。完形概率是測(cè)量閱讀材料中目標(biāo)詞預(yù)測(cè)性的主要方式(Taylor,1953;Zhaoetal.,2021;Zhaoetal.,2019)。讀者進(jìn)行完形填空任務(wù),根據(jù)目標(biāo)詞前面的句子內(nèi)容給出最先想到的詞,給出目標(biāo)詞的讀者占所有讀者的比例即為該詞的完形概率。語境是決定詞匯預(yù)測(cè)性的關(guān)鍵因素(Balotaetal.,1985)。

　　語境給出的信息越詳細(xì)、限制性越強(qiáng)限制性語境),讀者越有可能做出強(qiáng)有力的預(yù)測(cè);但如果語境給出的信息模糊非限制性語境),讀者做出的預(yù)測(cè)就會(huì)較弱且隨機(jī)。閱讀的眼動(dòng)研究發(fā)現(xiàn)了預(yù)測(cè)性效應(yīng)(predictabilityeffect),即讀者對(duì)高預(yù)測(cè)詞的注視時(shí)間比對(duì)低預(yù)測(cè)詞更短,且更容易跳讀(Balotaetal.,1985;Ehrlich&Rayner,1981;Rayner&Well,1996;Staub,2015;Zhaoetal.,2021;Zhaoetal.,2019);閱讀的電生理研究也發(fā)現(xiàn),隨著預(yù)測(cè)性的降低,N400波幅增大(Kretzschmaretal.,2015),對(duì)低預(yù)測(cè)詞的加工更困難。預(yù)測(cè)性效應(yīng)的產(chǎn)生原因目前主要有兩種理論:第一種理論認(rèn)為預(yù)測(cè)性效應(yīng)來源于對(duì)詞匯形成全或無的激活,又稱詞匯預(yù)測(cè)(lexicalprediction)。如果產(chǎn)生正確預(yù)測(cè)會(huì)促進(jìn)詞匯加工,如果預(yù)測(cè)不正確則會(huì)對(duì)詞匯加工產(chǎn)生干擾即出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差成本)(Luke&Christianson,2016)。

　　另一種理論認(rèn)為預(yù)測(cè)性效應(yīng)來源于對(duì)即將出現(xiàn)的詞匯的擴(kuò)散預(yù)激活,讀者可能同時(shí)激活一系列相關(guān)詞,這些詞的激活程度與其完形概率成正比(Frissonetal.,2017),最終誰勝出依賴于讀者的目標(biāo)、先驗(yàn)知識(shí)和自下而上的信息輸入(Kuperberg&Jaeger,2016),是一種等級(jí)擴(kuò)散激活(gradedprediction)。要判斷讀者采用了哪種預(yù)測(cè)加工,關(guān)鍵在于考察是否存在預(yù)測(cè)誤差成本(predictionerrorcost),也就是說如果目標(biāo)詞預(yù)測(cè)錯(cuò)誤,在看到實(shí)際出現(xiàn)的目標(biāo)詞時(shí)是否需要付出更大的加工成本。

　　例如,在限制性語境今天是程亮的生日,他的媽媽給他買了一個(gè)中,可預(yù)測(cè)的目標(biāo)詞為蛋糕,不可預(yù)測(cè)的目標(biāo)詞為手機(jī)。在非限制性語境令程亮沒有想到的是,他的媽媽給他買了一個(gè)____中,對(duì)應(yīng)的不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞也是手機(jī)。如果讀者采用的是全或無的激活,那么在限制性語境下只能激活蛋糕,如果看到手機(jī)作為目標(biāo)詞,就會(huì)產(chǎn)生干擾,在限制性語境中的手機(jī)加工就要比在非限制性語境中的手機(jī)更困難,產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差成本。

　　而如果讀者采用的是等級(jí)擴(kuò)散激活,在限制性語境下就會(huì)激活蛋糕手機(jī)等一系列可以作為生日禮物的目標(biāo)詞,只是激活強(qiáng)度不同,如果看到手機(jī)作為目標(biāo)詞,就不會(huì)產(chǎn)生更大的干擾,限制和非限制語境中的手機(jī)加工就不會(huì)有顯著差異,不存在預(yù)測(cè)誤差成本。也就是說,如果發(fā)現(xiàn)老年人存在預(yù)測(cè)誤差成本而青年人不存在的證據(jù)在眼動(dòng)的注視時(shí)間、跳讀率、回視比率和注視點(diǎn)個(gè)數(shù)上和腦電N400成分的平均振幅、峰值和潛伏期等指標(biāo)上),則認(rèn)為老年人采用了不同于青年人的預(yù)測(cè)加工方式,閱讀認(rèn)知加工產(chǎn)生了質(zhì)變;而如果沒有發(fā)現(xiàn)老年人和青年人在預(yù)測(cè)誤差成本上有什么差異,則認(rèn)為老年人的閱讀認(rèn)知加工只是產(chǎn)生了量變。

　　拼音文字研究發(fā)現(xiàn),青年被試在限制性語境中,對(duì)低預(yù)測(cè)詞的加工并不會(huì)比對(duì)非限制性語境中該詞的加工速度慢,即不存在預(yù)測(cè)誤差成本。這說明青年人采用的是等級(jí)擴(kuò)散激活,而非全或無的詞匯預(yù)測(cè)。相較于全或無的詞匯預(yù)測(cè),等級(jí)擴(kuò)散激活是一種更有效的激活方式(Frissonetal.,2017)。漢語作為一種與拼音語言不同的符號(hào)文字系統(tǒng),在視覺和詞匯加工方面對(duì)讀者有著特殊要求,但漢語也有和其他語言共通的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。尤其是在預(yù)測(cè)加工方面,漢語研究得到了與拼音文字一致的預(yù)測(cè)性效應(yīng)白學(xué)軍等,2011;白學(xué)軍等,2015;蘇衡等,2016;Li&Pollatsek,2020;Rayneretal.,2005;Yaoetal.,inpress),表明在高水平的閱讀信息加工層面上存在跨語言的普遍機(jī)制。但是漢語閱讀中是否存在預(yù)測(cè)誤差成本,還需要更直接的實(shí)證研究證據(jù)。

　　2.2預(yù)測(cè)加工與老化

　　E-Z讀者模型認(rèn)為老年人會(huì)更大程度地依賴上文信息對(duì)即將出現(xiàn)的詞匯進(jìn)行預(yù)測(cè)。然而,目前有關(guān)閱讀中預(yù)測(cè)加工老化效應(yīng)的實(shí)證研究數(shù)量有限且結(jié)論不一致。一些采用眼動(dòng)技術(shù)的研究考察了老年人和青年人的預(yù)測(cè)加工,發(fā)現(xiàn)老年人比青年人存在更大的預(yù)測(cè)性效應(yīng),老年人在加工低預(yù)測(cè)詞時(shí)所需時(shí)間更長(zhǎng),表明他們更依賴上文信息做出預(yù)測(cè)劉志方等,2019;Choietal.,2017;Huettig&Janse,2016;Zhaoetal.,2021)。另一些采用事件相關(guān)電位技術(shù)進(jìn)行的研究則發(fā)現(xiàn)老年人比青年人表現(xiàn)出了延遲且更小的預(yù)測(cè)性效應(yīng),認(rèn)為老年人在閱讀中對(duì)預(yù)測(cè)加工的依賴降低(Federmeier&Kutas,2019;Payne&Federmeier,2018)。

　　雖然眼動(dòng)和事件相關(guān)電位研究得到的結(jié)果表現(xiàn)形式不同,但兩種方法都發(fā)現(xiàn)老年人和青年人確實(shí)存在不同的預(yù)測(cè)性效應(yīng),這提示老年人的預(yù)測(cè)加工機(jī)制可能發(fā)生了質(zhì)變。前文語境究竟能更好地促進(jìn)老年人加工高預(yù)測(cè)詞匯,還是會(huì)阻礙老年人加工低預(yù)測(cè)詞匯?現(xiàn)有研究不管是眼動(dòng)還是事件相關(guān)電位都僅采用了限制性語境,尚無法回答這個(gè)問題。要解決上述問題,一方面需要在限制性和非限制性語境下,考察老年人和青年人是否會(huì)產(chǎn)生不同的預(yù)測(cè)誤差成本,另一方面要得到更有說服力的結(jié)果需要采用更精確也更具有生態(tài)效度的眼動(dòng)腦電同步記錄進(jìn)行考察。

　　2.3影響老年預(yù)測(cè)加工的因素

　　在閱讀過程中,讀者不僅能夠看到當(dāng)前正在注視的詞,還能對(duì)即將出現(xiàn)的信息進(jìn)行副中央凹預(yù)視加工。讀者對(duì)文本信息進(jìn)行加工的過程就是不斷將已經(jīng)加工的信息和即將出現(xiàn)的視覺信息進(jìn)行整合。因此,高效的閱讀預(yù)測(cè)加工需要讀者有良好的視覺能力、工作記憶能力以及語言能力的協(xié)同參與。畢生發(fā)展觀認(rèn)為老化不等同于純粹的衰退,而是在各種能力下降真實(shí)存在的前提下,認(rèn)知機(jī)制發(fā)生了動(dòng)態(tài)變化。正常老化會(huì)帶來視覺等生理機(jī)能和工作記憶等認(rèn)知能力的下降,但同時(shí)語言能力等晶體智力也能得以保留。吳翰林等(2020)的研究關(guān)注語言能力的老化機(jī)制,提出非特異性的一般認(rèn)知能力與特異性的語言能力在共同作用,一般認(rèn)知能力對(duì)青年人和老年人的語言能力組間差異貢獻(xiàn)更大。

　　因此探究影響老年人預(yù)測(cè)加工的因素時(shí)必須進(jìn)行多維考察。 隨著年齡增長(zhǎng),即便是健康的老年人,也會(huì)出現(xiàn)視覺能力衰退,進(jìn)而導(dǎo)致邊緣視野區(qū)信息加工能力的減弱(Lietal.,2019;Owsley,2016)。這意味著老年人的副中央凹預(yù)視加工很有可能也會(huì)受到影響。但副中央凹視覺信息有效性是否會(huì)影響老年人的預(yù)測(cè)加工,這一問題尚沒有明確答案,目前僅有間接證據(jù)證明老年人預(yù)視加工受損會(huì)影響其眼動(dòng)策略(Lietal.,2018;Schotteretal.,2015;Schotteretal.,2014)。除了視覺能力造成的影響,認(rèn)知能力老化同樣是重要的影響因素。

　　在認(rèn)知老化過程中,流體智力的衰退主要表現(xiàn)為工作記憶能力下降(Janse&Jesse,2014;Stine-Morrowetal.,2010);晶體智力的持續(xù)增長(zhǎng)則表現(xiàn)在語言能力方面(Liuetal.,2019)。認(rèn)知能力對(duì)信息加工的影響同樣是多維和多向的,即成人發(fā)展和衰老的兩大核心——晚期生活中的心理機(jī)能衰退流體智力和語言能力的保留或增加晶體智力對(duì)過程層面的閱讀加工有著重要影響(Stine-Morrowetal.,2010)。一方面,流體智力隨年齡老化而產(chǎn)生的下降可能會(huì)限制閱讀加工。

　　與老化相關(guān)的理論中,工作記憶衰退理論得到了大量實(shí)證研究的支持何文廣,2017)。有研究發(fā)現(xiàn)工作記憶能力和語言的預(yù)測(cè)加工呈正相關(guān),工作記憶容量下降的個(gè)體存儲(chǔ)語境信息量小、轉(zhuǎn)換和整合信息的速度也會(huì)下降,從而影響預(yù)測(cè)加工(Janse&Jesse,2014;Huettig&Janse,2016)。但值得注意的是新近研究表明漢語閱讀的語義整合并不能單純用工作記憶的下降來解釋(Zhuetal.,2019)。另一方面,在成人期習(xí)慣性地與文本接觸讓老年人有更多的文本閱讀經(jīng)驗(yàn),語言能力和知識(shí)得到保留或增加,會(huì)在一定程度上緩沖老化所帶來的影響(Liuetal.,2019;Salthouse,2012)。

　　語言能力已經(jīng)被證明與預(yù)測(cè)加工有關(guān),相關(guān)研究對(duì)比了高低語言能力的成人,語言能力弱者表現(xiàn)出更差的預(yù)測(cè)加工(Huettig&Brouwer,2015)。最新的研究表明,詞匯量更高的老年人在語言處理能力上表現(xiàn)得更像青年人,說明詞匯量起到了一定的補(bǔ)償作用(Xuetal.,2020)。副中央凹預(yù)視信息的有效性、工作記憶的負(fù)荷量以及語言能力的保持均有可能對(duì)老年人和青年人閱讀的預(yù)測(cè)加工機(jī)制造成影響,且這些影響可能并不是獨(dú)立存在的,但目前已有研究尚不能證實(shí)三者怎樣影響預(yù)測(cè)誤差成本的產(chǎn)生。

　　因此,要考察老年人閱讀預(yù)測(cè)加工機(jī)制變化的原因,必須要考慮到視覺能力下降、流體智力如工作記憶和晶體智力如語言能力的影響。除此之外,其他非特異性認(rèn)知因素也被研究者認(rèn)為會(huì)對(duì)語言能力的老化產(chǎn)生影響吳翰林等,2020),例如老年期加工速度降低(Salthouse,1996)和抑制無關(guān)信息的能力下降(Campbelletal.,2020);老年人的受教育背景以及日常閱讀習(xí)慣也會(huì)影響其語言能力。

　　2.4眼動(dòng)腦電同步記錄技術(shù)在閱讀中的應(yīng)用

　　在閱讀的電生理研究中大多采用快速系列視覺呈現(xiàn)范式(RSVP),這種范式為預(yù)測(cè)加工相關(guān)研究提供了很多證據(jù),但也有潛在弱點(diǎn):刺激的非自然呈現(xiàn)(Frissonetal.,2017;Schotteretal.,2014)。

　　一方面,單詞以特定速率呈現(xiàn)的時(shí)間通常比正常閱讀中加工每個(gè)詞所需的時(shí)間要長(zhǎng)得多;另一方面,這種范式讓被試采用單向的系列加工方式對(duì)文本信息進(jìn)行加工,無法進(jìn)行自然閱讀過程中存在的預(yù)視加工和回視加工。Sereno和Rayner(2003)的綜述中首次提出可以將眼動(dòng)追蹤與ERP技術(shù)相結(jié)合的方法,在正常閱讀情境下同時(shí)記錄眼動(dòng)指標(biāo)和與注視相關(guān)的腦電指標(biāo)(fixation-relatedbrainpotentials,FRPs),當(dāng)這兩種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于同樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí),能同步測(cè)量閱讀認(rèn)知加工過程中的眼動(dòng)行為表現(xiàn)和EEG信號(hào)。眼動(dòng)和腦電信號(hào)都具有非常高的時(shí)間分辨率,同步記錄的關(guān)鍵在于保證眼動(dòng)和腦電信號(hào)的采集具有相同的采樣率一般采用1000Hz),這樣能夠更好地探測(cè)出注視時(shí)大腦所進(jìn)行的加工(Baccino,2011)。

　　同步記錄通過兩臺(tái)以并口方式連接的電腦實(shí)現(xiàn),一臺(tái)電腦(A)負(fù)責(zé)呈現(xiàn)刺激及收集眼動(dòng)數(shù)據(jù),另一臺(tái)電腦(B)負(fù)責(zé)收集腦電數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)可以設(shè)置在電腦呈現(xiàn)某個(gè)刺激的同時(shí)向電腦發(fā)送同步TTL脈沖信號(hào),達(dá)到眼動(dòng)和腦電系統(tǒng)的同步記錄。在離線分析的時(shí)候,TTL脈沖信號(hào)為數(shù)據(jù)的匹配提供了準(zhǔn)確的時(shí)間標(biāo)記離線分析時(shí)以注視開始和注視結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)作為腦電數(shù)據(jù)分段的依據(jù)。但是值得注意的是在腦電記錄的過程中本身要排除眼動(dòng)所帶來的眼電干擾,進(jìn)行眼動(dòng)腦電同步記錄就要進(jìn)行偽跡矯正。目前認(rèn)為可行的方法有兩種:獨(dú)立成分分析法(ICA)(Hendersonetal.,2013),先利用EOG確定出ICA成分,再確定該成分負(fù)荷的頭皮分布,接下來利用元分析確定出眼球位置電流密度所占比例,最后確定出眼動(dòng)偽跡成分,并從原始腦電數(shù)據(jù)中減去眼動(dòng)偽跡成分。

　　3研究構(gòu)想

　　本研究擬采用眼動(dòng)腦電同步記錄技術(shù)(FRPs),考察漢語閱讀中預(yù)測(cè)加工隨著年齡老化發(fā)生的認(rèn)知機(jī)制變化及其影響因素。要解決的核心科學(xué)問題是:在閱讀中老年人和青年人表現(xiàn)出的差異僅為數(shù)量上的差異還是存在質(zhì)量上的差異,包括以下三方面:

　　(1)在限制性和非限制性語境下,老年人和青年人是否會(huì)產(chǎn)生不同的預(yù)測(cè)誤差成本,采用不同的預(yù)測(cè)加工機(jī)制;(2)考察副中央凹視覺信息的有效性、工作記憶負(fù)荷以及語言能力的保持如何造成老年人和青年人采用了不同的預(yù)測(cè)加工機(jī)制;(3)加工速度、抑制能力、受教育背景和日常閱讀習(xí)慣等影響一般語言能力老化的因素是否會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)加工機(jī)制也產(chǎn)生影響;以上所有因素以何種方式和時(shí)間進(jìn)程在預(yù)測(cè)加工的不同階段發(fā)揮作用,老年人的個(gè)體差異會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。

　　本研究圍繞上述個(gè)科學(xué)問題,擬開展以下項(xiàng)研究:研究1,使用眼動(dòng)和腦電同步記錄技術(shù)(FRPs),設(shè)置不同的語境限制性條件,以多種眼動(dòng)指標(biāo)和腦電成分為因變量,通過考察漢語閱讀中老年人和青年人是否出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差成本,探討隨著年齡老化,閱讀中預(yù)測(cè)加工的認(rèn)知機(jī)制是否發(fā)生了質(zhì)變。

　　研究2,使用眼動(dòng)和腦電同步記錄技術(shù)(F設(shè)置不同的語境限制性條件,以多種眼動(dòng)指標(biāo)和腦電成分為因變量,主要從副中央凹預(yù)視、工作記憶、語言能力三方面考察導(dǎo)致老年人出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差成本,即預(yù)測(cè)加工機(jī)制發(fā)生變化的原因。同時(shí)在所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前均進(jìn)行視覺能力中央凹視敏度測(cè)驗(yàn)、教育背景、近期的閱讀經(jīng)驗(yàn)、加工速度數(shù)字和顏色命名任務(wù)、工作記憶數(shù)字順背和倒背、抑制能力(STROOP任務(wù)、詞匯能力韋氏智力量表詞匯分測(cè)驗(yàn)的測(cè)試,得到的數(shù)據(jù)用于研究的數(shù)據(jù)挖掘整合,以便全面地考察相關(guān)因素可能產(chǎn)生的影響:

　　實(shí)驗(yàn)1,應(yīng)用隨眼動(dòng)變化的邊界范式,設(shè)置不同的副中央凹預(yù)視條件,考察在副中央凹視覺信息有效和無效的條件下老年人和青年人的預(yù)測(cè)誤差成本是否存在差異,探討視覺生理能力對(duì)預(yù)測(cè)加工機(jī)制的影響;實(shí)驗(yàn)2,應(yīng)用眼動(dòng)的掩蔽文本范式,考察在正常和加重的工作記憶負(fù)荷下老年和青年的預(yù)測(cè)誤差成本是否產(chǎn)生變化,探討工作記憶整合作用對(duì)預(yù)測(cè)加工機(jī)制的影響;實(shí)驗(yàn)3,根據(jù)語言能力將老年人分為高低語言能力組,考察不同語言能力的老年人和青年人的預(yù)測(cè)誤差成本是否存在差異,探討語言能力的保留對(duì)預(yù)測(cè)加工機(jī)制的影響。

　　研究3,采用線性混合模型,將研究中涉及的所有因素作為協(xié)變量納入模型進(jìn)行分析,考察各因素對(duì)預(yù)測(cè)加工模式的影響。進(jìn)一步對(duì)腦電成分和眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行生存和分布分析,考察上述影響產(chǎn)生的時(shí)間進(jìn)程和個(gè)體差異問題。

　　3.1研究

　　1:年齡老化對(duì)漢語閱讀中的預(yù)測(cè)誤差成本產(chǎn)生的影響閱讀時(shí),讀者能根據(jù)自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和上文信息對(duì)即將出現(xiàn)的詞做出預(yù)測(cè),詞的可預(yù)測(cè)性會(huì)對(duì)文本的動(dòng)態(tài)加工過程產(chǎn)生影響。閱讀的眼動(dòng)研究表明,詞在語境中的完形概率可以衡量詞的預(yù)測(cè)性,預(yù)測(cè)性高的詞比預(yù)測(cè)性低的詞得到的注視時(shí)間更短,且更有可能被跳讀(Staub,2015)。

　　電生理研究也為預(yù)測(cè)性有助于文本加工提供了證據(jù),N400是事件相關(guān)電位(ERP)記錄的和語義加工相關(guān)的負(fù)波,在刺激呈現(xiàn)后約400ms發(fā)生,這種波的波幅在低預(yù)測(cè)條件下會(huì)增大(DeLong,Quante,&Kutas,2014)。對(duì)于閱讀中預(yù)測(cè)性效應(yīng)發(fā)生的原因,前文已經(jīng)介紹了等級(jí)擴(kuò)散激活和詞匯激活兩種對(duì)立的理論,這也是對(duì)閱讀中預(yù)測(cè)性加工的認(rèn)知機(jī)制進(jìn)行探討的關(guān)鍵所在。區(qū)分等級(jí)擴(kuò)散激活和詞匯激活兩種機(jī)制的關(guān)鍵在于考察:在限制性語境中遇到一個(gè)不可預(yù)測(cè)的單詞,與在非限制性語境中遇到同一個(gè)單詞相比,是否存在閱讀時(shí)間成本,即是否存在預(yù)測(cè)誤差成本。

　　如果存在預(yù)測(cè)誤差成本則表明,在高限制性語境中,讀者期望某個(gè)特定高預(yù)測(cè)性的目標(biāo)詞出現(xiàn),如果該詞與目標(biāo)詞一致,則促進(jìn)對(duì)目標(biāo)詞的加工,如果不一致則對(duì)目標(biāo)詞的加工產(chǎn)生干擾,產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差成本。另一方面,如果不存在預(yù)測(cè)誤差成本,意味著讀者進(jìn)行的不是全或無的預(yù)測(cè),不會(huì)保持對(duì)某一個(gè)特定詞匯的期望,而是對(duì)一系列相關(guān)詞進(jìn)行了等級(jí)擴(kuò)散式的激活。拼音文字閱讀研究已證明青年人傾向于采用等級(jí)擴(kuò)散的激活模式進(jìn)行預(yù)測(cè)加工。基于漢字書寫系統(tǒng)本身,漢語閱讀表現(xiàn)出一定的獨(dú)特性,在預(yù)測(cè)這種高水平的信息加工中可能存在跨語言的一致性。

　　老年人在閱讀中的預(yù)測(cè)加工機(jī)制與青年人相比是否產(chǎn)生了質(zhì)變?針對(duì)這一問題,首先要考慮的是閱讀中的預(yù)測(cè)性效應(yīng)是否在老年人身上表現(xiàn)出不同于青年人的模式。采用事件相關(guān)電位進(jìn)行的研究考察了老年人和青年人的預(yù)測(cè)加工在ERPs上的反應(yīng)差異,發(fā)現(xiàn)老年人表現(xiàn)出延遲的以及更小的語境限制性效應(yīng),認(rèn)為老年人在閱讀理解中對(duì)預(yù)測(cè)加工的依賴降低(Federmeier&Kutas,2005;Wlotko&Federmeier,2012)。另一些采用眼動(dòng)追蹤技術(shù)的研究則認(rèn)為老年人比起青年人在閱讀中顯示出更大的預(yù)測(cè)性效應(yīng),更加依賴閱讀中的預(yù)測(cè)加工(Choietal.,2017;Huettig&Janse,2016)。而根據(jù)E-Z讀者模型的預(yù)測(cè),老年人會(huì)更大程度地利用上文信息預(yù)測(cè)即將出現(xiàn)的單詞,以彌補(bǔ)其較為緩慢的詞匯加工過程(McGowan&Reichle,2018;Rayneretal.,2006)。

　　在視覺生理機(jī)能和認(rèn)知能力都產(chǎn)生了變化的情況下,老年人可能會(huì)采用和青年人不同的預(yù)測(cè)加工機(jī)制。因此通過考察老年人在預(yù)測(cè)加工上是否出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差成本,可探討老年人和青年人是否采用了不同的認(rèn)知加工機(jī)制來進(jìn)行預(yù)測(cè)加工。因此,研究擬采用眼動(dòng)和腦電同步記錄技術(shù)(FRPs),通過設(shè)置不同的語境限制性和目標(biāo)詞預(yù)測(cè)性水平,記錄被試在閱讀中的眼動(dòng)軌跡和腦電反應(yīng),考察漢語閱讀中老年人和青年人是否出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差成本,探討隨著年齡老化閱讀中預(yù)測(cè)加工的認(rèn)知機(jī)制是否發(fā)生了質(zhì)變。

　　青年人和老年人各60名參與材料評(píng)定,且都不參與后續(xù)的眼動(dòng)研究。限制性語境中,可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞(CP)的平均完形概率為78.2%,不可預(yù)測(cè)(CU)的平均完形概率為1.8%;非限制性語境中不可預(yù)測(cè)條件下對(duì)應(yīng)詞(NU)的平均完形概率為0.8%。

　　對(duì)材料的完形概率進(jìn)行配對(duì)樣本檢驗(yàn)顯示,CP的完形概率明顯高于CU(p<0.001)。對(duì)于能夠檢驗(yàn)預(yù)測(cè)誤差成本的高低不同限制性下的不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞,CU和NU的完形概率不存在顯著差異t<1)。可預(yù)測(cè)和不可預(yù)測(cè)的目標(biāo)詞的在視覺復(fù)雜性和詞頻上進(jìn)行嚴(yán)格匹配。兩個(gè)年齡組的評(píng)定之間不存在顯著的差異s<1)。可預(yù)測(cè)和不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞所在的句子框架是相同的。這里要注意的是,不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞的分類是基于限制性語境得到的概念;非限制性語境中對(duì)應(yīng)的不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞也具有較低的完形概率。

　　對(duì)所有被試進(jìn)行視覺能力中央凹視敏度測(cè)驗(yàn)、教育背景、近期閱讀經(jīng)驗(yàn)、加工速度數(shù)字和顏色命名任務(wù)、工作記憶數(shù)字順背和倒背、抑制能力(STROOP任務(wù)、詞匯能力韋氏智力量表詞匯分測(cè)驗(yàn)的測(cè)試和記錄,確保被試組內(nèi)的同質(zhì)性。在最后一項(xiàng)研究中會(huì)將所有測(cè)試分?jǐn)?shù)作為協(xié)變量納入模型進(jìn)行分析。

　　假設(shè):(1)如果當(dāng)前研究對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的控制是有效的,那么應(yīng)該觀測(cè)到典型的預(yù)測(cè)性效應(yīng),表現(xiàn)為在限制性語境下,可預(yù)測(cè)比不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞有更短的注視時(shí)間和更高的跳讀率;(2)如果漢語閱讀中老年人和青年人采用的預(yù)測(cè)加工機(jī)制不同,青年人不會(huì)表現(xiàn)出預(yù)測(cè)誤差成本,即一個(gè)不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞不管在限制性語境還是非限制性性語境下,加工時(shí)間不存在顯著差異;而老年組被試則可能存在預(yù)測(cè)誤差成本,即在限制性語境中出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)目標(biāo)詞會(huì)阻礙老年人的加工。

　　3.2研究

　　2:視覺生理和認(rèn)知能力的老化對(duì)預(yù)測(cè)加工機(jī)制變化的影響

　　3.2.1實(shí)驗(yàn)1:副中央凹視覺信息的有效性對(duì)老年人和青年人預(yù)測(cè)誤差成本產(chǎn)生的影響句子理解是通過預(yù)測(cè)和預(yù)視加工的整合而產(chǎn)生的。要將預(yù)測(cè)效果與副中央凹預(yù)視效果分離開來,需要精細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和時(shí)間分辨率非常高的測(cè)量手段(DeLong,Quante,&Kutas,2014;DeLong,Troyer,&Kutas,2014;Kutasetal.,2011)。目前在閱讀的眼動(dòng)研究中,考察副中央凹預(yù)視加工最常用的是邊界范式(Rayner,1975)。

　　采用這種范式,在目標(biāo)詞之前設(shè)置不可見的邊界,在邊界右側(cè)設(shè)置不同的預(yù)視條件,當(dāng)讀者的眼睛注視著邊界的左側(cè)時(shí),邊界右側(cè)呈現(xiàn)讀者副中央凹預(yù)視加工的內(nèi)容是不同的預(yù)視信息;當(dāng)讀者的眼睛越過邊界時(shí),這些預(yù)視信息就會(huì)變?yōu)槟繕?biāo)詞。

　　如,目標(biāo)詞椅子可以在預(yù)視時(shí)被這個(gè)詞本身如:椅子或掩蔽符號(hào)如:##)或不相關(guān)的詞如:光芒掩蔽。Balota等(1985)最早使用此技術(shù)來操縱高低預(yù)測(cè)性目標(biāo)詞的副中央凹預(yù)視,發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)預(yù)視詞與目標(biāo)詞完全相同或視覺上相似時(shí),才會(huì)產(chǎn)生與高預(yù)測(cè)相關(guān)的促進(jìn)效果。

　　后續(xù)研究進(jìn)一步驗(yàn)證了預(yù)測(cè)性和預(yù)視的交互作用。這些研究清晰地展現(xiàn)出預(yù)測(cè)性效應(yīng)的出現(xiàn)依賴于讀者能獲得有效的副中央凹預(yù)視(Juhaszetal.,2008;Whiteetal.,2005)。研究者提出的貝葉斯信念模型對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行了解釋,認(rèn)為無效預(yù)視產(chǎn)生的成本導(dǎo)致了預(yù)測(cè)性效應(yīng)的消失。在句子閱讀過程中讀者對(duì)句子的潛在含義保持多個(gè)假設(shè),當(dāng)遇到每個(gè)新單詞時(shí),就會(huì)根據(jù)貝葉斯規(guī)則更新這些假設(shè),單詞的處理時(shí)間是所需信念更新量的函數(shù),而無效的預(yù)視代表著意想不到的輸入,信念會(huì)從開始預(yù)期的目標(biāo)上轉(zhuǎn)移出去,這樣就會(huì)消除目標(biāo)詞的可預(yù)測(cè)屬性(Levy,2008;Norris,2006;Parkeretal.,2017)。

　　3.3研究

　　3:數(shù)據(jù)挖掘整合,構(gòu)建老年人漢語閱讀預(yù)測(cè)加工模型語言是人類最復(fù)雜的心理行為之一,在語言理解方面研究者關(guān)心其心理過程如何、與基礎(chǔ)的認(rèn)知成分的關(guān)系是什么以及與認(rèn)知系統(tǒng)的關(guān)系是什么。解釋非特異性因素對(duì)語言能力老化的影響,主要有種理論:加工速度理論認(rèn)為老年期認(rèn)知加工速度的減慢引起語言加工過程減慢(Salthouse,1996);工作記憶理論認(rèn)為工作記憶受損解釋了年齡增長(zhǎng)帶來的語言能力損傷何文廣,2017;deBenietal.,2007);抑制缺陷理論認(rèn)為老年人抑制無關(guān)信息的能力下降是語言能力受損的重要原因(Campbelletal.,2020)。吳翰林等(2020)的研究關(guān)注語言能力的老化機(jī)制,提出非特異性的一般認(rèn)知能力與非特異性的語言能力在共同作用,組間差異的回歸分析表明一般認(rèn)知能力和語言能力都會(huì)對(duì)老年和青年的組間差異有顯著貢獻(xiàn),而且一般認(rèn)知能力貢獻(xiàn)更大。

　　研究聚焦于漢語閱讀預(yù)測(cè)加工機(jī)制,主要操縱了種因素,探討了視覺生理、工作記憶以及語言能力對(duì)預(yù)測(cè)加工機(jī)制隨年齡增長(zhǎng)產(chǎn)生變化的影響。視覺能力下降可能導(dǎo)致老年人無法對(duì)即將出現(xiàn)的刺激做出很好的加工,這意味著如果他們采用等級(jí)擴(kuò)散激活就很有可能無法利用預(yù)視信息去抑制其他已經(jīng)激活的選項(xiàng);工作記憶能力下降導(dǎo)致老年人要不斷回視以重新聚焦注意焦點(diǎn),如果進(jìn)行等級(jí)擴(kuò)散激活就會(huì)增大他們的工作記憶負(fù)擔(dān);而語言能力的保留讓老年人仍然有可能進(jìn)行預(yù)測(cè)加工。

　　多方面因素共同導(dǎo)致了老年人存在預(yù)測(cè)性效應(yīng)且存在預(yù)測(cè)誤差成本,采用了效率相對(duì)較低但是更為穩(wěn)妥的全或無的預(yù)測(cè)加工方式。但是,為了更好、更全面地考察其他因素可能產(chǎn)生的影響,在所有研究之前都進(jìn)行視覺能力中央凹視敏度測(cè)驗(yàn)、教育背景、近期的閱讀經(jīng)驗(yàn)、加工速度數(shù)字和顏色命名任務(wù)、工作記憶數(shù)字順背和倒背、抑制能力(STROOP任務(wù)、詞匯能力韋氏智力量表詞匯分測(cè)驗(yàn)的測(cè)試。

　　在最后一項(xiàng)研究中會(huì)將所有測(cè)試分?jǐn)?shù)作為協(xié)變量納入模型進(jìn)行分析。誠然,老化包含了非常復(fù)雜的、以多種方式互相影響的因素,要建立老年人漢語閱讀預(yù)測(cè)加工模型,必須對(duì)多方面的因素進(jìn)行綜合考慮。以上因素起作用的權(quán)重多大?產(chǎn)生作用的時(shí)間進(jìn)程是怎樣的?老年人群中巨大的個(gè)體差異在其中起到了怎樣的作用?目前這些問題都沒有明確的答案。因此,研究將以上因素作為協(xié)變量納入混合線性模型進(jìn)行擬合,通過數(shù)據(jù)挖掘的手段考察以上因素在影響老年人閱讀預(yù)測(cè)加工認(rèn)知機(jī)制上作用的權(quán)重;采用生存分析考察以上因素以何種方式在預(yù)測(cè)加工的不同階段發(fā)揮作用;采用分布分析考察老年人的個(gè)體差異所產(chǎn)生的影響。

　　假設(shè):如果以上因素以共同方式而非獨(dú)立方式起作用,那么將其同時(shí)納入模型的擬合度要優(yōu)于單獨(dú)納入模型;如果以上因素起作用的時(shí)間進(jìn)程不同,那么生存分析中將表現(xiàn)出不同的分離點(diǎn);如果老年人的個(gè)體差異存在影響,那么在分布分析中則不會(huì)在位置參數(shù)上表現(xiàn)出差異,而會(huì)在延長(zhǎng)參數(shù)上表現(xiàn)出顯著差異。理論建構(gòu)與創(chuàng)新要考察老年期閱讀行為的變化及其潛在認(rèn)知機(jī)制變化,僅通過改變目前已有的眼動(dòng)控制模型中的參數(shù)來進(jìn)行模擬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠(McGowan&Reichle,2018;Rayneretal.,2006;Rayneretal.,2013)。

　　目前已有的閱讀模型認(rèn)為,讀者將自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)結(jié)合當(dāng)前語境對(duì)即將出現(xiàn)的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)和提前激活是有效的語言處理中極其重要的部分(McGowan&Reichle,2018;Li&Pollatsek,2020)。當(dāng)前研究在此基礎(chǔ)上提出研究核心在于:通過考察老年人閱讀中是否出現(xiàn)預(yù)測(cè)誤差成本,判斷老年人閱讀中的預(yù)測(cè)加工機(jī)制是否產(chǎn)生了變化。研究擬采用眼動(dòng)腦電同步記錄技術(shù),聚焦老年人預(yù)測(cè)誤差成本的產(chǎn)生機(jī)制,從副中央凹視覺加工、工作記憶負(fù)荷及語言能力三方面考察老年人的閱讀加工機(jī)制產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變化的原因。根據(jù)已有研究和當(dāng)前研究計(jì)劃的預(yù)期成果,擬構(gòu)建漢語閱讀中預(yù)測(cè)加工隨年齡變化的機(jī)制模型。

　　當(dāng)前研究的創(chuàng)新性主要表現(xiàn)為:

　　第一,聚焦?jié)h語閱讀中與老化相關(guān)的高水平信息加工機(jī)制,采用眼動(dòng)腦電同步記錄方式,既為閱讀中的眼動(dòng)行為提供了更多腦神經(jīng)生理的證據(jù),又采用了更具有生態(tài)效度且符合正常閱讀習(xí)慣的方式來探索閱讀中的腦電變化。在自然條件下考察閱讀的認(rèn)知加工機(jī)制是否隨年齡老化發(fā)生了質(zhì)變這一關(guān)鍵問題,探討閱讀加工過程神經(jīng)機(jī)制,處于閱讀能力畢生發(fā)展研究前沿。

　　第二,創(chuàng)造性地提出要解決這一關(guān)鍵問題需要從老年人閱讀中的預(yù)測(cè)誤差成本入手,并進(jìn)一 步從老年人的副中央凹視覺加工、工作記憶整合能力和語言能力三個(gè)方面考察閱讀認(rèn)知機(jī)制產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變化的原因,具有較好的創(chuàng)新性和開拓性。

　　第三,新穎地采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),采用多協(xié)變量擬合、生存分析和分布分析,提出老年期視覺能力、工作記憶能力的下降與語言能力的保留共同作用的方式及其時(shí)間進(jìn)程,并探討了老年人個(gè)體差異產(chǎn)生的影響,構(gòu)建漢語閱讀畢生發(fā)展模型,最終為提高中國老年人閱讀效率,提升其精神文化生活水平,有效應(yīng)對(duì)老齡化提供參考依據(jù)。

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　　作者：李琳趙賽男張俐娟王敬欣

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