掩蔽啟動(dòng)范式下漢字字音和字義激活的時(shí)間進(jìn)程:來(lái)自ERP證據(jù)

楊青松，鐘毅平，粟華利

（1.湖南師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410081；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

一、引 言

在漢字識(shí)別中，字音和字義加工的時(shí)間進(jìn)程一直是心理語(yǔ)言學(xué)多年來(lái)探討的問(wèn)題，但目前在這個(gè)問(wèn)題上仍然存在較多爭(zhēng)議，未取得一致結(jié)論[1-2]。對(duì)此，存在三種理論觀點(diǎn):一種是直通觀點(diǎn)（direct access view），該理論認(rèn)為字形表征的激活直接導(dǎo)致字義的激活，字音在字義通達(dá)中作用不大[3-4]；第二是字音中介觀點(diǎn)（phonological mediation view），該理論認(rèn)為字形信息首先激活語(yǔ)音表征，然后再激活字義，字音在字義通達(dá)中起著中介作用[5-6]；第三是雙通道觀點(diǎn)（dual-route view），該理論認(rèn)為在字義提取過(guò)程中直通和字音中介兩條通道并存，每條通道都有機(jī)會(huì)決定字義的激活，但最終由哪條通道通達(dá)字義取決于一些不同的因素，如詞頻、任務(wù)要求等[7-8]。

最初，許多研究者采用行為學(xué)范式來(lái)研究漢字的字音、字義激活時(shí)間進(jìn)程。有些研究發(fā)現(xiàn)語(yǔ)音先于語(yǔ)義激活，但是有些研究卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)[9-11]。近來(lái)，一些研究者鑒于ERP技術(shù)高時(shí)間分辨率，開(kāi)展了相應(yīng)神經(jīng)和心理機(jī)制的研究[12-14]。Liu等采用干擾范式（interference paradigm），發(fā)現(xiàn)漢字加工時(shí)間進(jìn)程是依照音、義順序進(jìn)行的[13]。但是，值得注意的是:該研究只是對(duì)高頻字進(jìn)行研究，沒(méi)有考察字頻對(duì)字詞識(shí)別的影響。Chen等采用啟動(dòng)范式并引入了字頻變量，發(fā)現(xiàn)高頻字義的激活先于字音的激活，而低頻字音先于字義激活[12]。Zhang等也采用了Liu等的干擾范式，以不同頻率漢字作為刺激材料，研究結(jié)果驗(yàn)證了Chen等的研究結(jié)果[14]?？偟膩?lái)說(shuō)，即使采用ERP技術(shù)，所得的結(jié)果也不盡一致。一個(gè)值得注意的地方:前人研究中實(shí)驗(yàn)刺激的呈現(xiàn)都采用閾上形式。在這種條件下，個(gè)體可以對(duì)刺激進(jìn)行有意識(shí)的加工，而且，各個(gè)研究的實(shí)驗(yàn)條件都會(huì)有所不同，這很可能導(dǎo)致不同研究間影響字詞識(shí)別的心理加工會(huì)有不同，從而產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[15-17]。

本研究擬采用掩蔽啟動(dòng)（masked priming）呈現(xiàn)漢字，并結(jié)合ERP技術(shù)，探究字音和字義激活的時(shí)間進(jìn)程。在心理語(yǔ)言學(xué)研究中，掩蔽啟動(dòng)是一種常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)范式，它是一種探索詞匯自動(dòng)激活有效的研究方法，通過(guò)掩蔽的方式控制啟動(dòng)項(xiàng)目的意識(shí)水平，相對(duì)可以減少被試認(rèn)知策略對(duì)漢字的字音字義激活的影響?？梢哉f(shuō)，掩蔽條件下更可能檢測(cè)個(gè)體對(duì)字詞自動(dòng)加工的時(shí)間進(jìn)程[18]。而且，有研究發(fā)現(xiàn)掩蔽啟動(dòng)與ERP技術(shù)的結(jié)合同樣對(duì)字詞自動(dòng)加工敏感[19]。根據(jù)以往研究成果，N400對(duì)字義通達(dá)中字義加工和字音加工特別敏感，而P200對(duì)漢字識(shí)別中早期字音加工敏感。本研究也采用這兩個(gè)指標(biāo)，同時(shí)記錄被試的反應(yīng)和正確率，作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參考。

二、方 法

1.被試

選取湖南師范大學(xué)本科生15名（8男，7女，平均年齡為21.8歲，標(biāo)準(zhǔn)差為2.7），所有被試視力或矯正視力正常，均為右利手，身體健康無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病。被試完成實(shí)驗(yàn)后會(huì)獲得一定報(bào)酬。實(shí)驗(yàn)后，1人由于正確率低于80%而被剔除數(shù)據(jù)分析，剩下14名有效被試（男女各半）。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)為兩因素被試內(nèi)設(shè)計(jì):一個(gè)因素為字頻，分為高頻字和低頻字兩個(gè)水平；另外一個(gè)因素為啟動(dòng)類(lèi)型，分為字音相關(guān)字、字義相關(guān)字、無(wú)關(guān)控制字三個(gè)水平。

3.材料

材料分為實(shí)驗(yàn)材料和填充材料。

實(shí)驗(yàn)材料從《現(xiàn)代漢語(yǔ)頻率詞典》中選取高、低頻目標(biāo)字各20個(gè)，以及相對(duì)應(yīng)的三種類(lèi)型的啟動(dòng)字各40個(gè)，總共280個(gè)字。高頻字的頻次高于1 255次/百萬(wàn)，低頻字的頻次低于20次/百萬(wàn)。所有刺激材料筆畫(huà)數(shù)均在6～12畫(huà)間。由36名本科生對(duì)字義相關(guān)字組和無(wú)關(guān)控制字組的字義聯(lián)系強(qiáng)度進(jìn)行7點(diǎn)量表評(píng)定，并從中選取35組作為實(shí)驗(yàn)材料，正式實(shí)驗(yàn)的材料為210個(gè)啟動(dòng)字，35個(gè)目標(biāo)字。選取字義相關(guān)字的聯(lián)系強(qiáng)度均在5.8以上，無(wú)關(guān)控制字的聯(lián)系強(qiáng)度在1.3以下。所選字詞都不表示動(dòng)物名稱。

填充材料也分啟動(dòng)字和目標(biāo)字。啟動(dòng)字是根據(jù)《現(xiàn)代漢語(yǔ)頻率詞典》選取高頻和低頻字各70字，共140字，目標(biāo)字為表示動(dòng)物的字，如“牛”、“馬”等。

4.實(shí)驗(yàn)程序

被試戴好電極帽后坐在安靜房間里的顯示器前（屏幕背景顏色為灰色，刷新率為60Hz，分辨率為1 280×800），距離屏幕80cm。先在屏幕中央呈現(xiàn)500ms注視點(diǎn)“+”，接著呈現(xiàn)一個(gè) 500ms“#####”的前掩蔽，然后呈現(xiàn)35ms啟動(dòng)字后被一個(gè)20ms的“#####”后掩蔽取代，后掩蔽結(jié)束后呈現(xiàn)目標(biāo)刺激1 500ms。實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求被試判斷目標(biāo)字是否表示動(dòng)物，“是”就按“1”鍵，“不是”就按“2”鍵，要求被試迅速、準(zhǔn)確地做出反應(yīng)。目標(biāo)刺激呈現(xiàn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，被試做出反應(yīng)后目標(biāo)字消失。如果超過(guò)1 500ms仍未作反應(yīng)，以被試反應(yīng)錯(cuò)誤記錄。一次試驗(yàn)結(jié)束后呈現(xiàn)下一個(gè)注視點(diǎn)“+”，開(kāi)始下一個(gè)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。正式實(shí)驗(yàn)前安排了30次練習(xí)，以熟悉實(shí)驗(yàn)程序。練習(xí)材料與正式實(shí)驗(yàn)材料不重復(fù)。

5.腦電記錄

采用根據(jù)國(guó)際10～20系統(tǒng)擴(kuò)展的64導(dǎo)電極帽，以NeuroScan ERP工作站記錄EEG信號(hào)。以雙側(cè)乳突平均值為參考:在信號(hào)記錄中所有電極以置于左乳突的電極為參考電極；離線分析時(shí)以置于右乳突的電極為參考電極。同時(shí)，記錄水平眼電（EOG）和左眼上下眶的垂直眼電（VEOG）。濾波帶通為0.05～70Hz，AC采樣頻率為500Hz，電極與頭皮之間阻抗小于5KΩ。

6.ERP數(shù)據(jù)處理與分析

完成連續(xù)記錄EEG后離線（off-line）處理數(shù)據(jù)。用NeuroScan軟件校正VEOG，并充分排除其他偽跡。離線濾波的低通為30HZ（24dB/oct），波幅大于±80uv被視為偽跡自動(dòng)剔除。分析時(shí)程為目標(biāo)詞呈現(xiàn)前200ms到呈現(xiàn)后800ms。根據(jù)已有研究結(jié)果，本研究以 P200（180～300ms）和 N400（300～450ms）的平均波幅進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。選擇 9個(gè)電極（F3，F(xiàn)z，F(xiàn)4，C3，Cz，C4，P3，Pz，P4）進(jìn)入分析，之所以選擇這 9 個(gè)電極是因?yàn)樽忠艉妥至x相關(guān)的ERP活躍電極都聚集在這些部位。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三因素重復(fù)測(cè)量方差分析，三個(gè)因素分別為字頻（高、低），啟動(dòng)類(lèi)型（字音相關(guān)、字義相關(guān)、無(wú)關(guān)控制），電極（F3，F(xiàn)z，F(xiàn)4，C3，Cz，C4，P3，Pz，P4）。 方 差 分 析 的 P 值 采 用 Greenhouse-Geisser法校正，交互效應(yīng)顯著將進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)檢驗(yàn)。

三、結(jié) 果

1.行為數(shù)據(jù)

首先，計(jì)算正確反應(yīng)條件下各個(gè)被試的反應(yīng)時(shí)（具體見(jiàn)表1）。反應(yīng)時(shí)和正確率統(tǒng)計(jì)分析是分開(kāi)進(jìn)行。

反應(yīng)時(shí)進(jìn)行兩因素（頻率和啟動(dòng)類(lèi)型）重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果顯示頻率主效應(yīng)極顯著，F(xiàn)（1，17）=20.80，p＜0.01，即高頻字反應(yīng)時(shí)明顯快于低頻字反應(yīng)時(shí)；其他效應(yīng)均不顯著，F(xiàn)s＜2.44，ps＞0.05。

對(duì)正確率進(jìn)行兩因素（頻率和啟動(dòng)類(lèi)型）重復(fù)測(cè)量方差分析顯示，主效應(yīng)和交互效應(yīng)均不顯著，F(xiàn)s＜3.32，ps＞0.05。

表1 字義任務(wù)下不同啟動(dòng)類(lèi)型的反應(yīng)時(shí)和標(biāo)準(zhǔn)差（ms）

2.ERP數(shù)據(jù)

根據(jù)以往的研究，本實(shí)驗(yàn)主要考察180～300ms（P200）和 300～450ms（N400）兩個(gè)時(shí)間窗（最活躍 Cz電極點(diǎn)的波形圖見(jiàn)圖2-2）。對(duì)這兩個(gè)時(shí)間窗的ERP波幅進(jìn)行分析。結(jié)果如下:

在180～300ms時(shí)程。關(guān)于P200波幅，啟動(dòng)類(lèi)型主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，22）=3.68，p＜0.05。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，字義相關(guān)字誘發(fā)P200明顯大于無(wú)關(guān)字；電極主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，24）=20.21，p＜0.01。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，相比其他電極，在 F3，F(xiàn)z，F(xiàn)4 上波幅最大，F(xiàn)s＞2.38，ps＜0.05；頻率、啟動(dòng)類(lèi)型交互作用顯著，F(xiàn)（2，22）=5.32，p＜0.05。事后簡(jiǎn)單效應(yīng)分析表明，高頻條件下，字音相關(guān)字和字義相關(guān)字顯著高于無(wú)關(guān)控制字，F(xiàn)（2，26）=11.50，p＜0.01。頻率、啟動(dòng)類(lèi)型與電極間交互作用顯著，F(xiàn)（4，50）=3.59，p＜0.01。事后簡(jiǎn)單效應(yīng)分析表明，高頻字的字音相關(guān)字和字義相關(guān)字相比無(wú)關(guān)控制字，在 F3，F(xiàn)z，F(xiàn)4，C3，Cz，C4 電極上產(chǎn)生更大 P200，F(xiàn)s＞5.82，ps＜0.01。

在300～450ms時(shí)程。關(guān)于N400波幅，啟動(dòng)類(lèi)型主效應(yīng)極顯著，F(xiàn)（2，25）=9.47，p＜0.01。事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，字音相關(guān)字和字義相關(guān)字相比無(wú)關(guān)控制字波幅要小，ps＜0.05；電極主效應(yīng)邊緣顯著，F(xiàn)（2，26）=3.01，p=0.06。事后檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn) F3、Fz、C3、Cz波幅比其他電極要大，ps＜0.05；其他效應(yīng)都不顯著。

四、討 論

本研究采用掩蔽啟動(dòng)范式，結(jié)合ERP技術(shù)考察了不同頻率漢字的字音和字義激活的時(shí)間進(jìn)程。行為數(shù)據(jù)和ERP數(shù)據(jù)結(jié)果都說(shuō)明了字頻會(huì)影響漢字識(shí)別中字音和字義的激活。

行為學(xué)數(shù)據(jù)表明高頻字比低頻字的反應(yīng)時(shí)要短，這說(shuō)明在漢字加工中，使用頻率是影響字詞加工的重要因素。值得注意，本研究在行為學(xué)結(jié)果上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)效應(yīng)，可是腦電數(shù)據(jù)卻發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)效應(yīng)，類(lèi)似現(xiàn)象也見(jiàn)其他的研究[12，20]。這在一定程度上可能說(shuō)明了反應(yīng)時(shí)的方法在反映內(nèi)在心理加工時(shí)間進(jìn)程上存在一些缺陷，如外在行為反應(yīng)延后性或者變異性可能促成這種結(jié)果出現(xiàn)。

本研究采用字義判斷任務(wù)，字音相關(guān)字的字音與實(shí)驗(yàn)任務(wù)無(wú)關(guān)，也可作為“無(wú)關(guān)字”來(lái)判斷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比無(wú)關(guān)控制字，高頻字音相關(guān)字和字義相關(guān)字所誘發(fā)的P200波幅更大，而P200對(duì)早期語(yǔ)音敏感。這一現(xiàn)象說(shuō)明了，在漢字加工早期階段，字音不遲于字義的激活。而且，相比低頻字，高頻字的字音信息激活時(shí)間更早，大概在目標(biāo)字呈現(xiàn)后200ms左右。但是，Chen 等[12]和 Zhang 等[14]發(fā)現(xiàn)低頻字音信息比字義信息更早被激活。這種差異可能與所采用的實(shí)驗(yàn)范式不同有關(guān)。本研究與Zhang等[14]的研究在材料選取、無(wú)關(guān)變量控制和實(shí)驗(yàn)任務(wù)上都非常接近；關(guān)鍵不同的在實(shí)驗(yàn)范式，本研究采用掩蔽啟動(dòng)范式。由于啟動(dòng)詞呈現(xiàn)的時(shí)間很短（35ms），被試在實(shí)驗(yàn)后報(bào)告幾乎看不到啟動(dòng)詞。這種瞬時(shí)呈現(xiàn)能減少或控制有意識(shí)加工，避免了被試在字詞加工中有意識(shí)策略的干擾，有助于檢測(cè)字詞自動(dòng)加工[21]。Chen等[12]和Zhang等[14]研究中啟動(dòng)詞呈現(xiàn)時(shí)間（分別為140ms，200ms）和間隔時(shí)間（為 360ms和 300ms）相對(duì)較長(zhǎng)。這就為個(gè)體采取相應(yīng)認(rèn)知策略提供了一定條件[22]，從而使得啟動(dòng)字的信息激活可能受到認(rèn)知策略的影響。但是，在平常生活中，與實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景不同，前者事件的發(fā)生很大程度上是自然的，而后者可能因場(chǎng)景的人為性而導(dǎo)致個(gè)體采取有意識(shí)策略，從而對(duì)自然加工做出相應(yīng)的調(diào)整。因此，本研究通過(guò)掩蔽啟動(dòng)控制認(rèn)知策略的影響來(lái)研究詞匯識(shí)別中字音和字義激活時(shí)間進(jìn)程更具有實(shí)際研究意義。換句話說(shuō)，Zhang等[14]和 Chen 等[12]的結(jié)果可能更適應(yīng)解釋在一些特定場(chǎng)合，如個(gè)體根據(jù)情境特殊性有意識(shí)或無(wú)意識(shí)調(diào)整了自己自發(fā)的行為反應(yīng)，而我們的研究結(jié)果可能更適應(yīng)說(shuō)明在一些自然情境下的漢字加工。

在N400波幅上，發(fā)現(xiàn)字音相關(guān)字和字義相關(guān)字都誘發(fā)了比無(wú)關(guān)控制字更小N400，而N400對(duì)字音和字義信息敏感。本實(shí)驗(yàn)任務(wù)為字義判斷，字音相關(guān)字與目標(biāo)字間不存在共同的字形部件，字義也無(wú)關(guān)聯(lián)。這說(shuō)明在字義加工階段，無(wú)論是高頻字還是低頻字，字音信息與字義信息在刺激呈現(xiàn)400ms后都已被同時(shí)激活，但是不能區(qū)分誰(shuí)先誰(shuí)后。這一現(xiàn)象再一次說(shuō)明字音信息不遲于字義信息的激活。這一結(jié)果與Liu等[13]的研究結(jié)果相一致。但是，他們的實(shí)驗(yàn)材料為高頻字，本研究中不僅有高頻字也有低頻字。

簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):在200毫秒左右，高頻字的字音被自動(dòng)激活，然而低頻字卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)類(lèi)似現(xiàn)象；在400毫秒左右，無(wú)論是高頻字還是低頻字，字義和字音信息都已經(jīng)被激活，但是不能區(qū)分誰(shuí)先誰(shuí)后。這些結(jié)果很可能說(shuō)明了，對(duì)于高頻字，先激活字音（中介）然后再激活字義；對(duì)于低頻字，同時(shí)激活字義和字音。因此，本研究的結(jié)果既不支持直通模型也不支持中介模型，在一定程度卻支持雙通道模型的觀點(diǎn)。

五、結(jié) 論

第一，在漢字字義加工中字頻會(huì)影響字音和字義激活的時(shí)間進(jìn)程，高頻字的字音信息比低頻字更早被激活。

第二，對(duì)于高頻字，字音信息不遲于字義的激活；對(duì)于低頻字，字音信息和字義信息同時(shí)被激活。

[1]Frost，R.Toward a Strong Phonological Theory of Cisual Word Recognition:True Issues and False Trails[J].Psychological Bulletin，1998，123（1）:71-99.

[2]Van Orden G.C.，Pennington B.F.，Pennington B.F.，Stone G.O.Word Identification in Reading and the Promise of Subsymbolic Psycholinguistics[J].Psychological Review，1990，（97）:488-522.

[3]Seidenberg M.S.The time Course of Phonological Code Activation in Two Writing Systems[J].Cognition，1985，（19）:1-30.

[4]Taft M.，Van Graan G.Lack of Phonological Mediation in a Semantic Categorization Task[J].Journal of Memory and Language，1998，（38）:203-224.

[5]Lukatela G.，Turvey M.T.Visual Lexical Access is Initially Phonological:Evidence from Associative Priming by Words，Homophones，and Pseudohomophones[J].Journal of Experimental Psychology:General，1994，（123）:107-128.

[6]Luo C.R.How is Word Meaning Accessed in Reading?Evidence from the Phonolo-gically Mediated Interference Effect[J].Journal of Experimental Psychology:Learning Memory and Cognition，1996，（22）:883-895.

[7]陳寶國(guó)，王立新，彭耽齡.高低頻漢字形音義激活的時(shí)間進(jìn)程[J].心理與行為研究，2006，4（4）:252-257.

[8]劉艷琳.對(duì)外漢語(yǔ)教學(xué)中語(yǔ)法教學(xué)和語(yǔ)感培養(yǎng)的關(guān)系[J].湖南師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，（6）:103-106.

[9]張武田，馮 玲.漢字屬性匹配與大腦半球的協(xié)同活動(dòng)[J].心理學(xué)報(bào)，1998，（4）:129-135.

[10]Zhou X.，Marslen-Wilson W.The Relative Time Course of Semantic and Phonological Activation in Reading Chinese[J].Journal of Experimental Psychology:Learning Memory and Cognition，2000，（26）:1245-1265.

[11]Perfetti C.A.，Tan L.H.The Time Course of Graphic，Phonological，and Semantic Activation in Chinese Character Identification[J].Journal of Experimental Psycholog:Learning Memory and Cognition，1998，（24）:101-118.

[12]Chen B.G.，Liu Y.，Wang L.X.，Peng D.L.，Perfetti C.A.The Timing of Graphic，Phonological and Semantic Activation of High and Low Frequency Chinese Characters:an ERP Study[J].Progress in Natural Science，2007，（17）:62-70.

[13]Liu Y.，Perfetti C.A.，Hart L.ERP Evidence for the Time Course of Graphic，Phonological，and Semantic Information in Chinese Meaning and Pronunciation Decisions[J].Journal of Experimental Psychology:Learning，Memory，and Cognition，2003，29（6）:1231-1247.

[14]Zhang Q.，Zhang J.X.，Kong L.Y.An ERP Study on the Time Course of Phonological and Semantic Activation in Chinese Word Recognition[J].International Journal of Psychophysiology，2009，（73）:235-245.

[15]Coulson S.，Brang D.Sentence Context Affects the Brain Response to Masked Words[J].Brain&Language，2010，（113）:149-155.

[16]Fazio R.H.Attitudes as Object-evaluation Associations of Varying Strength [J].Social Cognition，2007，25（5）:603-637.

[17]Han H，A.，Czellar S.，Olson M，A.，F(xiàn)azio R，H.Malleability of Attitudes or Malleability of the IAT[J].Journal of Experimental Social Psychology，2009，46（2）:286-298.

[18]Carreiras M.，F(xiàn)errand L.，Grainger J.，Perea M.Sequential Effects of Masked Phonological Priming[J].Psychological Science，2005，（16）:585-589.

[19]Holcomb P.J.，Grainger J.On the Time Course of Visual Word Recognition:An Event-related Potential Investigation Using Masked Repetition Priming[J].Journal of Cognitive Neuroscience，2006，（18）:1631-1643.

[20]Chen H.C.，Shu H.Lexical Activation during the Recog-nition of Chinese Characters:Evidence Against Early Phonological Activation[J].Psychonomic Bulletin&Review，2001，8（3）:511-518.

[21]Dehaene S.，Naccache L.，Cohen L.，Le Bihan D.，Mangin，J.，Poline，Riviere，J.Cerebral Mechanisms of Word Masking and Unconscious Repetition Priming[J].Nature Neuroscience 2001，（4）:752-758.

[22]Forster K.I.，Davis C.Repetition Priming and Frequency Attenuation in Lexical Access[J].Journal of Experimental Psychology:Learning，Memory，and Cognition，1984，（10）:680-698.