Psycholinguistik / Kognitive Linguistik
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Prediction is a central mechanism in the human language processing architecture. The psycholinguistic and neurolinguistic literature has seen a lively debate about what form prediction may take and what status it has for language processing in the human mind and brain. While predictions are a ubiquitous finding, the implications of these results for models of language processing differ. For instance, eyetracking data suggest that predictions may rely on sublexical orthographic information in natural reading, while electrophysiological data provide mixed evidence for form-based predictions during reading. Other research has revealed that humans rapidly adapt to text specifics and that their predictive capacity varies, broadly speaking, in accordance with inter- and intra-individual language proficiency, which cuts across the speaker groups (e.g. L1 vs. L2 speakers, skilled vs. untrained readers) traditionally used for experimental contrasts. There is therefore evidence that the kind and strength of linguistic predictions depend on (at least) three sources of variability in language processing: speaker, text genre and experimental method.
The aim of this Research Topic is to develop a better understanding of prediction in light of the three sources of variability in language processing, by providing an overview of state-of-the art research on predictive language processing and by bringing together research from various disciplines.
First, intra-and inter-individual differences and their influence on predictive processes remain underrepresented in experimental research on predictive processing. How do language users differ in their predictive abilities and strategies, and how are these differences shaped by e.g. biological, social and cultural factors?
Second, while language users experience great stylistic diversity in their daily language exposure and use, the majority of language processing research still focuses on a very constrained register of well-controlled sentences composed in the standard language. How are predictions shaped by extra- and meta-linguistic context, such as register/genre or accent/speaker identity, and how may this influence the processing of experimental items in another language or text variety?
Third, the Research Topic invites contributions that make use of a multi-method approach, such as combined behavioral and electrophysiological measures or experimental methods combined with measures extracted from corpus data. What opportunities and challenges do we face when integrating multiple approaches to examine linguistic, experimental and individual differences in human predictive capacity?
We welcome contributions from all areas of empirical psycho- and neurolinguistics, but contributions must explicitly address variability and variation in language and language processing. Relevant topics include individual differences and the impact of genre, modality, register and language variety. Contributions that go beyond single word and single sentence paradigms are especially desirable. Experimental, corpus-based, meta-analytic and review papers, as well as theoretical/opinion pieces are welcome; however, papers of the latter type should support their arguments with substantial empirical evidence from the literature. Particularly desirable are contributions which combine topics and/or methods, such as the impact of an individual's native dialect on processing of constructions that show variability in the standard language (e.g. choice of auxiliary, agreement of mass nouns, etc.) or experimental methods combined with measures extracted from corpus data such as information-theoretic surprisal.
Speech planning is a sophisticated process. In dialog, it regularly starts in overlap with an incoming turn by a conversation partner. We show that planning spoken responses in overlap with incoming turns is associated with higher processing load than planning in silence. In a dialogic experiment, participants took turns with a confederate describing lists of objects. The confederate’s utterances (to which participants responded) were pre-recorded and varied in whether they ended in a verb or an object noun and whether this ending was predictable or not. We found that response planning in overlap with sentence-final verbs evokes larger task-evoked pupillary responses, while end predictability had no effect. This finding indicates that planning in overlap leads to higher processing load for next speakers in dialog and that next speakers do not proactively modulate the time course of their response planning based on their predictions of turn endings. The turn-taking system exerts pressure on the language processing system by pushing speakers to plan in overlap despite the ensuing increase in processing load.
A central question in psycholinguistics is how the human brain processes language in real time. To answer this question, the differences between auditory and visual processing have to be considered. The present dissertation examines the extent to which event-related potentials (ERPs) in the human electroencephalogram (EEG) interact with different modes of presentation during sentence comprehension. Besides the two classical modalities, auditory and rapid serial visual presentation (RSVP), the monitoring of readers’ eye movements was chosen as a new mode of presentation. Here, the temporal paradox between neuronal ERP effects and behavioral effects in the eye movement record were of particular interest. Specifically, by concurrently measuring ERPs and eye movements in natural reading, the dissertation aimed to shed light on the counterintuitive fact that difficulties in sentence comprehension arise earlier in eye movement measures than in the corresponding neuronal ERP effects. In contrast to RSVP and the auditory modality, reading offers a parafoveal preview of upcoming words (Rayner 1998), which enables the brain to process information of words before these are fixated for the first time (in foveal vision). When the word Gegenteil in example (1) below is fixated and processed, the brain concurrently processes some information of the upcoming parafoveal words von and weiß. (1) Schwarz ist das Gegenteil von weiß. (2) Schwarz […] blau. (3) Schwarz […] nett. The parafoveal preview mostly provides orthographic (word form) information, while semantic information is not conveyed (Inhoff & Starr 2004; White 2008). Whereas word form and lexical meaning are processed simultaneously with RSVP and auditory presentation, the parafoveal preview in natural reading allows for a temporal decoupling such that word forms are processed before meaning. This is one reason for the faster information uptake in reading. The present dissertation is the first to systematically investigate the influence of the parafoveal preview in sentence processing. Participants read sentences such as in (1)-(3), in which two adjectives were either antonyms (1), semantically related non-antonyms (2), or semantically unrelated non-antonyms (3). ERPs were computed for the last fixation before the target word (the sentence-final word in 1-3), which was assumed to capture parafoveal processing, and for the first fixation on the target, that should reflect foveal processing. The results were compared to two experiments using identical stimuli with auditory and RSVP presentation, and the parafoveal preview clearly led to different ERP results. While the RSVP and auditory presentations replicated the finding of a P300 to the second antonym in (1) (Kutas & Iragui 1998; Roehm et al. 2007), there was no P300 in response to antonyms at any fixation position in natural reading. However, the dissociation of parafoveal and foveal processing in reading also made it possible to disentangle different processes underlying the N400. There was a reduced parafoveal N400 for (1,2) compared with (3), which could be attributed to the preactivation of the word forms of the expected antonyms and of semantically related non-antonyms. In foveal vision, all non-antonyms (2,3) showed an enhanced N400 compared with (1) because they were unexpected and implausible in the sentence context. This dissociation between the preactivation of a word-form and the contextual fit of a word’s meaning is impossible with the other two modes of presentation, because orthographic and semantic information become available almost at the same time and are thus processed simultaneously. Furthermore, the parafoveal N400 effect was not accompanied by changes in the duration of the corresponding fixation, whereas the foveal N400 was. Similarly, with the concurrent measurement of ERPs and eye movements, the temporal paradox described above remained, as effects in the eye movement record preceded the neuronal ERP effects. Further support for these central findings came from two additional experiments that investigated different stimuli with concurrent ERP-eye tracking measures. Altogether, the experiments revealed that the previous findings on the language-related N400 can be replicated with natural reading, but they can also be differentiated qualitatively by virtue of the characteristics of natural reading. Although the behavioral and neuronal effects mirrored one another, not every neuronal effect necessarily translates into a behavioral output. Finally, even concurrent ERP-eye tracking measures cannot resolve the temporal paradox.
Although the N400 was originally discovered in a paradigm designed to elicit a P300 (Kutas and Hillyard, 1980), its relationship with the P300 and how both overlapping event-related potentials (ERPs) determine behavioral profiles is still elusive. Here we conducted an ERP (N = 20) and a multiple-response speed-accuracy tradeoff (SAT) experiment (N = 16) on distinct participant samples using an antonym paradigm (The opposite of black is white/nice/yellow with acceptability judgment). We hypothesized that SAT profiles incorporate processes of task-related decision-making (P300) and stimulus-related expectation violation (N400). We replicated previous ERP results (Roehm et al., 2007): in the correct condition (white), the expected target elicits a P300, while both expectation violations engender an N400 [reduced for related (yellow) vs. unrelated targets (nice)]. Using multivariate Bayesian mixed-effects models, we modeled the P300 and N400 responses simultaneously and found that correlation between residuals and subject-level random effects of each response window was minimal, suggesting that the components are largely independent. For the SAT data, we found that antonyms and unrelated targets had a similar slope (rate of increase in accuracy over time) and an asymptote at ceiling, while related targets showed both a lower slope and a lower asymptote, reaching only approximately 80% accuracy. Using a GLMM-based approach (Davidson and Martin, 2013), we modeled these dynamics using response time and condition as predictors. Replacing the predictor for condition with the averaged P300 and N400 amplitudes from the ERP experiment, we achieved identical model performance. We then examined the piecewise contribution of the P300 and N400 amplitudes with partial effects (see Hohenstein and Kliegl, 2015). Unsurprisingly, the P300 amplitude was the strongest contributor to the SAT-curve in the antonym condition and the N400 was the strongest contributor in the unrelated condition. In brief, this is the first demonstration of how overlapping ERP responses in one sample of participants predict behavioral SAT profiles of another sample. The P300 and N400 reflect two independent but interacting processes and the competition between these processes is reflected differently in behavioral parameters of speed and accuracy.
Hierarchical predictive coding has been identified as a possible unifying principle of brain function, and recent work in cognitive neuroscience has examined how it may be affected by age–related changes. Using language comprehension as a test case, the present study aimed to dissociate age-related changes in prediction generation versus internal model adaptation following a prediction error. Event-related brain potentials (ERPs) were measured in a group of older adults (60–81 years; n = 40) as they read sentences of the form “The opposite of black is white/yellow/nice.” Replicating previous work in young adults, results showed a target-related P300 for the expected antonym (“white”; an effect assumed to reflect a prediction match), and a graded N400 effect for the two incongruous conditions (i.e. a larger N400 amplitude for the incongruous continuation not related to the expected antonym, “nice,” versus the incongruous associated condition, “yellow”). These effects were followed by a late positivity, again with a larger amplitude in the incongruous non-associated versus incongruous associated condition. Analyses using linear mixed-effects models showed that the target-related P300 effect and the N400 effect for the incongruous non-associated condition were both modulated by age, thus suggesting that age-related changes affect both prediction generation and model adaptation. However, effects of age were outweighed by the interindividual variability of ERP responses, as reflected in the high proportion of variance captured by the inclusion of by-condition random slopes for participants and items. We thus argue that – at both a neurophysiological and a functional level – the notion of general differences between language processing in young and older adults may only be of limited use, and that future research should seek to better understand the causes of interindividual variability in the ERP responses of older adults and its relation to cognitive performance.
Interindividuelle Unterschiede bei der Verarbeitung sprachlicher Strukturen haben bei experimentellen Untersuchungen zur Sprachverarbeitung mittels neurobasierter Verfahren lange Zeit keine oder bestenfalls eine untergeordnete Rolle gespielt. Während individuelle Verarbeitungsstrategien in Abhängigkeit von experimentellen Faktoren (z.B. Aufgabenstellung) relativ gut belegt sind (z.B. probandenspezifisches strategisches Verhalten bei der Verarbeitung von semantischen Relationen; Roehm et al. 2007), wurde der Einfluss von Variation in der Grammatik des Standarddeutschen in Korrelation zu Hirnprozessen bisher kaum berücksichtigt. In diesem Beitrag werde ich auf der Basis dreier EEG-Experimente aus unterschiedlichen Bereichen (Synästhesie, semantische Relationen, Auxiliarselektion bei intransitiven Verben) Beispiele für Verarbeitungskorrelate interindividueller Variation vorstellen und diskutieren.
Die Sprachverarbeitung beim Übersetzen unterliegt zwei gegenläufigen Forderungen: der ausgangstextbasierten Äquivalenzforderung und der funktionalistischen Zielpublikumsorientierung. So können Übersetzungen mehr oder weniger wie eine Kopie des Ausgangstextes in einer anderen Sprache wirken, je nachdem wie wörtlich oder frei übersetzt wurde. Dieses Entscheidungskontinuum lässt sich mit dem Entropiebegriff operationalisieren. Je höher die Entropie, desto mehr Übersetzungsvarianten gibt es fur einen ausgangssprachlichen Ausdruck. Welche Rolle hierbei das mentale Lexikon spielt und inwiefern die Entropie die kognitiven Prozesse beim Übersetzen beeinflusst, kann durch experimentelle Forschung untersucht werden. In einer ersten Studie haben wir den Einfluss des mentalen Lexikons auf die Übersetzungsentropie und dessen Entwicklungspotenzial bei Studierenden am Beispiel von Kognaten untersucht. Die zweite Studie belegt den Zusammenhang zwischen Entropie und der kognitiven Belastung am Beispiel verschiedener Wortarten. Durch die Datentriangulation von produkt- und prozessbasierten Ergebnissen lassen sich spezifische Verwendungsmuster ableiten.
Sind Phraseologismen Fertigteile und Versatzstücke, sprachliches fast food, schnell produziert und wenig komplex im Verstehen - oder sind sie besonders aufwändig, Ausdruck eines elaborierten Stils, der einen bestimmten Entwicklungsstand und besondere Kenntnisse erfordert - auch im Hinblick auf eine angemessene Rezeption? Ergeben sich solche Versatzstücke als Nebenwirkungen trivialer sprachlicher Lernprozesse oder sind Phraseologismen das Resultat besonders anspruchsvoller Erwerbsaktivitäten? Liegen die phraseologischen Besonderheiten im Verarbeitungsprozess oder im Zugriff auf die vorbestehende Speicherung? Die linguistische Forschungsliteratur kennt beide Denkrichtungen. Die Psycholinguistik ermöglicht es, einen Teil der Widersprüche aufzulösen. Die folgenden Auffassungen zu den Spielräumen des Sprachverstehens wurden im Rahmen der Psycholinguistik der Phraseologie in den letzten zwei Jahrzehnten empirisch entwickelt und gewinnen inzwischen auch in der definitorisch und textlinguistisch orientierten Phraseologietheorie an Bedeutung.
1. Das Konzept der Konstitution der phraseologischen Bedeutung auf unterschiedlichen Wegen - je nach Kontext und verstehender Person.
2. Die Vorstellung vom Nebeneinander der ein- und mehrdimensionalen Bedeutungskonstitution: der Synkretismus als unmarkierter Fall vs. die besondere Möglichkeit der Wahrnehmung der vollen Ambuigität.
3. Die Auffassung des individuellen Umgangs nicht nur mit der phraseologischen Bedeutung, sondern auch mit den Bedeutungen der phraseologischen Komponenten bei Erwachsenen ebenso wie bei Kindern.
Die Spielräume des Sprachverstehens gerade der Phraseologismen sind gross. Ihre Wahrnehmung und Beschreibung lassen sich zusammenführen mit kulturwissenschaftlich begründeten Auffassungen von der Individualität von Verstehensprozesssen, ihrer Freiheit, ihrer Offenheit und ihrem Reichtum auf der einen Seite, aber auch der Oberflächlichkeit von Rezeptionsprozessen auf der andern Seite - jenseits jener text- und intentionsbesessenen Perspektive, die Generationen von Schülerinnen und Lehrerinnen das Leben schwer gemacht hat - ausgedrückt und gleichzeitig karikiert in der stereotypen Ausgangsfrage: Und was hat der Autor uns sagen wollen? Es wird in der empirischen Forschung zur Psycholinguistik der Phraseologie besonders deutlich, was auch in anderen linguistischen Fachbereichen gilt: Eine „ordentliche" semiotische Herleitung der Bedeutung von Phraseologismen, die wörtliche und übertragene Bedeutung sauber getrennt hält und oft als logisch bezeichnet wird, kommt den Bedürfnissen der Analyse entgegen, trifft aber nicht die Vorgänge beim Sprachgebrauch. Die gegenstandskonstituierende Ausgangshypothese für den inneren idiomatischen Kern der idiomatischen Phraseologie, wonach die phraseologische Gesamtbedeutung nicht die Summe der Bedeutungen der einzelnen Wörter sein kann, erweist sich - nicht als falsch, aber als zu eng und hat sich als Hintergrund einer ganzen Reihe von reduktionistischen Auffassungen und damit als problematisch herausgestellt für eine adäquate lebensnahe Beschreibung des Verstehens von Phraseologismen.
Die zentrale Forschungsmethode in der Psycholinguistik ist das psychologische Experiment. Dadurch unterscheidet sich die psycholinguistische Forschung in mancher Hinsicht von anderen Gebieten der Sprachwissenschaften, in denen die Beobachtung natürlichen Vorkommens sprachlicher Phänomene eine deutlich größere Rolle spielt. Ich werde im folgenden Beitrag nach einer kurzen Definition psycholinguistischer Fragestellungen zunächst Experiment und Beobachtung einander gegenüberstellen und dabei dafür argumentieren, dass es sich hier um einander ergänzende Herangehensweisen handelt. Ich werde dann verschiedene psycholinguistische Experimentaltechniken vorstellen, von sehr einfachen Fragebogentechniken bis hin zu technisch höchst aufwendigen Methoden wie der Messung von Blickbewegungen oder von sprachspezifischen EEG-Mustern. Hier werde ich versuchen, deutlich zu machen, dass nicht die Kosten allein die Qualität einer Technik ausmachen, sondern die Angemessenheit für die Fragestellung.
Der Beitrag gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung zum Textverstehen aus psycholinguistischer Sicht. Zunächst wird kurz auf die Entwicklung der Psycholinguistik hin zu einer kognitiven und kommunikativ orientierten Sprachwissenschaft eingegangen. Anschließend werden die wichtigsten konzeptuellen, theoretischen und methodologischen Grundlagen der Textverstehensforschung vorgestellt. Wichtige semantische Verarbeitungseinheiten des Textverstehens sind die mentalen Propositionen sowie die mentalen Modelle. Die aktuelle Forschung zeigt, dass diese Einheiten nicht getrennt voneinander gesehen werden dürfen, sondern eng aufeinander bezogen sind. Auf der semantischen Ebene des Textverstehens spielen sich Prozesse der Referenz, der Kohärenz und der Inferenzbildung ab, die nicht nur vom Text, sondern auch vom Wissen und von den Interessen der Textrezipienten sowie von der Kommunikationssituation beeinflusst werden. Die aktuellen psycholinguistischen Theorien bilden Ausschnitte dieser komplexen Interaktion mit formalen Methoden ab. Nach einem kurzen Hinweis auf die psycholinguistische Forschung zur Ontogenese des Textverstehens werden Perspektiven für die Anwendung der Theorien auf praktische Fragestellungen wie die der Textverständlichkeit, der Förderung der Textkompetenz sowie der maschinellen Sprachverarbeitung aufgezeigt.