语境阅读中的词汇学习及概念系统更新

Conceptual system is the basis of many cognitive manipulations. Previous studies on conceptual system mainly focused on the organization and neural representation of concepts, leaving the updating of conceptual system underexplored. With the EEG (electroencephalograph) technique, the proposed project aims to investigate the updating of conceptual system which results from the new associations established between known concepts in the process of word learning in contextual reading. First, we will examine the establishment of new associations between known concepts. Second, we will explore the integration of the original concept into the semantic network of the new concept. Third, we will investigate the influence of the established new associations on the semantic network of the original concept. Finally, we will study the global integration of the conceptual system, namely the integration between the semantic network of the original and the new concepts. With this systematic exploration, the project will contribute to our understanding of the cognitive and neural mechanisms that underlie the local and global updating of conceptual system resulting from the establishment of new associations between known concepts. The findings will also contribute to the computational modeling of natural language processing from the perspectives of cognitive neuroscience.

概念系统是很多认知操作的基础，因此对概念系统的研究具有重要意义。然而，以往研究主要关注概念组织及其神经表征，对概念系统更新的认知神经机制研究较少。本项目拟采用EEG（electroencephalograph）技术，考察语境阅读中已知概念之间建立新联结的词汇学习过程，以及新联结建立后概念系统的动态更新。首先考察新已知概念之间建立新联结的过程，其次考察词汇原概念向新概念语义网络整合的过程，第三考察新联结对原概念语义网络的影响，最后考察概念系统在更广泛层面上的整合，即原概念和新概念各自语义网络的深度整合。通过系统深入的研究，本项目将揭示语境阅读中已知概念间建立新联结之后，概念系统在局部和更广泛的层面上进行更新的认知神经机制，同时本项目研究结果也将为自然语言处理的计算建模提供认知神经科学的理论启发。

本项目考察了阅读过程中的词汇学习及概念系统动态更新的认知神经机制。实验1考察语境阅读过程中，两个已知概念在意义层面建立联结的过程。结果发现，相比于原概念条件，新联结条件的词汇诱发了更大的LPC，表明在阅读过程中，两个概念能够快速建立意义联结。实验2考察了概念建立新联结之后，是否会与新概念的语义网络进行整合。结果发现，相比于无关词，新概念语义相关词会诱发更小的N400，表明原概念会与新概念的语义网络进行整合。实验3考察了新联结对原概念语义网络的影响。结果发现，相比于原概念条件，在新联结条件下，原有概念对其语义相关词的语义启动效应变小，表明原概念的语义网络受到了新联结的抑制。实验4在更广泛的概念系统背景下，考察两个概念的语义网络是否会深度交织。结果发现，在短时的语境阅读之后，二者并不会形成更深层的语义网络整合。同时，本项目从多角度考察了概念系统的作用及阅读中词汇学习的机制。实验5采用跨领域启动范式，考察了概念系统是否会参与视觉动作加工。结果发现，当启动刺激为长动作视频时，语义不一致词汇比一致词汇诱发了更大的P300，表明抽象的概念系统参与了具体的动作加工。实验6考察了阅读中词汇学习的基础即语言理解中的预期加工。结果发现，只有在高工作记忆组中，在预期产生阶段，高限制性语境比低限制性语境诱发了更大的持续性正波，表明概念系统支撑预期加工需要耗费认知资源。实验7通过隐喻意义学习，从另一个角度考察了两个概念建立联结的过程。结果发现，在阅读隐喻语境之后，喻体新词的语义特征词相比于无关词诱发了更小的N400，表明新词已经在特征层面上整合到了概念系统中。通过系统研究，本项目以概念系统是人脑核心知识系统为切入点，揭示了语境阅读中的词汇学习、及概念系统在局部和更广泛的层面上进行动态更新的认知神经机制。本项目研究结果能够为语言教学特别是通过阅读学习词汇提供启发，同时为自然语言处理的计算建模提供认知神经科学的理论启示。