心理所研究揭示言語工作記憶對語言預測的調節作用

　　近年來，認知科學家阿尼爾·塞斯（Anil Seth）提出了一種新觀念：“我預測故我在”。預測編碼（Predictive Coding）模型認為，人類大腦持續地對即將到來的信息進行預測，并將預測信息與實際的感官輸入進行對比。這種預測機制深植于日常行為和認知過程中，無論是走路、說話，還是理解他人的語言、情緒和意圖，都離不開預測。已有研究表明，在語言理解中，人們可以預測不同維度的語言信息，如語義和語音信息（Huang et al., 2023; Li et al., 2022; Wei et al., 2023）。那么，語言預測是否受一般認知能力的影響？

　　為回答該問題，中國科學院行為科學重點實驗室李興珊研究組的科研人員開展了一項研究。研究采用視覺情境范式，考察了言語工作記憶容量對不同層級語言預測的影響，即語義預測和語音預測。

　　通過閱讀廣度任務，研究者測量了被試的言語工作記憶容量，按照工作記憶容量將被試分為高、低工作記憶組。實驗中，被試聽高限定性的句子并記錄被試的眼動軌跡，例如“要放學了，我把鉛筆盒和本子裝進了書包（目標詞）里準備回家。” 同時，屏幕呈現圖片刺激，圖片刺激包括一個關鍵物和三個干擾物。關鍵物包含以下條件：目標物（如“書包”）、語義相關項（如“橡皮”）、語音相關項（如“梳子”），以及作為基線條件的無關物（如“漏斗”）。

圖1.高（左上）、低（右上）工作記憶組注視比例圖

藍色點表示目標物條件，綠色點表示語音相關項條件，紅色點表示語義相關項條件，灰色點表示無關物條件，橫軸表示目標詞呈現時間（時間0代表目標詞開始呈現），縱軸表示注視比例

圖2.高（左下）、低（右下）工作記憶組預測時間窗口內的生長曲線分析圖

橫軸表示目標詞呈現時間，縱軸表示經驗邏輯轉換后注視比例，曲線表示模型擬合情況

　　研究結果顯示，聽到目標詞之前，兩組被試都更多地注視語義相關項、語音相關項，表明在語言理解過程中，兩組被試均表現出語義和語音預測。更重要的是，高工作記憶組的語義預測更早，提示言語工作記憶對語言預測的調節作用。

　　綜上，該研究揭示了言語工作記憶容量對語言預測的調節作用。研究成果有助于加深對預測加工機制的理解，為構建更完整的語言理解模型提供科學證據。

　　該研究受國家自然科學基金面上項目 、國際(地區)合作與交流項目、北京市科技新星項目、中國科協青年人才托舉項目、中國科學院青年創新促進會項目、中科院心理所“揭榜掛帥”項目的資助。

　　該研究成果已在線發表于Psychonomic Bulletin & Review，文章的第一作者為心理所研究生李欣晶，通訊作者為心理所青年特聘研究員屈青青。

　　論文信息：

　　Li, X., & Qu, Q*. (2023). Verbal working memory capacity modulates semantic and phonological prediction in spoken comprehension. Psychonomic Bulletin and Review, 1-10. https://doi.org/10.3758/s13423-023-02348-5

　　相關論文：

　　1. Wei Wei, Zirui Huang, Chen Feng, Qingqing Qu* (2023). Predicting phonological information in language comprehension: Evidence from ERP representational similarity analysis and Chinese idioms, Cerebral Cortex, bhad209, https://doi.org/10.1093/cercor/bhad209

　　2. Zirui Huang, Chen Feng, Qingqing Qu.* Predicting coarse-grained semantic features in language comprehension: Evidence from ERP representational similarity analysis and Chinese classifier, Cerebral Cortex, 2023, bhad116, https://doi.org/10.1093/cercor/bhad116

　　3. Li, X., Li, X., & Qu, Q.* (2022). Predicting phonology in language comprehension: Evidence from the visual world eye-tracking task in Mandarin Chinese. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 48(5), 531–547.https://doi.org/10.1037/xhp0000999