Sequential adaptation effects reveal proactive control in processing spoken sentences: Evidence from event-related potentials

Abstract

Wie sich die Sprachwahrnehmung an ständig eingehende Informationen anpasst, ist eine Schlüsselfrage in der Gedanken-und Gehirnforschung. Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, zum Verständnis von Anpassungen an die Sprecheridentität und Sprachfehler während der Sprachverarbeitung beizutragen und unser Wissen über die Rolle der kognitiven Kontrolle bei der Sprachverarbeitung zu erweitern. Zu diesem Zweck wurden ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs, englisch: event-related potentials, ERPs) N400 und P600 in der Elektroenzephalographie (EEG) analysiert. Die vorliegende Arbeit befasste sich insbesondere mit der Frage nach der Anpassung an die Sprecheridentität bei der Verarbeitung von zwei Arten von Sprachfehlern (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2019), und untersuchte die proaktive Anpassungen, die durch die Erkennung von Sprachfehlern (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2021) und durch die Sprecher(dis)kontinuität über aufeinanderfolgende Sätze in Situationen mit mehreren Sprechern ausgelöst wurden (Xu, Abdel Rahman, & Sommer, 2021, in press). Die Ergebnisse zeigten, dass unterschiedliche Sprachverarbeitungsstrategien entsprechend der Sprecheridentität von Muttersprachlern oder Nicht-Muttersprachlern und zwei verschiedenen Arten von Sprachfehlern angepasst wurden, was sich in unterschiedlichen N400-und P600-Effekten widerspiegelte. Darüber hinaus kann die Erkennung von Konflikten (Sprachfehler) und Sprecher(dis)kontinuität über aufeinanderfolgende Sätze hinweg eine proaktive kognitive Kontrolle erfordern, die die Verarbeitungsstrategien für den folgenden Satz schnell anpasst, was sich in bisher nicht gemeldeten sequentiellen Anpassungseffekten in der P600-Amplitude manifestierte. Basierend auf dem DMC Modell Braver, Gray, & Burgess, 2007) und dem Überwachungsmodell der Sprachverarbeitung (van de Meerendonk, Indefrey, Chwilla, & Kolk, 2011) schlage ich vor, dass die P600-Amplitude nicht nur reaktive Anpassungen manifestiert, die durch Konflikterkennung ausgelöst werden, nämlich die klassischen P600-Effekte, die eine erneute Analyse der Sprachverarbeitung widerspiegeln, sondern auch proaktive Anpassungen in der Überwachung der Sprachverarbeitung, die Mechanismen der kognitiven Kontrolle von Aufmerksamkeit und Gedächtnis beinhalten.

Who speaks next? Adaptations to speaker identity in processing spoken sentences

“…We hypothesized that if the sentence-preceding face cues indicate a switch in speaker identity for the upcoming sentence, listeners would reorient their attention to the new speaker and activate additional resources in working memory. Meanwhile, cued speaker repetitions might "prime" previously activated resources for the person who continues speaking, that is, neural resources might be recruited and maintained in advance for processing the next sentence-similar to the sequential effects reported by Xu et al (2021). To sum up, after a speaker switch we expected larger P600 amplitudes after critical words in the current sentence irrespective of its correctness, as compared to a speaker repetition across consecutive sentences.…”

“…To conclude, prior studies showed that the P600 is linked to cognitive control in language processing (e.g., Xu et al., 2021), and that the P600 is sensitive to stereotype‐driven speaker characteristics and error statistics in local environments (e.g., Xu et al., 2019) and to speaker‐specific communicative styles (Regel et al., 2010). Therefore, P600 variations can be invoked to assess speaker‐specific processing strategies based on newly learnt individual‐specific characteristics in error probability and to investigate effects triggered by speaker sequences in multi‐speaker situations that possibly engage cognitive control mechanisms.…”

“…The P600 was analyzed in a centro-parietal ROI of 25 electrodes (C1/2, C3/4, CP1/2, CP3/4, CP5/6, P3/P4, P5/6, PO3/4, PO7/8, O1/2, Cz, CPz, Pz, POz, Oz) during a 600-1200 ms time window, as in Xu et al (2019), Xu et al (2021). 1 Mean amplitudes in the P600 ROI averaged across all conditions and trials were calculated for each participant.…”

“…The cluster-based permutation tests found that the 10%-speaker condition had P600 effects in both blocks, the 50%-speaker only in Block 2, and the 90%-speaker no P600 effects in either block, which were similar to the current ANOVA results. But we finally decided to stick just with previously determined P600 ROI and time window and using ANOVA because of the clear hypotheses and for the sake of comparability with our previous studies (Xu et al, 2019(Xu et al, , 2021. Furthermore, just using permutation tests to establish the significance of effect latency or location might be problematic (see e.g., Sassenhagen & Draschkow, 2019 for a discussion on this issue).…”

“…Our first research question was whether speaker sequence (switch or repetition) across consecutive sentences would affect the processing of upcoming sentence(s) or not. In a previous EEG study about spoken sentence processing, a sequential effect of previous‐sentence error detection on the current‐sentence P600 was found: after detecting a speech error in the preceding sentence, the P600 amplitude in the current sentence decreased for both correct and incorrect critical words (Xu et al., 2021). This sequential effect was taken to reflect heightened attention and sustained proactive control over the monitoring of upcoming sentences, triggered by detecting a speech error in the preceding sentence.…”