P600（神経科学）

P600は、事象関連電位(ERP) の要素、つまり脳波(EEG)で測定される脳の電気的活動のピークです。言語に関連する ERP 要素であり、文法上の誤りやその他の構文上の異常を聞いたり読んだりすることで誘発されると考えられています。そのため、人間の脳における文章処理を調査する神経言語学実験では、よく研究対象になっています。

P600 は視覚 (読む) と聴覚 (聞く) の両方の実験で誘発され、^[1]誘発する刺激の約 500 ミリ秒後に始まる正方向の偏向として特徴付けられます。刺激の提示後、約 600 ミリ秒でピークに達し (これが名前の由来です)、数百ミリ秒続きます。^{[2] [3}^]^{[注 1]} 言い換えれば、EEG 波形では、被験者が刺激を見たり聞いたりしてから約 500 ミリ秒後に始まる正方向の大きなピークです。通常、中心頭頂電極 (つまり、頭皮の中央の後部) に主に現れると考えられていますが、いくつかの研究では前頭部の P600 も観察されています。^[4] ただし、EEG では、頭皮でのこの分布は、P600 が脳のその部分から来ていることを意味するわけではありません。 2007年に行われた脳磁図（MEG）を用いた研究では、P600の発生源はウェルニッケ野の後ろの側頭葉後部にあると推測されている。^[5]

P600は1992年にリー・オスターハウトとフィリップ・ホルコムによって初めて報告されました。^{[6]また、正の極性を持ち、通常は統語的現象によって引き起こされるため、}統語的正シフト（SPS ）と呼ばれることもあります。^[2]^[7]^[8]

誘発

P600はもともと「統語的」ERP成分であると考えられていました。^[6]^[9]^[10]^[11]これは、非文法的刺激、再分析を必要とするガーデンパス文、多数の主題役割を持つ複雑な文、フィラーギャップ依存関係（英語の文頭に現れるが、実際には別の場所で解釈されるwh語など）の処理など、いくつかのタイプの統語的現象によって引き起こされるためです。

文法上の誤り

P600は、文中のいくつかの種類の文法エラーによって引き起こされる可能性があり、例えば「子供はおもちゃを投げる」などの一致の問題が挙げられる。 ^[4] この種の主語と動詞の不一致に加えて、P600は時制、性別、数、格の不一致や句構造違反によっても引き起こされる。^[3] 2009年の研究では、これらのエラーは、これまでに示唆されている他の統語的刺激よりも強いP600を引き起こすことが示唆されている。^[12]

庭園の小道

P600は、文に明らかな文法上の誤りはないが、読者が当初予想していたのとは異なる解釈をしなければならない場合にも発生することが知られている。^[13] これらの文は「ガーデンパス」文として知られている。これは、読者が文の1つの解釈に従った後、その解釈が間違っていたことに気づき、文を理解するために後戻りしなければならないからである。例えば、オスターハウトとホルコム（1992）は、次のような文でtoという単語によってP600が引き起こされることを発見した。

ブローカーは株を売るよう説得された。

このような文章では、「説得した」を文章の主動詞（つまり「ブローカーが私を説得した」）として解釈するのが好ましい読み方であり、その単語を見た読者は文章を再分析して「株を売るように説得されたブローカーは背が高かった」のような意味に解釈する必要がある。^[6]

音楽における構文エラー

P600は、和音が音楽フレーズの残りの部分と調子がずれているときなど、音楽のハーモニーの誤りによっても誘発される。これは、P600が「言語に特有のもの」ではなく、「非言語的（ただし規則に従った）シーケンスで誘発される可能性がある」ことを意味している。^[14]

依存関係と複雑さ

いくつかの研究では、文法的な誤りや「ガーデンパス」がない単語 (つまり、単語が読者の予想通りである単語) であっても、文が複雑な場合は、名詞句が複数アクティブになっている場合に P600 が引き起こされることがわかっています。これは、読者が文の前の方に現れた単語を「再アクティブ化」する必要がある場合に最もよく見られます。たとえば、「誰を真似したのですか?」という文では、who という単語が文頭に現れますが、これは実際にはimitateの直接目的語であり、そのように解釈する必要があります (つまり、「誰を真似したのですか?」と解釈する必要があります)。いくつかの研究では、読者がimitate という単語を見た後、おそらくwho が再アクティブ化された結果として、P600 反応を示すことがわかっています。^[15] この種の P600 は、文中でアクティブになっている名詞句の数が増えるにつれて強くなるため、P600 ジェネレーターは文の複雑さのレベルに敏感であることが示唆されます。^[16]^[17]

意味的魅力

Kim & Osterhout (2005) は、文法的には正しいが意味的に異常で、構文の再分析が意味の再分析よりも効果的である文において、いわゆる「意味的 P600」を実証しました。たとえば、次の文では P600 が引き出される可能性があります。

ボリュームたっぷりの食事が子供たちをむさぼり食っていました。

これは、読者が、文に意味上の誤り（食事は子供を食い尽くすことはできないが、子供に食い尽くされることはできる）ではなく、形態統語論上の誤り（「devour ing」ではなく「devour ed by」と言っている）が含まれていると解釈する傾向があることを示唆している。「意味的P600」の解釈は、文献でかなりの注目と論争を集めている。^[18]

解釈

P600 がどのような計算プロセスによって誘発されるかについては、いくつかの理論がある。P600 は文法違反や誤った文に反応して起こることが多いため、1 つの理論では、P600 は修正(つまり、構造エラーのために正常に処理できない文の解釈を「救出」しようとすること) と再分析(つまり、誤った文の解釈によって誤って解釈された文の構造を再配置しようとすること) のプロセスを反映しているという。^[19]^[20] 一方、他のモデルでは、P600 はこれらのプロセスを特に反映しているのではなく、文の一貫した構造を構築するために一般的にかかる時間と労力の量を反映しているだけである可能性を示唆している。 ^[21]または、構文構造を作成または破壊する一般的なプロセス (修復のためだけにではない)。^[22] 別の提案では、P600は必ずしも言語プロセスそのものを反映しているわけではないが、被験者が「あり得ない」刺激に遭遇したときに誘発されるという点でP300に似ているという。自然会話では文法的に正しくない文は比較的まれなので、P600は言語的反応ではなく、単に被験者が予期しない刺激に遭遇したときの「驚き」の影響である可能性がある。^[23] 別の説明では、P600は言語適応中に行われる学習プロセスによるエラー/驚きの伝播を反映しており、この説明はいくつかのP600/N400の結果を説明するコネクショニストモデルに実装されている。^[24]

参照

注記

^ 異なる著者は、P600 の期間をわずかに異なって示しています。たとえば、Kaan & Swaab (2003、p. 98) は、400 ミリ秒ほど早く始まる可能性があると主張し、Friederici (2002、p. 81) は、それが「600～1000 ミリ秒の間に発生する」と説明しています。

参考文献

^ ハゴールト 2007、251 ページ
^ ab Hagoort、Brown & Osterhout 1999、p. 286
^ ab Gouvea et al. 2009、p. 7
^ アブ・カーン＆スワアブ 2003、98ページ
^ サービス他2007、1200–1202 ページ
^ abc コールソン、キング、クタス、1998、p. 26
^ グーベア他 2009年、4頁
^ コールソン、キング、クタス、1998、p. 22
^ フリーデリチ＆ワイセンボーン 2007、51ページ
^ ハゴート、ブラウン、オスターハウト、1999 年、283–84 ページ
^ グーベア他 2009年、6ページ
^ グーベア他 2009年、29ページ
^ Gouvea et al. 2009、p.8
^ Patel, AD; Gibson, E.; Ratner, J.; Besson, M.; Holcomb, PJ; et al. (1998). 「言語と音楽における統語関係の処理：事象関連電位研究」Journal of Cognitive Neuroscience . 10 (6): 717–33. CiteSeerX 10.1.1.592.6210 . doi :10.1162/089892998563121. PMID 9831740. S2CID 972521.
^ グーベア他 2009年、11ページ
^ カーン＆スワブ 2003、99ページ
^ バイム・グラーベン、ゲルト、ヴァシシュト 2008
^
例えば、
- Bornkessel-Schlesewsky, Ina ; Schlesewsky (2008). 「言語理解における「意味的P600」効果に関する別の視点」。Brain Research Reviews。59 (1): 55–73。doi : 10.1016 /j.brainresrev.2008.05.003。PMID 18617270。S2CID 206344890 。
およびそこに記載されている多数の参照。
^ フリーデリチ 2002、79 ページ
^ カーン＆スワーブ 2003
^ ハゴールト 2003
^ グーベア他 2009年、45ページ
^ コールソン、キング、クタス 1998
^フィッツ、ハルトムート、 チャン、フランクリン（2019）。「言語 ERPは予測誤差の伝播を通じて学習を反映する」認知心理学。111 ：15–52。doi ：10.1016/j.cogpsych.2019.03.002。hdl ： 21.11116 / 0000-0003-474F- 6。PMID 30921626。S2CID 85501792 。

文献

Graben, Peter; Gerth, Sabrina; Vasishth, Shravan (2008). 「言語関連脳電位の動的システムモデルに向けて」認知神経力学2 (3): 229–55. doi :10.1007/s11571-008-9041-5. PMC 2518748 . PMID 19003488.
コールソン、ショーナ; キング、ジョナサン; クタス、マルタ( 1998)。「予期せぬ事態を予想する: 形態統語的違反に対するイベント関連脳反応」。言語と認知プロセス。13 (1): 21–58。CiteSeerX 10.1.1.359.7707。doi : 10.1080 /016909698386582。
フィッツ、ハルトムート、チャン、フランクリン（2019）。「言語ERPは予測誤差の伝播を通じて学習を反映する」認知心理学。111 ：15–52。doi ：10.1016/j.cogpsych.2019.03.002。hdl ： 21.11116 /0000-0003-474F - 6。PMID 30921626。S2CID 85501792 。
Friederici, Angela D (2002). 「聴覚文処理の神経基盤に向けて」(PDF) .認知科学の動向. 6 (2): 78–84. doi : 10.1016/S1364-6613(00)01839-8 . PMID 15866191.
Friederici, Angela D; Weissenborn, Jurgen (2007). 「文の形式を意味にマッピングする: 構文と意味のインターフェイス」。Brain Research . 1146 : 50–8. doi :10.1016/j.brainres.2006.08.038. PMID 16956590. S2CID 14664214.
Gouvea, Ana; Phillips, Colin; Kazanina, Nina; Poeppel, David (2009)。「P600 の基礎となる言語プロセス」。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ) ( 原稿 )が必要です
Hagoort, Peter (2003). 「脳は言語の結合問題をどのように解決するか: 統語的処理の神経計算モデル」NeuroImage . 20 : S18–29. doi :10.1016/j.neuroimage.2003.09.013. hdl : 11858/00-001M-0000-0013-1E0C-2 . PMID 14597293. S2CID 18845725.
Hagoort, Peter (2007)。「言語の記憶、統一、制御 (MUC) モデル」。Antje S. Meyer、Linda R. Wheeldon、Andrea Krott (編)。言語処理における自動性と制御。行動脳科学の進歩。ISBN 978-1-84169-650-8。
Hagoort, Peter; Brown, Colin; Osterhout, Lee (1999)。「統語処理の神経認知」。言語の神経認知。ニューヨーク：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-852448-9。
Kaan, Edith; Swaab, Tamara (2003). 「統語解析における修復、修正、複雑性：電気生理学的差異」（PDF） . Journal of Cognitive Neuroscience . 15 (1): 98–110. doi :10.1162/089892903321107855. PMID 12590846. S2CID 14934107.
キム、アルバート; オスターハウト、リー( 2005)。「組み合わせ意味処理の独立性: 事象関連電位からの証拠」。記憶と言語ジャーナル。52 (2): 205–225。CiteSeerX 10.1.1.115.4927。doi :10.1016/j.jml.2004.10.002 。
Osterhout, Lee; Holcomb, Phillip (1992). 「統語的異常によって誘発される事象関連脳電位」(PDF) .言語と認知プロセス. 8 .
Service, Elisabet; Helenius, Paivi; Maury, Sini; Salmelin, Riitta (2007). 「脳磁図法を用いた統語的および意味的脳反応の局在」。認知神経科学ジャーナル。19 (7): 1193–205。doi : 10.1162 /jocn.2007.19.7.1193。PMID 17583994。S2CID 24251261。

外部リンク

N400とP600のビデオをアニメーションの頭皮地形として視覚化

[4] 異なる著者は、P600 の期間をわずかに異なって示しています。たとえば、Kaan & Swaab (2003、p. 98) は、400 ミリ秒ほど早く始まる可能性があると主張し、Friederici (2002、p. 81) は、それが「600～1000 ミリ秒の間に発生する」と説明しています。

[1] ハゴールト 2007、251 ページ

[Hagoort1999286-2] Hagoort、Brown & Osterhout 1999、p. 286

[Gouvea7-3] Gouvea et al. 2009、p. 7

[KaanSwaab98-5] アブ・カーン＆スワアブ 2003、98ページ

[Service-6] サービス他2007、1200–1202 ページ

[Coulson26-7] コールソン、キング、クタス、1998、p. 26

[Gouvea4-8] グーベア他 2009年、4頁

[Coulson22-9] コールソン、キング、クタス、1998、p. 22

[mapping51-10] フリーデリチ＆ワイセンボーン 2007、51ページ

[11] ハゴート、ブラウン、オスターハウト、1999 年、283–84 ページ

[Gouvea6-12] グーベア他 2009年、6ページ

[Gouvea29-13] グーベア他 2009年、29ページ

[Gouvea8-14] Gouvea et al. 2009、p.8

[Patel_et_al,_1998-15] Patel, AD; Gibson, E.; Ratner, J.; Besson, M.; Holcomb, PJ; et al. (1998). 「言語と音楽における統語関係の処理：事象関連電位研究」Journal of Cognitive Neuroscience . 10 (6): 717–33. CiteSeerX 10.1.1.592.6210 . doi :10.1162/089892998563121. PMID 9831740. S2CID 972521.

[Gouvea11-16] グーベア他 2009年、11ページ

[KaanSwaab99-17] カーン＆スワブ 2003、99ページ

[18] バイム・グラーベン、ゲルト、ヴァシシュト 2008

[19] 例えば、
Bornkessel-Schlesewsky, Ina ; Schlesewsky (2008). 「言語理解における「意味的P600」効果に関する別の視点」。Brain Research Reviews。59 (1): 55–73。doi : 10.1016 /j.brainresrev.2008.05.003。PMID 18617270。S2CID 206344890 。
およびそこに記載されている多数の参照。

[20] Bornkessel-Schlesewsky, Ina ; Schlesewsky (2008). 「言語理解における「意味的P600」効果に関する別の視点」。Brain Research Reviews。59 (1): 55–73。doi : 10.1016 /j.brainresrev.2008.05.003。PMID 18617270。S2CID 206344890 。

[20] フリーデリチ 2002、79 ページ

[21] カーン＆スワーブ 2003

[22] ハゴールト 2003

[Gouvea45-23] グーベア他 2009年、45ページ

[24] コールソン、キング、クタス 1998

[25] ^フィッツ、ハルトムート、 チャン、フランクリン（2019）。「言語 ERPは予測誤差の伝播を通じて学習を反映する」認知心理学。111 ：15–52。doi ：10.1016/j.cogpsych.2019.03.002。hdl ： 21.11116 / 0000-0003-474F- 6。PMID 30921626。S2CID 85501792 。