Введение к работе
Актуальность проблемы. Чтение текстов на естественном языке представляет собой сложный навык, которому человек обучается в процессе индивидуального развития. В настоящее время процесс чтения является предметом междисциплинарных когнитивных исследований с применением самых разнообразных подходов, включая исследования с регистрацией движений глаз (Rayner, 1998; Staub, Rayner, 2007), вызванных потенциалов (King, Kutas, 1995; Hagoort et al. 2004), а также фМРТ-картирование (Fiez, Petersen, 1998; Cohen et al., 2002), компьютерное моделирование (Reichle et al., 2003) и нейропсихоло-гические исследования на пациентах с повреждениями головного мозга (Лурия, 1976; Goodglass, Kaplan, 1983).
Нейронные механизмы обеспечения чтения тесно связаны с механизмами внимания, контроля движений глаз, распознавания зрительных образов и некоторых других психофизиологических процессов (Underwood, 1998; Gaskell, 2007). Лексический анализ, выполняемый читателем, включает вовлечение подсистемы внимания исполнительного контроля (top-down компонент, Posner, 2004), рабочей памяти, а также извлечение информации из долговременной памяти (Caplan, Waters, 1999). Все эти процессы могут происходить в интервале 200-400 мс от момента проецирования слова на фовеа и отражаются в компоненте, называемом N400 (Schendan et al., 1998). При этом испытуемые быстрее опознают слова, которые им лучше известны, что проявляется в меньшей амплитуде и меньшем латентном периоде N400. Увеличение амплитуды и латентного периода этого компонента отмечается при дополнительной нагрузке на рабочую память (Caplan, Waters, 1999), что проявляется в увеличении времени чтения при возникновении трудностей при анализе языкового материала, в том числе и при синтаксической неоднозначности (Staub, Rayner, 2007; Clifton, Staub, 2008, 2011).
Чтение текстов представляет собой сложный сенсомоторный навык, который вовлекает совокупность разных стадий обработки зрительной информации и осуществления движений глаз (Underwood, 1998). Движения глаз во время чтения представляют собой паттерны, состоящие из последовательных саккад и фиксаций взора (Rayner, 1974). Саккады необходимы для перемещения взора по тексту с целью проецирования фрагмента текста на центральной ямке сетчатки. Распознавание символов происходит только во время фиксаций. Во время сак-
2 кады зрительная афферентация подавлена, но когнитивные процессы продолжаются (Irwin, 1998; Irwin, Carlson-Radvansky, 1996).
За последние более чем 40 лет в многочисленных работах исследованы различные параметры движений глаз, связанные с языковыми процессами на разных иерархических уровнях организации языковых функций (Rayner, 1998; Staub, Rayner, 2007; Clifton, Staub, 2008, 2011). Различные виды структурной (синтаксической) неоднозначности приводят к увеличению времени чтения предложений в разных языках - английском (Frazier, Rayner, 1982; Clifton et al., 2003; Ni et al, 1996; Staub, 2010), испанском (Cuetos, Mitchell, 1988), немецком (Schriefers et al, 1995), французском (Frenck-Mestre, Pynte, 1997) и некоторых других. В лингвистике различают локальную, или временную , и глобальную синтаксическую неоднозначность. Локальная неоднозначность при чтении имеет место лишь в течение непродолжительного времени, пока неопределенность фрагмента предложения не разрешается при чтении последующего критического фрагмента, в результате чего целое предложение обретает единственную интерпретацию. Предложение является глобально неоднозначным, если оно имеет две отдельные интерпретации. Большинство работ по исследованию параметров движений глаз при чтении посвящено процессу разрешения локальной синтаксической неоднозначности (Frazier, Rayner, 1982; Carreiras, Clifton, 1999; Ni et al, 1996; Traxler et al, 2002; Clifton et al, 2003; Staub, 2010).
Разрешение синтаксической неоднозначности характерным образом отражается в различных параметрах движений глаз. Так, время чтения критических фрагментов тестовых предложений с локальной неоднозначностью оказалось больше чем время чтения аналогичных фрагментов в контрольных предложениях без неоднозначности (Frazier, Rayner, 1982; Cuetos, Mitchell, 1988; Clifton et al, 2003; Ni et al, 1996; Staub, 2010). Удлинение времени анализа происходит из-за увеличения числа фиксаций и их длительности при чтении критических фрагментов. Соответственно, при этом увеличивается число саккад, а их амплитуды уменьшаются. Также увеличивается частота регрессивных саккад, совершаемых в обратном направлении для повторного чтения фрагмента предложения, вызвавшего трудность интерпретации. Параметры движений глаз при разрешении глобальной неоднозначности исследованы лишь в немногочисленных работах (Traxler et al., 1998; van Gompel et al., 2001, 2005). По данным этой группы авторов, при чтении английских текстов глобальная неоднозначность в
з предложении (в отличие от локальной) не вызывает увеличения времени чтения.
Частным случаем глобальной синтаксической неоднозначности является неоднозначность сложноподчиненных предложений с относительным придаточным в ставшем уже хрестоматийным примере Некто застрелил служанку актрисы, которая стояла на балконе. Англоязычные испытуемые в ответе на вопрос «Кто стоял на балконе?» чаще выбирают существительное актрисы (Cuetos, Mitchell, 1988; Clifton, Staub, 2008, 2011; Staub, 2010), в то время как русскоязычные испытуемые чаще выбирают существительное служанку (Фёдорова, Янович, 2004). Другими словами, англоязычные испытуемые разрешают синтаксическую неоднозначность в соответствии с принципом «позднего закрытия» (ПЗ) (Frazier, Rayner, 1982). ПЗ кроме английского языка преобладает также в некоторых других языках (Fodor, 1998). В русском языке преобладает противоположная тенденция, и испытуемые разрешают синтаксическую неоднозначность в соответствии с принципом «раннего закрытия» (РЗ). РЗ доминирует в ряде языков, в том числе и некоторых славянских (Fodor, 1998; Фёдорова, Янович, 2004).
Первая работа по сравнительному исследованию параметров движений глаз при чтении в языках с доминированием ПЗ и РЗ выполнена на примере английского и испанского языков, соответственно (Carreiras, Clifton, 1999). При разрешении локальной неоднозначности в предложениях с ПЗ и РЗ в этих языках время чтения критических фрагментов предложений, разрешающих неоднозначность, зависело противоположным образом от вида закрытия. Так, в испанском языке при РЗ время чтения оказалось меньше, чем при ПЗ. В английском языке, напротив, время чтения было меньше при ПЗ. Такие результаты свидетельствуют о разном принципе анализа структуры предложения в испанском и английском языках (Carreiras, Clifton, 1999).
Данные по движениям глаз при чтении предложений с синтаксической неоднозначностью в разных языках часто противоречивы, и появляющиеся новые результаты по разным языковым группам ставят все новые и новые вопросы. Значительная часть исследований проведена на примере языков романо-германской группы. Нам не известно ни одной работы по исследованию движений глаз при чтении предложений с синтаксической неоднозначностью в славянских языках.
Цель исследования: выявление особенностей движения глаз у испытуемых при чтении предложений с глобальной синтаксической неоднозначностью в русском языке.
Задачи исследования:
-
Разработка программно-аппаратного комплекса на базе высокоскоростной цифровой видеокамеры для регистрации движений глаз при чтении.
-
Разработка языковой модели в русском языке для изучения влияния синтаксической неоднозначности на параметры движений глаз при чтении.
-
Создание набора сложноподчиненных предложений с глобальной синтаксической неоднозначностью с неопределенностью придаточного предложения женского рода и набора аналогичных предложений без неоднозначности.
-
Сравнительное исследование параметров движений глаз при чтении предложений с глобальной неоднозначностью и предложений без неоднозначности.
-
Исследование параметров движений глаз при чтении отдельных компонентов синтаксического анализа - частей речи, входящих в состав неоднозначной части предложения.
6. Исследование зависимости параметров движений глаз от результата разре
шения синтаксической неоднозначности (раннее/позднее закрытие).
Научная новизна работы. Результаты исследования расширяют современ
ные представления об особенностях восприятия языковой информации при
чтении. Впервые исследованы параметры движений глаз при чтении предложе
ний с глобальной синтаксической неоднозначностью с неопределенностью оп
ределительного придаточного женского рода в русском языке. Испытуемые
медленнее читали фрагмент предложений с неоднозначностью, чем аналогич
ный фрагмент без неоднозначности в контрольных предложениях. Замедление
вызвано увеличением числа фиксаций и их длительности, а также частоты рег
рессивных саккад, совершаемых для повторного чтения в момент оценки рассо
гласования смысла в предложении. Известно, что синтаксическая неоднознач
ность разрешается по-разному (с доминированием РЗ или ИЗ) в разных языках,
что связано с разными принципами анализа текста. Наши результаты подтвер
дили доминирование РЗ в предложениях с синтаксической неоднозначностью в
русском языке. Нами показано, что вид закрытия определенным образом влияет
на параметры движений глаз при чтении фрагментов предложения с неодно
значностью.
5 Научно-теоретическое и практическое значение работы. Результаты данной работы отражают современные представления о психофизиологических механизмах когнитивных процессов при чтении, основанные на объективных физиологических показателях - параметрах движений глаз. В работе раскрываются особенности функционирования саккадической системы и систем внимания в условиях решения сложной когнитивной задачи - синтаксического анализа при чтении предложений с неоднозначностью. На основе анализа параметров движений глаз высказываются предположения о механизмах разрешения априорной языковой сложности, включающих такие компоненты как рабочая и долговременная память, распознавание сложных языковых конструкций, принятие решения. Особое внимание уделяется анализу движений глаз в зависимости от языковых особенностей, заключающихся в предпочтении определенного вида закрытия при разрешении синтаксической неоднозначности. Мы впервые исследовали процесс разрешения синтаксической неоднозначности в русском языке в условиях реального времени. Наши результаты открывают перспективу сравнительного анализа процессов разрешения априорной структурной сложности при чтении в славянских и других языках. Разработанный нами подход может использоваться для исследования языковых функций при различных когнитивных дисфункциях и при их формировании в индивидуальном развитии.
Положения, выносимые на защиту:
-
Параметры движений глаз отражают ментальные процессы, связанные с восприятием языковой информации при чтении.
-
Априорная синтаксическая сложность в предложениях вызывает замедление чтения фрагментов с неоднозначностью.
-
Замедление чтения фрагментов с неоднозначностью обусловлено увеличением числа фиксаций и их длительности, а также частоты регрессивных саккад для повторного чтения таких фрагментов.
-
Регрессивные саккады, совершаемые для повторного чтения фрагментов с неоднозначностью, связаны с оценкой рассогласования смысла в предложении.
-
Вид закрытия при разрешении глобальной синтаксической неоднозначности специфическим образом влияет на параметры движений глаз при чтении отдельных составляющих синтаксического анализа.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на XIII Школе-конференции молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (Россия, Москва, 2009 г.); на XVII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Россия, Москва, 2010); на IV международной конференции по когнитивной науке (Россия, Томск, 2010); на V Международной научной конференции «Психофизиологические и висцеральные функции в норме и патологии» (Украина, Киев, 2010); на XVIII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Россия, Москва, 2010); на Европейской конференции по когнитивной науке (Болгария, София, 2011); на II международной научно-практической конференции "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине" (Россия, Санкт-Петербург, 2011); на V международной конференции по когнитивной науке (Россия, Калининград, 2012). Диссертация апробирована на заседании кафедры высшей нервной деятельности Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова 14 марта 2013 года.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 12 научных публикациях, включая 4 статьи, одна из которых опубликована в журнале, входящем в «Перечень российских рецензируемых научных журналов ...» ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Текст диссертации изложен на стра
ницах и состоит из введения, обзора литературы, глав с описанием методики
исследования, собственных экспериментальных данных и обсуждения полу
ченных результатов, выводов, списка. Диссертация содержит рисунков и
