Investigation of semantic effects in oddball paradigm through event related potentials

Abstract

Bu çalışmada, seyrek uyaran paradigması kullanılarak katılımcılara ardı ardına herhangi bir duygusal içeriği olmayan, Türkçe yüksüz (nötr) kelimeler ve kelimeyi andıran harf dizileri gösterilerek katılımcıların anlamsal işlemleme mekanizmalarının temel göstergesi EEG sinyalleri kayıt edilerek incelenmiştir. Seyrek uyaran paradigmasında, katılımcılara ardı ardına, sınıflardan biri diğerinden az sayıda olan uyaranlar sunulmaktadır. Katılımcılardan sayısı az olan uyaranın sayısını aklında tutması ya da o uyaran gelince elindeki tuşa basması istenir. EEG den elde edilen P300 olay ilişkili potansiyeli bu dikkat yakalama paradigmasının belirleyicisi olarak kabul edilmektedir. P300 potansiyeli, hem görsel hem de sözlü uyaranlar için tutarlılıkla ortaya çıkar. Diğer yandan, N400 potansiyeli dil işlemedeki anlamsal işlemleme ile ilişkilidir. Ayrıca LPC potansiyeli de kelime kavrama süresince var olan `yukarıdan aşağı' dikkat mekanizmasının nörofizyolojik olarak belirleyicisi kabul edilmektedir. Bu potansiyellerin yanı sıra kelime gösterildikten 100-200 ms sonra oluşan ve kelimelerin alt düzey özelliklerini ortografik ve fonolojik yansıtan potansiyeller de mevcuttur. Bu çalışmada hedef uyaran olarak kullanılan kelimeler yüksüz (nötr) olup herhangi bir duygusal içeriğe sahip değildir. Bu kapsamda, çalışmada elde edilen olay ilişkili potansiyel sinyallerinde `yukarıdan aşağı' dikkat mekanizmasının nörofizyolojik olarak belirleyicisi olan LPC potansiyelinin genlikleri hedef ve hedef olmayan grup arasında tutarlı olarak istatistiksel açıdan anlamlılık göstermiştir. Ancak çalışmada hedef olmayan uyaran olarak kullanılan anlamsız kelimelerin bazıları ortografik ve fonolojik olarak doğru iken bazı hedef olmayan uyaranlar ortografik ve fonolojik olarak düzgün değildir. Bu nedenden ötürü çalışma sonuçlarında seyrek uyaran paradigmasıyla ilişkili P300 potansiyeli ve anlamsal işlemleme ilgili olan N400 potansiyeli tüm uyaranlar için gözlemlenmekle birlikte, bu potansiyeller için hedef ve hedef olmayan uyaranlar arasında herhangi bir istatistiksel fark saptanmamıştır. Bildiğimiz kadarıyla, bu çalışma sözcüksel karar testinde Türkçe kelimeler ile yapılan az sayıda çalışmadan biridir.

In this study, the effect of semantic information processing was investigated by the oddball paradigm, by presenting consecutive Turkish words or word-like non-words while EEG signals are recorded. In an oddball paradigm, a series of events are presented of which one class is rarer than the other. Subjects are asked to respond to the infrequent stimuli (e.g. press a button, or count the number). The event related potential (ERP) component P300 obtained from EEG is considered as the marker of this attention capturing paradigm. P300 is obtained consistently for both visual and verbal stimulus. On the other hand, the ERP component N400 is consistently associated with semantic processing in neurolinguistics. Additionally, Late Positive Component (LPC) is a marker for the top-down attention mechanism during word comprehension. Moreover, there are other components, called early ERPs, which occur between 100-200 ms after the stimulus onset. These components orthographically and phonologically reflect low-level features of words. The target words chosen for our study are strictly limited to belong to a neutral category and not consist of any emotional content, to rule out emotional interference in semantic processing. Based on the ERP components that were obtained from this study, the LPC potential exhibited for words had higher amplitude than that of non-words consistently and statistically significantly. However, our study was confounded with the heterogeneity of non-words because some of the non-words were non-sense letter sequences while others were pseudowords. Due to this, although we observed the P300 and N400 ERPs consistently for all stimuli, we did not find significant differences for these potentials between words and non-words. To the best of our knowledge, our investigation is one of the few studies conducted with EEG recordings in a task that involved lexical decision making in Turkish.