Περίληψη
Υπήρξε ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για την κατανόηση των γνωστικών διαδικασιών που αποτελούν το υπόβαθρο της ανθρώπινης συλλογιστικής. Δεδομένου ότι η συνιστώσα N400 των δυνατοτήτων που σχετίζονται με συμβάντα (ERPs) αντιπροσωπεύει τη σημασιολογική ολοκλήρωση της επεξεργασίας πληροφοριών, η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στο N400 που προέκυψε κατά την επεξεργασία έγκυρων αριστοτελικών συλλαβισμών έναντι παραδόξων που μοιάζουν με Zeno. Πενήντα υγιείς συμμετέχοντες (28 άνδρες, 23 γυναίκες) ερευνήθηκαν κατά την εκτέλεση εργασιών συλλογισμού με βάση είτε έγκυρες δηλώσεις είτε παράδοξα, προσαρμοσμένα ώστε να προκαλέσουν μνήμη εργασίας (WM). Η κυματομορφή N400 καταγράφηκε ενώ οι εγκαταστάσεις / συμπεράσματα κάθε δήλωσης διατηρήθηκαν στο WM. Η ανάλυση αποκάλυψε ότι τα παράδοξα που μοιάζουν με Zeno προκάλεσαν μια πιο αρνητική παραμόρφωση N400 από ό, τι οι έγκυροι συλλογικοί, σε μια κατανεμημένη τοπογραφία του τριχωτού της κεφαλής με τάση για μεταγενέστερες απαγωγές. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η Αριστοτελική και η παράδοξη λογική ασκούν ξεχωριστή ηλεκτροφυσιολογική σημασιολογική επεξεργασία, όπως αντανακλάται από το στοιχείο N400 ERP.
Εισαγωγή
Η λογική παίζει κεντρικό ρόλο στην επιστήμη, στην κοινωνία και στην επίλυση πρακτικών προβλημάτων. Χωρίς αυτό, δεν θα υπήρχαν γενικά επιστήμη, μαθηματικά, λογική, νόμοι ή αρχές [1]. Η αφαιρετική συλλογιστική ή ο Αριστοτέλης συλλαβισμός είναι η ικανότητα εξαγωγής συμπερασμάτων από προηγούμενα στοιχεία γνώσης. Οι συμμετοχές περιλαμβάνουν δύο προϋποθέσεις και ένα συμπέρασμα: «Όλοι οι άντρες είναι ζώα. Όλα τα ζώα είναι θνητά. Ως εκ τούτου, όλοι οι άνδρες είναι θνητοί. ” [2, 3]. Σε αντιπαράθεση με αυτό, περίπου 2500 χρόνια πριν, ο Zeno the Eleatic συνέλαβε μερικά συλλογικά παράδοξα, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της έμμεσης απόδειξης ή του reductio ad absurdum. Αυτά τα παράδοξα έχουν καταπλήξει τους φιλοσόφους και τους μαθηματικούς, επηρεάζοντας σε μεγάλο βαθμό την επακόλουθη έρευνα [4, 5, 6, 7]. Ένα παράδειγμα θα ήταν: «Ένα κινούμενο βέλος καταλαμβάνει έναν συγκεκριμένο χώρο σε κάθε στιγμή. Όμως, όταν ένα αντικείμενο καταλαμβάνει ένα συγκεκριμένο χώρο, είναι ακίνητο. Επομένως, το βέλος δεν μπορεί ταυτόχρονα να κινείται και να είναι ακίνητο. ” Πρόσφατα υποθέσαμε ότι, πέρα από τη φιλοσοφική κερδοσκοπία σχετικά με την παραβίαση των κανόνων της ορθολογικής σκέψης που είναι ενσωματωμένα σε αυτά τα παράδοξα, αυτή η παραβίαση μπορεί επίσης να είναι ανιχνεύσιμη σε ψυχοφυσιολογικό επίπεδο ανάλυσης [4, 8]. Συνεπώς, συγκρίναμε το στοιχείο P300 των δυνατοτήτων που σχετίζονται με συμβάντα (ERPs) που προέκυψαν κατά την επεξεργασία έγκυρων Αριστοτελικών συλλαβιών με εκείνα που προέκυψαν κατά την επεξεργασία παραδόξων που μοιάζουν με Zeno. Και οι δύο τύποι συλλογικών παρουσιάστηκαν με τρόπο που σχεδιάστηκε για να δεσμεύει τη λειτουργία μνήμης εργασίας (WM) [9]. Κατά τη διάρκεια της παράδοξης επεξεργασίας, παρατηρήσαμε μια πιο θετική πιθανή εκτροπή συμβάντος (P300) σε μετωπικές περιοχές, ενώ η επεξεργασία των έγκυρων δηλώσεων συσχετίστηκε με αισθητά πλάτη P300 σε παρυτο-ινιακές περιοχές. Βάσει αυτών των αποτελεσμάτων, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι τα παράδοξα κινητοποιούν μηχανισμούς μετωπικής προσοχής, ενώ η έγκυρη αφαίρεση προάγει την παροϊοκοιλιακή δραστηριότητα που σχετίζεται με την προσοχή ή / και την επακόλουθη επεξεργασία μνήμης. Αυτό το συμπέρασμα μπορεί να επεκταθεί με προηγούμενες παρατηρήσεις που συνδέουν το P300 με μια μετωπική θέση με την αρχική κατανομή της προσοχής, ενώ το P300 με μια οπίσθια θέση έχει συσχετιστεί με την ενεργοποίηση που συγκρίνει την αντιληπτή διέγερση με τη λειτουργία προσοχής προσοχής και / ή λειτουργίας της μνήμης [10, 11] . Επιπλέον, συγκλίνουσες συμπεριφορικές ενδείξεις δείχνουν ότι οι σημασιολογικές πτυχές των προβλημάτων επηρεάζουν σημαντικά τη λογική απόδοση [12, 13]. Ένα στοιχείο εάν τα ERP που μπορεί να είναι ιδιαίτερα ενημερωτικά σε αυτό το πλαίσιο είναι το N400. Το N400 έχει ερμηνευτεί με συνέπεια ως σημασιολογικός δείκτης επεξεργασίας, το πλάτος του οποίου διαμορφώνεται από το κόστος επεξεργασίας που αποδίδεται στην οικοδόμηση της μεγαλύτερης φράσης που σημαίνει [14]: όσο πιο εύκολη είναι η σημασιολογική επεξεργασία τόσο χαμηλότερο είναι το πλάτος του Ν400 [15]. Προηγούμενες μελέτες έχουν επιβεβαιώσει τη σημασιολογικά σχετική επίδραση στο N400 σε διαφορετικά λογικά πειράματα. Για παράδειγμα, μια πρόσφατη μελέτη όπου οι συμμετέχοντες έλαβαν εντολή να διαβάσουν κείμενα που περιέχουν είτε επιβεβαιωτικά είτε αντικρουόμενα επιχειρήματα, αναφέρει υψηλότερα πλάτη N400 σε ασυμβίβαστο από ό, τι σε συγκλίνουσες δοκιμές [16]. Ομοίως, μια μελέτη χωρικής συλλογιστικής ERP διαπίστωσε ότι μια τρισδιάστατη κατάσταση, σε σύγκριση με μια δισδιάστατη, προκάλεσε αυξημένο πλάτος N400, υποδεικνύοντας ότι η υψηλότερη εγκεφαλική δραστηριότητα στις περιοχές του δεξιού μετωπιαίου εγκεφάλου σχετίζεται με την ολοκλήρωση και τη διατήρηση χωρικών πληροφοριών στη μνήμη εργασίας για συλλογισμό [17]. Ομοίως, οι αποκρίσεις ERP σε συνεπείς έναντι ασυνεπείς αναλογίες έδειξαν ότι οι ασυνεπείς αναλογίες προκάλεσαν βελτιωμένες κυματομορφές N400 που λήφθηκαν για να αντικατοπτρίσουν μια καθυστερημένη αντιληπτική αναντιστοιχία με σημασιολογικές στρατηγικές [18]. Οι Ferguson, Cane, Douchkov, & Wright [19] ανέφεραν ότι η κυματομορφή N400 ήταν πιο αρνητική σε σχέση με τις ασυνεπείς με την πίστη έναντι των κριτικών λέξεων που είναι συνεπείς με την πίστη. Τέλος, οι Blanchette & El-Deredy [20], χρησιμοποιώντας ERPs για να διερευνήσουν λογικά έγκυρα έναντι λογικά μη έγκυρα υπό όρους, ανέφεραν ότι έγκυρες και άκυρες συνθήκες διαμόρφωσαν το στοιχείο N400, το οποίο υποδηλώνει την εμπλοκή ενός συναισθηματικού μηχανισμού που βασίζεται σε σημασιολογικά κοινά σε διαφορετικές λογικές φόρμες, τύποι περιεχομένου και γλωσσικά χαρακτηριστικά των προβλημάτων. Στο πλαίσιο αυτής της απόδειξης, ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνήσει τη σημασιολογική επεξεργασία που προκαλείται από έγκυρη συλλογική συλλογιστική και παράδοξα που μοιάζουν με Zeno σε έναν υγιή πληθυσμό, χρησιμοποιώντας το στοιχείο N400 ERP σε ένα σχέδιο που εμπλέκει τη λειτουργία WM. Σε αυτό το σημείο πρέπει να σημειωθεί ότι το WM αναφέρεται στην ικανότητα διατήρησης πληροφοριών “on-line” προκειμένου να διευκολυνθεί μια συνεχής εργασία [21, 22]. Ορισμένες μελέτες δείχνουν μια στενή σχέση μεταξύ της λειτουργίας του WM και της ικανότητας συλλογισμού [23-25]. Προβλέψαμε ότι, λόγω αυξημένης αμφισημίας, η συλλογιστική των παράδοξων δηλώσεων θα συσχετιζόταν με μια βελτιωμένη κυματομορφή N400 σε σχέση με τη συλλογιστική των αριστοτελικών συλλαβισμών. Από όσα γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη μελέτη που εξέτασε την ηλεκτροφυσιολογία της σημασιολογικής επεξεργασίας όπως αντανακλάται από το συστατικό N400 στην επεξεργασία της Αριστοτελικής και παράδοξης λογικής.
Υλικά και μέθοδοι
Συμμετέχοντες Η μελέτη αυτή εγκρίθηκε από την επιτροπή δεοντολογίας του Πανεπιστημιακού Ινστιτούτου Ψυχικής Υγείας του Πανεπιστημίου (UMHRI). Ένας αριθμός πενήντα ενός υγιών ατόμων (ηλικίας 33,9 ετών κατά μέσο όρο, τυπική απόκλιση: 9,2, 28 άνδρες) συμμετείχαν στο πείραμα. Όλοι οι συμμετέχοντες έδωσαν γραπτή συγκατάθεση, αφού ενημερώθηκαν εκτενώς για τη διαδικασία. Όλοι είχαν φυσιολογική όραση και κανείς δεν είχε νευρολογικό ή ψυχιατρικό ιστορικό. Ερεθίσματα και διαδικασίες
2.1. Ερέθισμα
Το πείραμα σχεδιάστηκε για να αντιπαραθέσει δύο νοητικές λειτουργίες: επεξεργασία των συλλογών που χαρακτηρίζονται ως «έγκυρες» έναντι της «παράδοξου» συλλογισμού. Αυτό έγινε με την έκθεση των συμμετεχόντων σε δύο πίνακες δηλώσεων, μία που περιέχει 39 έγκυρες συλλογές, ενώ οι άλλες 39 παράδοξα. Η σειρά παρουσίασης των έγκυρων και παράδοξων ενοτήτων αντισταθμίστηκε μεταξύ των συμμετεχόντων. Οι πλήρεις πίνακες έγκυρων και παράδοξων δηλώσεων που χρησιμοποιούνται διατίθενται σε ένα συμπληρωματικό αρχείο που υποβάλλεται στο περιοδικό. Ακολουθούν δύο ενδεικτικά παραδείγματα: ο έγκυρος πίνακας περιελάμβανε δηλώσεις του ακόλουθος τύπος: «Όλοι οι άντρες είναι ζώα. Όλα τα ζώα είναι θνητά. Ως εκ τούτου, όλοι οι άνδρες είναι θνητοί. ” [26]. Ο παράδοξος πίνακας αποτελείται από δηλώσεις του ακόλουθου τύπου: «Ένα κινούμενο βέλος καταλαμβάνει έναν συγκεκριμένο χώρο σε κάθε στιγμή. Όμως, όταν ένα αντικείμενο καταλαμβάνει ένα συγκεκριμένο χώρο, είναι ακίνητο. Επομένως, το βέλος δεν μπορεί ταυτόχρονα να κινείται και να είναι ακίνητο. ” (Αριστοτέλης, Φυσική VI: 9, 239b5) [27].
2.2. Διαδικασία Συμπεριφοράς
Κάθε συμμετέχων καθόταν άνετα 1 μ. Μακριά από μια οθόνη υπολογιστή σε ένα ηλεκτρομαγνητικά θωρακισμένο δωμάτιο. Διδάχθηκε προφορικά μέσω της ενδοεπικοινωνίας για ανάγνωση προσεκτικά κάθε δήλωση που θα εμφανιζόταν στην οθόνη, ακολουθούμενη από την ερώτηση “Right OR Wrong?” και δηλώστε προφορικά, μετά από δύο παρουσιάσεις ενός προειδοποιητικού ήχου (α) εάν η δήλωση ήταν σωστή ή λάθος και (β) πόσο βέβαιο, σε κλίμακα από 0 (καθόλου βέβαιο) έως 100 (απολύτως βέβαιο) ότι ήταν η απάντηση. Αυτή η προφορική εντολή ακολουθήθηκε από δύο παραδείγματα έγκυρων και δύο παράδοξων δηλώσεων ως εκπαιδευτική άσκηση που διασφαλίζει ότι ο συμμετέχων είχε κατανοήσει πλήρως την εργασία. Μετά από 2 λεπτά ανάπαυσης, του δόθηκε εντολή να ξεκινήσει την επίσημη πειραματική συνεδρία έως τις πατώντας τη γραμμή SPACE. Μόλις ο συμμετέχων ξεκίνησε τη διαδικασία, παρουσιάστηκε στην οθόνη η ακολουθία των δηλώσεων που αποτελούν μια έγκυρη ή παράδοξη λογική πρόταση. Κάθε δήλωση παρέμεινε στην οθόνη για μια διάρκεια που καθορίζεται από τον αριθμό των ψηφίων που περιλαμβάνονται στην πρόταση (βλ. Πίνακα 1) και στη συνέχεια αντικαταστάθηκε από μια κενή οθόνη για μια περίοδο 1000 ms. Ακολούθησε ερεθιστικό προειδοποίησης 500 Hz 65 dB και διάρκεια 100 ms, το οποίο επαναλήφθηκε μετά από 900ms. Η προφορική απάντηση του συμμετέχοντα και ο βαθμός εμπιστοσύνης στην απάντηση σε κάθε δήλωση καταγράφηκαν από έναν παρατηρητή που κάθισε έξω από τον πειραματικό θάλαμο. Η έναρξη της επόμενης δήλωσης ακολούθησε την ολοκλήρωση των προηγούμενων λεκτικών απαντήσεων μετά από ένα μεταβλητό διάστημα 4 έως 9 δευτερολέπτων, προκειμένου να αποφευχθεί η συνηθισμένη με χρονικές δοκιμαστικές ακολουθίες.
2.3. Ηλεκτροφυσιολογική διαδικασία
Πριν εισέλθει στην ηλεκτρομαγνητικά θωρακισμένη αίθουσα δοκιμών, ο συμμετέχων εφοδιάστηκε με καπάκι εξοπλισμένο με 30 ηλεκτρόδια τριχωτού της κεφαλής και 2 ηλεκτρόδια δυναμικού αναφοράς, το καθένα προσαρτημένο σε έναν λοβό του αυτιού (βλ. Λεπτομέρειες σχετικά με τις τοποθετήσεις ηλεκτροδίων στην Ενότητα 2.3 και Σχήμα 1) Μέσω αυτών των ηλεκτροδίων, το EEG ήταν καταγράφηκε για 1000msec πριν από το πρώτο ερεθιστικό προειδοποίησης (EEG) και για 1000msec μετά από αυτό (ERP). Μια σύνοψη της ακολουθίας συμπεριφοράς και ηλεκτροφυσιολογικών συμβάντων της διαδικασίας παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.
Πειραματική ρύθμιση και εγγραφές
Χρησιμοποιήθηκε ένα κλουβί Faraday για την εξάλειψη τυχόν ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το Μετρήσεις; η εξασθένηση του μέσου πεδίου ήταν μεγαλύτερη από 30dB. Χρησιμοποιήθηκαν 30 ηλεκτρόδια τριχωτού της κεφαλής Ag / AgCl για την καταγραφή της ηλεκτροεγκεφαλογγραφικής δραστηριότητας (EEG) σύμφωνα με το Διεθνές σύστημα ηλεκτροεγκεφαλογραφίας 10-20 [28]. Ένας χάρτης του αστερισμού των ηλεκτροδίων φαίνεται στο Σχήμα 1. Δύο ηλεκτρόδια, το καθένα προσαρτημένο σε έναν λοβό του αυτιού, εξυπηρετήθηκαν για τη λήψη της αναφοράς δυνητικός. Εξαιρέθηκαν εγγραφές με EEG υψηλότερες από 75μV. Η αντίσταση στο ηλεκτρόδιο διατηρήθηκε συνεχώς κάτω από 5kΩ. Το εύρος ζώνης των ενισχυτών ήταν 0,05-35Hz, προκειμένου να αποφευχθούν παρεμβολές λόγω του σήματος του δικτύου τροφοδοσίας, που είναι στα 50Hz. Οι κινήσεις των ματιών καταγράφηκαν μέσω ενός ηλεκτρο-οφθαλμογραφήματος (EOG). Τα εγκεφαλικά σήματα ενισχύονται από έναν ενισχυτή Braintronics DIFF / ISO-1032 πριν από την είσοδο ενός αναλογικού σε ψηφιακό μετατροπέα 32-bit (NI SCB-68) που έχει έξοδο GPIB. Το ψηφιοποιημένο σήμα περιελάμβανε μια είσοδο για μια Κάρτα Απόκτησης Δεδομένων. Ο υπολογιστής με την κάρτα DAQ εκτελεί ένα πρόγραμμα LabView για την καταγραφή των σημάτων, το οποίο μπορεί να παρακολουθείται μέσω γραφικής παράστασης στην οθόνη. Το προκληθέν σήμα βιο-δυναμικού ψηφιοποιήθηκε με ρυθμό δειγματοληψίας 1 KHz. Τα σήματα καταγράφηκαν για διάστημα 2.000 msec, δηλαδή 1.000 msec πριν από το πρώτο ερεθιστικό προειδοποίησης (EEG) και 1.000 msec μετά από αυτό (ERP). Για κάθε ερώτηση και για κάθε ηλεκτρόδιο ξεχωριστά, 2.000 δείγματα (εκφρασμένα σε μV) έχουν καταγραφεί σε 2 δευτερόλεπτα. Προφανώς, η χρησιμοποιούμενη περίοδος δείγματος ήταν 1ms. Για κάθε ερώτηση ξεχωριστά, υπολογίσαμε κατά μέσο όρο τις τιμές του EEG, δηλαδή τα δεδομένα που αποκτήθηκαν στα 100ms πριν από το πρώτο ηχητικό ερέθισμα. Αφαιρέσαμε τον ληφθέντα μέσο όρο από το αρχικό σήμα, αποκτώντας έτσι μια μεταφρασμένη έκδοση της συγκεκριμένης εγγραφής ERP. Στη συνέχεια, για την ανίχνευση ERP, αναπτύχθηκε ένας αλγόριθμος Continuous Wavelet Transform (CWT), χρησιμοποιώντας το EEGlab, που εκτελείται στο MatlabR 2013 (MathWorks, USA), μαζί με το Wavelet Toolbox ™ [29]. Συγκεκριμένα, το σύνθετο κύμα Morlet επιλέχθηκε ως μητρικό κύμα, το οποίο γενικά θεωρείται ιδανικό για βιολογική επεξεργασία σήματος [30]. Ο αλγόριθμος που ακολουθεί περιγράφεται περιεκτικά στο [9]. Οι συντελεστές κύματος που λαμβάνονται με ανάλυση και ανακατασκευή του προκληθέντος δυναμικού εξετάστηκαν μέσω συμβατικού μέσου όρου σε κάθε συμμετέχοντα. Με βάση αυτά συντελεστές, επιλέχθηκε ένα κατάλληλα κλιμακωτό κύμα για να ταιριάζει με το στοιχείο N400. Το κύμα περιστράφηκε με τα σήματα EEG, μόνο στο αντίστοιχο τμήμα του σήματος όπου το στοιχείο N400 μπορούσε να βρίσκεται (300-500) ms μετά την έναρξη της σκανδάλης), αποφεύγοντας έτσι μια εσφαλμένη ανίχνευση ERP. Οι τιμές κορυφής ERP και οι αντίστοιχοι λανθάνοντες χρόνοι εξήχθησαν για κάθε κανάλι EEG κάθε συμμετέχοντος, για κάθε συνθήκη.
Συζήτηση
Αυτή η μελέτη συνέκρινε τα μοτίβα ενεργοποίησης του εγκεφάλου, ενώ οι συμμετέχοντες διατήρησαν τις προϋποθέσεις / συμπεράσματα είτε ενός έγκυρου συλογισμού είτε μιας παράδοξης δήλωσης στη μνήμη εργασίας (WM). Το N400 των ERP καταγράφηκε στη φάση WM, κατά τη διάρκεια της οποίας οι συμμετέχοντες έλαβαν εντολή να βγάλουν ένα λογικό συμπέρασμα σχετικά με την ορθότητα των έγκυρων συλλογιών ή των παράδοξων. Τα ηλεκτροφυσιολογικά δεδομένα έδειξαν μια πιο αρνητική παραμόρφωση Ν400 υπό την παράδοξη κατάσταση, με κατανεμημένη τοπογραφία του τριχωτού της κεφαλής. Οι διαφορές εντοπίστηκαν στους αγωγούς P3, P4, CP6, T5, T6, O1, O2 και Oz. Δεν υπήρχαν διαφορές στις καθυστερήσεις των κυματομορφών Ν400 μεταξύ των δύο πειραματικών συνθηκών. Όσον αφορά την συμπεριφορική απόδοση, διαπιστώθηκε ότι τόσο η ακρίβεια όσο και η αυτοεκτίμηση της έγκυρης κατάστασης ήταν σημαντικά υψηλότερες σε σύγκριση με εκείνες στην παράδοξη κατάσταση. Όπως προτείνεται στην υπόθεσή μας, τα παράδοξα προκάλεσαν πιο βελτιωμένη κυματομορφή N400 από την λογική του Αριστοτέλη. Αυτό συμβαδίζει με προηγούμενες μελέτες που παρουσιάστηκαν στην Εισαγωγή, όπου η αυξημένη ασάφεια, όπως και σε ασυνεπείς δοκιμές έναντι συγκυριακών δοκιμών, προκάλεσε υψηλότερα πλάτη N400. Οι Kutas και Federmeier [14] υποστήριξαν ότι η κυματομορφή N400 αντικατοπτρίζει την ολοκλήρωση της σημασιολογικής σημασίας ενός αριθμού που διατηρείται στη μνήμη εργασίας. Σε αυτό το πλαίσιο, η ενσωμάτωση ενός σημασιολογικού ασυμβίβαστου αριθμού είναι πιο προσπάθεια από την ενσωμάτωση ενός συντονισμού, προκαλώντας έτσι μεγαλύτερα πλάτη N400. Επιπλέον, το N400 θα ήταν αναμενόμενο κατά την εκτέλεση πολύπλοκων εργασιών που περιλαμβάνουν σημασιολογικές στρατηγικές [31, 32], με το πλάτος του να διαμορφώνεται από την προσπάθεια της σημασιολογικής ολοκλήρωσης [33, 34, 14]. Επιπλέον, οι Szucs & Soltesz [31] πρότειναν ότι οι δοκιμές αναντιστοιχίας στο σημασιολογικό έργο θα μπορούσαν επίσης να προκαλέσουν ένα προφανές στοιχείο N400. Αρκετές μελέτες ανέφεραν πράγματι ότι το N400 προήλθε σε πολύπλοκες αντιληπτικές ασυμφωνίες. Για παράδειγμα, οι Wang et al. [35] διαπίστωσε ότι μια κατάσταση αντιληπτικής αναντιστοιχίας προκάλεσε μεγαλύτερο N400 από μια κατάσταση αντιληπτικής αντιστοίχισης, όταν τα άτομα έπρεπε να παρακολουθήσουν δύο διαστάσεις (σχήμα και χρώμα). Ομοίως, οι Bennett et al. [32] διαπίστωσε ότι α η κατάσταση αντιληπτικής αναντιστοιχίας προκάλεσε μεγαλύτερο N400 από ό, τι μια κατάσταση αντιληπτικής αντιστοίχισης όταν προστέθηκαν άσχετοι περισπαστές σε μια καθυστερημένη εργασία αντιστοίχισης προς δείγμα. Επιπλέον, τα κύματα N400 που προκλήθηκαν από την κατάσταση αναντιστοιχίας με τους περισπαστές ήταν πιο αρνητικά από ό, τι στην εργασία χωρίς περισπασμούς. Έτσι, το Ν400 που παρατηρείται στην παρούσα μελέτη μπορεί να διαμορφωθεί από σημασιολογικές σχέσεις μεταξύ ερεθισμάτων (για κριτικές βλέπε [34, 14]). Όσο πιο δύσκολο είναι να ενσωματωθούν οι σημασιολογικές σχέσεις, καθώς στην κατάσταση της παράδοξης επεξεργασίας, τόσο μεγαλύτερα θα ήταν τα αναμενόμενα πλάτη N400 [33, 34, 14]. Συνοπτικά, το N400 έχει αποδειχθεί ότι προκαλείται με συνέπεια σε μια σειρά εργασιών ως προϊόν σημασιολογικής ολοκλήρωσης. Επιπλέον, δείχνει μια ευρεία κατανομή, τυπικά με μέγιστο κεντροπαρατολικό [14]. Ωστόσο, στην παρούσα μελέτη αποκτήσαμε επίσης μετωπική και ινιακή κατανομή του φαινομένου N400. Μια μετωπική κατανομή του N400 έχει παρατηρηθεί σε ορισμένες μελέτες [36, 37]. Ένα αυξημένο εύρος κορυφής N400 εντός των μετωπιαίων κεντρικών φλοιών παρουσιάστηκε ως απόκριση σε ασυνήθιστες αλληλουχίες σε ασθενείς και μάρτυρες [36]. Επιπλέον, υπάρχουν μελέτες που αναφέρουν N400 δυνατότητες σε ινιακές περιοχές σε συνδυασμό με συναισθηματικούς χειρισμούς με βάση τα συμφραζόμενα. Ένα παράδειγμα είναι μια μελέτη που έχει σχεδιαστεί για να διερευνήσει πώς και πότε η έμφαση επηρεάζει προσωρινά την επιλεκτική προσοχή και την επακόλουθη σημασιολογική επεξεργασία κατά τη διάρκεια της διαδικτυακής κατανόησης ομιλίας και πώς αυτό το φαινόμενο έμφασης αλλάζει σε απόκριση στον βαθμό έμφασης [38]. Σημασιολογικά ασυμβίβαστες λέξεις προκάλεσαν ένα parietal-ινιακό N400 αποτέλεσμα υπό την κατάσταση τόνωσης σε σύγκριση με σημασιολογικά σύμφωνες λέξεις. Σύμφωνα με αυτό το εύρημα, μια μελέτη που χρησιμοποίησε ταυτόχρονα ανάλυση EEG και fMRI για να συγκρίνει την αναγνώριση προσώπων διάσημων και εναντίον άγνωστων προσώπων, απέκτησε ένα φαινόμενο N400, του οποίου η ανακατασκευή της πηγής ήταν στο ινιακό γύρο διμερώς [39]. Η ενεργοποίηση των φλοιικών περιοχών των οποίων φαίνεται να εμπλέκεται στη σημασιολογική επεξεργασία παρέχει βασικές πληροφορίες για το φαινόμενο. Αυτές οι περιοχές έχουν ομαδοποιηθεί σε τρεις ευρείες κατηγορίες: οπίσθιος πολυτροπικός και ετερομονικός φλοιός συσχέτισης, ετεροτρομετρικός προμετωπιαίος φλοιός και μεσαίες λεμφακές περιοχές [40].
Πρόσφατες μελέτες, χρησιμοποιώντας fMRI και TMS, που χειρίστηκαν τις απαιτήσεις αναπαράστασης και ελέγχου ενός σημασιολογικού έργου, βρήκαν συγκεκριμένες υποπεριοχές ενός εγκεφαλικού δικτύου που σχετίζονται με τη γνώση των δράσεων, τα χειροποίητα αντικείμενα και τις αφηρημένες και συγκεκριμένες έννοιες. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί ότι οι πρόσθιοι κροταφικοί λοβοί (ATL) ήταν ευαίσθητοι στον αριθμό των σημάτων που ανακτήθηκαν, ενώ ο οπίσθιος μεσαίος κροταφικός γύρος (pMTG) και ο αριστερός κατώτερος μετωπικός γύρος (LIFG) εμφάνισαν αποτελέσματα σημασιολογικής επιλογής. Επιπλέον, το LIFG και το pMTG δημιούργησαν ίση διακοπή των εργασιών αγγίζοντας σημασιολογικά έλεγχος [41]. Σε αυτό το πλαίσιο, σύγχρονα νευροχειρουργικά μοντέλα γλωσσικής οργάνωσης υποδηλώνουν ότι η σημασιολογική πληροφορία πραγματοποιείται σε μια κοιλιακή οδό που εκτείνεται από τον κροταφικό πόλο προς τον βασικό ινιακό φλοιό, με πρόσθιες συνδέσεις [42]. Η απουσία διαφοροποίησης των δύο πειραματικών συνθηκών μας σε σχέση με τους λανθάνοντες χρόνους N400 είναι συμβατή με την άποψη ότι ο λανθάνων χρόνος αυτού του στοιχείου ERP είναι σχετικά σταθερός [14]. Οι σχέσεις που σημειώθηκαν μεταξύ των ψυχοφυσιολογικών και συμπεριφορικών συνόλων δεδομένων μας αξίζουν σχόλιο. Η μειωμένη ακρίβεια απόκρισης που σημειώνεται με την παράδοξη επεξεργασία είναι σύμφωνη με τις αναφορές των λογικών διακυμάνσεων της απόδοσης σύμφωνα με το γνωστικό φορτίο. Το γνωστικό φορτίο εμποδίζει τη λογική απόδοση [43]. Η απόδοση είναι σημαντικά καλύτερη σε εργασίες συλλογισμού όπου η αξία ενός συμπεράσματος (αληθής ή ψευδής) συμπίπτει με τη λογική σχέση μεταξύ των χώρων και του συμπεράσματος, έγκυρη ή άκυρη [44, 45]. Σε αυτό το πλαίσιο, ήταν απροσδόκητο ότι δεν εντοπίσαμε συσχετισμούς μεταξύ συμπεριφορικής απόδοσης και της κυματομορφής N400. Αυτή η απόκλιση μπορεί να αντικατοπτρίζει την ανάγκη για πιο ευαίσθητους δείκτες συμπεριφοράς από την ακρίβεια και την εμπιστοσύνη, όπως η καθυστέρηση απόκρισης. Ωστόσο, είναι πιο πιθανό να υποδεικνύεται μια ανώτερη ικανότητα ψυχοφυσιολογικών μέτρων για πρόσβαση στον ενδοφαινότυπο, δηλαδή «η εκδήλωση μιας διαταραχής μέσω ανωμαλιών που δεν μπορεί να παρατηρηθεί από διαγνωστικά συνεντεύξεις ή παραδοσιακά ψυχολογικά μέτρα »[46].
4.1. Περιορισμοί
Το κύριο μειονέκτημα της ερευνητικής πρακτικής που βασίζεται σε προτάσεις είναι η σύγχυση λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της εγκεφαλικής δραστηριότητας που σχετίζεται με τη λογική και της γλωσσικής επεξεργασίας υψηλότερου επιπέδου. Ένα άλλο μειονέκτημα αυτής της πρακτικής είναι ότι αγνοεί περιστατικά συλλογισμού που βασίζονται σε μη γλωσσικά στοιχεία και πληροφορίες που λαμβάνονται απευθείας από τις αισθήσεις. Φυσικά, είναι απαραίτητο να επεκταθεί η παρούσα προσέγγιση σε άλλα καθήκοντα συλλογισμού. Παρά αυτούς τους περιορισμούς, η μελέτη μας προτείνει έναν πιθανό ρόλο για τα λαμβανόμενα μοτίβα του Ν400 στη διαδικασία συλλογισμού, το οποίο μπορεί να παρέχει πληροφορίες για την εμπλοκή του φλοιού που βασίζεται στην ανίχνευση παράδοξου συλλογισμού και τη διαδοχική αξιολόγηση / ενημέρωση των διανοητικών αναπαραστάσεων.
4.2. Συμπεράσματα
Αυτή η μελέτη συνέκρινε τις λειτουργίες συλλογιστικής, ενώ οι ίδιοι συμμετέχοντες, στο ίδιο πειραματικό παράδειγμα, συμμετείχαν στην αφαιρετική εναντίον παράδοξου συλλογισμού. Αυτός ο σχεδιασμός αφαιρεί τις παρεμβολές που εισάγονται από τις διαφορές στα παραδείγματα, τα ερεθίσματα και τους συμμετέχοντες, οι οποίες θα μπορούσαν να εξηγήσουν ορισμένες από τις ασυνέπειες σε συγκεκριμένες ενεργοποιήσεις που αναφέρθηκαν σε προηγούμενα πειράματα νευροαπεικόνισης (π.χ. [47, 48]). Δείξαμε ότι αυτές οι δύο διεργασίες συλλογισμού εμπλέκουν ξεχωριστή νευρογνωστική επεξεργασία προς την κατασκευή του νοήματος, όπως αντικατοπτρίζεται από τα αποτελέσματα N400 που κατανέμονται σε μετωπικές-παρυτο-ινιακές περιοχές. Η μελέτη μπορεί να παράσχει πληροφορίες σχετικά με τους λειτουργικούς ρόλους των κατανεμημένων εγκεφαλικών συστημάτων στον ανθρώπινο συλλογικό συλλογισμό με βάση το στοιχείο N400 ERP. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν επίσης ότι η χρήση της μεθοδολογίας ERP μπορεί να προσφέρει ένα βήμα προς τα εμπρός στην αποσαφήνιση και κατανόηση των μηχανισμών που βασίζονται σε σημαντικές εγκεφαλικές αντιδράσεις υπό συνθήκες δύσκολες λήψη μέσω ρυθμίσεων συμπεριφοράς.
