Emotion effects in visual language processing

Emotionale Bedeutung erleichtert die Verarbeitung geschriebener Sprache. Dies zeigt sich sowohl in Verhaltensmaßen als auch in ereigniskorrelierten Potenzialen (EKPs) und resultiert vermutlich aus automatischer Aufmerksamkeitszuweisung auf Grund der hohen intrinsischen Relevanz von emotionalen Reizen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Mechanismen von Emotionseffekten in geschriebener Sprache, insbesondere den Zeitverlauf der Emotionseffekte, die Beteiligung des peripheren Nervensystems, sowie die Rolle der Emotionsdimensionen Valenz und Erregung. Emotionseffekte in EKPs beginnen mit einer Latenz von 100 ms nach Stimulusonset. Dies deutet auf die Existenz eines schnellen und automatischen Erkennungssystems für emotionale Wörter hin. Zeitverlauf und Verteilung der Emotionseffekte weisen große Ähnlichkeit zu Befunden für emotionale Bilder auf und lassen auf ein domänenübergreifenden System zur Emotionserkennung schließen. Übereinstimmend mit dieser Annahme zeigen sich weitere Ähnlichkeiten in der Verarbeitung emotionaler Wörter und Bilder in einer Studie, die die Interaktion von stimulusbasierter Aufmerksamkeit und Emotion in der Wortverarbeitung untersuchte. Die Ergebnisse dieser Studie legen auf Grund des arbiträren Charakters von Schriftsprache den Schluss nahe, dass der Verarbeitungsvorteil für emotionale Reize zu einem geringeren Anteil als bisher vermutet auf biologischer Relevanz beruht. Neben diesen Ähnlichkeiten zeigt sich ein domänenspezifischen Unterschied in der Emotionsverarbeitung. Während die Darbietung emotionaler Bilder oft mit erhöhter Aktivierung des autonomen Nervensystems einhergeht, zeigen Befunde zur Pupillenaktivität, dass die Verarbeitung emotionaler Wörter nicht zwangsläufig zu autonomer Aktivierung führen muss; stattdessen scheint der Verarbeitungsvorteil für emotionale Wörter darauf zu beruhen, dass weniger kognitive Ressourcen für deren Verarbeitung notwendig sind.Emotional meaning impacts the processing of written words, leading to facilitated processing that is visible not only in behavioral parameters, but also in event-related potentials (ERPs). It has been suggested that this processing benefit occurs because emotional stimuli involuntarily attract attention, possibly based on their higher intrinsic relevance. The present work investigates the conditions of emotion effects in word recognition, focusing on the time course of emotional processing, on the involvement of autonomic activation, and on contributions of emotional dimensions valence and arousal. In ERPs, emotion effects were evident from approximately 100 ms after stimulus onset, providing evidence for a fast and automatic detection and facilitation of emotional words. The time course and topography of emotion effects is in parallel to findings for affective pictures and suggests the existence of a common system for the extraction of emotional content across stimulus domains. In line with these findings, interactions of stimulus-triggered attention and emotion during word recognition are highly similar to interactions in picture processing. Due to the symbolic nature of words, this finding implies that emotion detection is less dependent on biological relevance than previously assumed. Apart from these analogies, the present results revealed a difference in emotional processing across stimulus domains. While affective pictures have frequently been reported to elicit augmented activity in the autonomic nervous system, evidence from pupillary responses indicates that emotional words do not mandatorily trigger autonomic activation. Instead, the processing advantage visible in behavioral measures seems to result from cognitive facilitation of emotional words

The functional locus of emotion effects in visual word processing

Die emotionale Valenz von Wörtern beeinflusst deren kognitive Verarbeitung. Ungeklärt ist, obwohl von zentraler Bedeutung für die Disziplinen der Psycholinguistik und der Neurowissenschaften, die Frage nach dem funktionellen Lokus von Emotionseffekten in der visuellen Wortverarbeitung. In der vorliegenden Dissertation wurde mit Hilfe von Ereignis-korrelierten Potentialen (EKPs) untersucht, ob emotionale Valenz auf lexikalischen oder auf semantischen Wortverarbeitungsstufen wirksam wird. Vorausgegangene Studien weisen auf einen post-lexikalischen Lokus von Emotionseffekten hin, wobei einige wenige heterogene Befunde von sehr frühen Emotionseffekten auch einen lexikalischen Lokus vermuten lassen. In der vorliegenden Arbeit wurden drei emotions-sensitive EKP Komponenten beobachtet, die distinkte zeitliche und räumliche Verteilungen aufwiesen, und daher verschiedene Wortverarbeitungsstufen zu reflektieren scheinen. Die Ergebnisse wurden im Rahmen von allgemeinen Annahmen aktueller Wortverarbeitungs- und semantischer Repräsentationsmodelle diskutiert. Als zentrales Ergebnis kann benannt werden, dass Emotion am stärksten semantische Wortverarbeitungsstufen beeinflusste. Hieraus wurde geschlussfolgert, dass emotionale Valenz einen Teil der Wortbedeutung darstellt. Eine Interaktion mit einem lexikalischen Faktor sowie sehr frühe Emotionseffekte deuten auf einen zusätzlichen Lokus auf lexikalischen oder sogar perzeptuellen Wortverarbeitungsstufen hin. Dies bedeutet, Emotion veränderte die visuelle Wortverarbeitung auf multiplen Stufen, dabei konnten separate emotions-sensitive EKP Komponenten, die unterschiedlichen Randbedingungen unterliegen, mit jeweils einem frühen (pre-)lexikalischen und einem späten semantischen Lokus in der Wortverarbeitung in Verbindung gesetzt werden. Die Befunde stützen Wortverarbeitungsmodelle, die zeitlich flexible und interaktive Wortverarbeitungsstufen annehmen.Emotional valence of words influences their cognitive processing. The functional locus of emotion effects in the stream of visual word processing is still elusive, although it is an issue of great importance for the disciplines of psycholinguistics and neuroscience. In the present dissertation event-related potentials (ERPs) were applied to examine whether emotional valence influences visual word processing on either lexical or semantic processing stages. Previous studies argued for a post-lexical locus of emotion effects, whereas a lexical locus has been indicated by a few heterogeneous findings of very early emotion effects. Three emotion-related ERP components were observed that showed distinct temporal and topographic distributions, and thus seem to reflect different processing stages in word recognition. Results are discussed within a framework of common assumptions from word recognition and semantic representation models. As a main finding, emotion impacted most strongly semantic processing stages. Thus, emotional valence can be considered to be a part of the meaning of words. However, an interaction of emotion with a lexical factor and very early emotion effects argued for an additional functional locus on lexical, or even on perceptual processing stages in word recognition. In conclusion, emotion impacted visual word processing on multiple stages, whereas distinct emotion-related ERP components, that are subject to different boundary conditions, were associated each with an early (pre-)lexical locus or a late semantic locus. The findings are in line with models of visual word processing that assume time-flexible and interactive processing stages, and point out the need for integration of word recognition models with models of semantic representation

Una introducción al uso de los potenciales evocados en el estudio del lenguaje

The event-related potential technique records the electrical brain activity generated by the presentation of a stimulus. Because of its high temporal resolution, in the order of milliseconds, this technique is useful for an accurate analysis of the time course of language processing. Research with event-related potentials has revealed patterns of brain activity associated with different levels of language processing and representation. Among the most studied, we find the mismatch negativity (MMN), associated with phonology, and the N400 and P600 components, associated with semantics and syntax, respectively.La técnica de potenciales evocados consiste en el registro de la actividad eléctrica cerebral generada tras la presentación de un estímulo. Gracias a su elevada resolución temporal, del orden de milisegundos, esta técnica es útil para analizar con precisión el curso temporal del procesamiento del lenguaje. La investigación con potenciales evocados ha logrado identificar algunos patrones de actividad cerebral asociados a distintos niveles del procesamiento y representación del lenguaje. Entre los más estudiados se encuentran el potencial de disparidad (MMN), asociado a la fonología, y los componentes N400 y P600, asociados a la semántica y sintaxis, respectivamente

The Whorfian Brain:Neuroscientific Approaches to Linguistic Relativity

Modern approaches to the Whorfian linguistic relativity question have reframed it from one of whether language shapes our thinking or not, to one that tries to understand the factors that contribute to the extent and nature of any observable influence of language on perception. The current paper demonstrates that such understanding is significantly enhanced by moving the evidentiary basis toward a more biologically grounded empirical arena. We review recent neuroscientific evidence using a variety of methodological techniques that reveal the functional organisation and temporal distribution of the ubiquitous relationship between language and cognitive processing in the human brain

Effects of Long-Term Memory on Visual Attention and Access to Visual Consciousness

In dieser Dissertation zeige ich anhand einer Reihe von Beispielen, wie das Langzeitgedächtnis die perzeptuelle Verarbeitung beeinflussen kann. Anhand einer Aufgabe zur visuellen Aufmerksamkeit verdeutliche ich, inwiefern episodische Erinnerungen perzeptuelle Distrakoreffekte reduzieren können. In Experiment 1 sollten Versuchspersonen zuvor gelernte Worte entweder ins Gedächtnis zu rufen oder die Erinnerung an die Worte zu unterdrücken. Anschließend mussten sie unter Zeitdruck neue, bisher nicht präsentierte Worte semantisch einordnen, wobei die Zielworte von den zuvor abgerufenen oder unterdrückten Worten flankiert waren. Da die flankierenden Worte für die semantische Entscheidungsaufgabe irrelevant und die Versuchspersonen instruiert worden waren, diese zu ignorieren, kann von einem perzeptuellen Distraktoreffekt ausgegangen werden. Distraktoreffekte waren für zuvor unterdrückte Gedächtnisinhalte im Vergleich zur abgerufenen Gedächtnisinhalten deutlich reduziert, was nahelegt, dass episodische Gedächtnisinhalte die Wahrnehmung beeinflussen. Auf dieser Erkenntnis aufbauend zeige ich in Experiment 2, wie die suppressionsinduzierte Reduktion der Verarbeitung von Distraktorreizen durch individuelle Differenzen maskiert werden kann. Schließlich wurden den Versuchspersonen in Experiment 3 in einer „Attentional-Blink“-Aufgabe unbekannte Objekte als zweites von zwei aufeinander folgenden Zielobjekten dargeboten. Versuchspersonen konnten Objekte, die mit einer neu gelernten semantischen Information assoziiert waren, besser erkennen als Objekte, die mit minimaler Information assoziiert waren. Dieser Effekt ging mit einer Modulation der ereigniskorrelierten Potenziale 100ms nach Erscheinen des Reizes einher. Diese Ergebnisse zeigen, dass Inhalte aus dem Langzeitgedächtnis Wahrnehmungsprozesse beeinflussen können und leisten damit einen weiteren Beitrag zur Erkenntnis, dass die Wahrnehmung gegenüber höheren Kognitionen nicht unabhängig ist.Numerous studies are emerging which suggest that long-term memories can influence early perceptual processing. Notwithstanding, these finding have come under fire from critics who view perceptual processing as independent of cognition. In this dissertation I demonstrate novel instances of long-term memory effects on perceptual processing, both in the context of an attentional task where I look at the extent to which episodic memory can reduce perceptual distraction and in a conscious detection task where I assess the effect of semantic knowledge on peoples ability to consciously detect briefly presented objects. In experiment one, participants retrieved or suppressed previously memorised words. Following this task, participants made speeded semantic judgments on novel target words that were flanked by the words that had previously undergone suppression or retrieval. Because the flanking words were irrelevant to the semantic judgment and were supposed to be ignored, any influence of their presence on semantic judgment speed can be taken as a marker of perceptual distraction. Results showed that the tendency for flankers to distract from target processing was markedly reduced if those flankers had undergone suppression. In experiment two, I expanded upon this finding by showing how this suppression-induced reduction in distractor processing can be masked by individual differences. Finally, in experiment three, I presented pictures of novel objects to participants as the second of two targets in an attentional blink paradigm. Results showed that participants were able to perceive objects associated with newly acquired semantic knowledge better than objects associated with minimal knowledge, a finding that was associated with a modulation of event-related brain potentials 100 msec after stimulus onset. Taken together, these experiments contribute to the growing body of evidence showing that information from long-term memory can influence perceptual processing

Neurophysiological correlates of semantic processing in perception of atypical objects

Препознавање објеката и визуелна категоризација се у оквиру свакодневног искуства доживљавају као наизглед врло лаки задаци који се обављају изузетно брзо и без пуно промишљања. Претходна истраживања указују да ефекат типичности у знатној мери утиче на процес категоризације, при чему се типични представници неког концепта лакше и брже категоризују од атипичних. Предмет ове студије представља испитивање процеса класификације визуелно приказаних атипичних објеката, са циљем детаљнијег увида у утицај семантичке обраде. У те сврхе спроведена су три експеримента током којих су испитаницима снимани потенцијали у вези са догађајем (ERP). Користећи задатак именовања слика, истражено је на који начин се обрађују и класификују атипични објекти, док су на основу задатака диференцијације и верификације формирани P300 и N400 профили који су упоређени са профилом задатка именовања. Добијени резултати указују да, за разлику од претходних ERP истраживања атипичних објеката, у задатку именовања нису идентификоване P300 и N400 компоненте у временском опсегу и на локацијама обично навођеним у литератури. Међутим, значајне разлике између типичних и атипичних објеката су пронађене у оквиру неколико раних и средњих временских прозора који одговарају постериорном N1, централнoм P2, антериорном и постериорном N2 таласу. Такође, разлике су биле присутне и латерално у средњем временском опсегу, уз међусобно супротан образац разлика у зависности од хемисфере. ERP подаци сугеришу да диференцијација између типичних и атипичних објеката започиње врло рано, око 120 милисекунди након излагања стимулуса и завршава се оквирно око 500 милисекунди након излагања стимулуса. Анализа ERP компоненти указује да се процес класификације ослања на неки вид имплицитног додељивања ознака мете и стандардног стимулуса/дистрактора, при чему је удео процеса одозго на доле, односно семантичке обраде, сведен на најмању могућу меру довољну за успешно извршење задатка.Object recognition and visual categorization are perceived as seemingly effortless tasks in everyday experience that are performed extremely quickly and without much thought. Previous research indicates that the typicality effect significantly affects the process of categorization, whereby typical members of a concept are easier and faster categorized than atypical ones. The subject of this study is an examination of the classification process of visually presented atypical objects, with the aim of a more detailed insight into semantic processing influence. For these purposes, three experiments were conducted during which event-related potentials (ERPs) were recorded. Atypical objects processing and classification was investigated using the picture naming task, while the differentiation and verification tasks were used to form P300 and N400 profiles that were compared with the naming task profile. In contrast to previous ERP studies of atypical objects, the picture naming task did not produce P300 and N400 components in the time range and locations usually reported in the literature. However, significant differences between typical and atypical objects were found within several early and mid-latency time windows corresponding to the posterior N1, central P2, anterior and posterior N2 waves. Differences were also present laterally in the mid-latency time range, consisting of opposite patterns of differences depending on the hemisphere. ERP data suggest that the differentiation between typical and atypical objects begins very early, about 120 milliseconds after stimulus presentation, and ends approximately 500 milliseconds after stimulus presentation. The analysis of ERP components indicates that the classification process relies on some kind of implicit label assignment of target and standard stimulus/distractor, whereby the amount of the top-down processes, ie semantic processing, is reduced to the smallest possible extent sufficient for the successful completion of the task

Electrophysiological correlates of concreteness effect in the false memory context

[ES]El efecto de concreción hace referencia a la ventaja de procesamiento de conceptos concretos en comparación con conceptos abstractos. A pesar del esfuerzo por explicar los procesos cognitivos subyacentes el debate aún permanece abierto. Durante los últimos años se ha propuesto que la relación asociativa y la similitud semántica desempeñan roles independientes en la organización conceptual. Desde otro punto de vista, la relación asociativa ha sido considerada como uno de los factores que determinan la producción de falsas memorias. Para su estudio los investigadores utilizan el Paradigma DRM (Deese, Roediger y McDemott), en el cual se suele observar que, tras la presentación de listas de palabras asociadas a una palabra crítica (que no se presenta para su estudio), la probabilidad de que ésta sea falsamente recordada o reconocida incrementa respecto a la producción de material distractor no relacionado. Teniendo en cuenta la importancia de las relaciones asociativas para ambos tipos de evidencia, el objetivo principal de esta investigación se centró en evaluar la interacción entre ellas. Para lograrlo, se tomaron medidas de correlación y regresión lineal, de proporción de falsos reconocimientos y de actividad eléctrica cerebral, al igual que se obtuvieron datos normativos de concreción. Los resultados mostraron que las palabras abstractas de alto BAS produjeron mayores índices de falsos reconocimiento en comparación con las palabras de bajo BAS, mientras que en las palabras concretas no se observaron diferencias significativas. Los resultados de los análisis ERP reflejaron diferencias significativas en distintos componentes, tanto en la fase de codificación como en la de test, que estuvieron modulados tanto por la fuerza asociativa como por la concreción. Estos resultados apoyan las teorías que resaltan la importancia de las relaciones asociativas en la organización semántica de los conceptos abstractos. Con todo esto, esta investigación se convierte en una de las primeras demostraciones de los mecanismos neurales que subyacen a la producción de falsas alarmas abstractas y concretas