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日本語における関係節の構造的曖昧構文の処理について

―事象関連電位を用いた検証―

2014年8月12日 思考と言語

発表者： 白 春花 小林 由紀 広瀬 友紀

連絡先： bchjp@phiz.c.u-tokyo.ac.jp

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研究背景

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バルコニーに立っている・・ 女優の・・N1

召使いは・・・

N2 名詞

The servant of the actress who was on the balcony･･･

(Cuetos & Mitchell, 1988)

関係節を示すマーカーがない 関係節⇒女優がバルコニーに立っている？ 主要部に曖昧性が生じる 日本語の関係節構文において

• 関係節を表すマーカーがない

• 関係節が入力された時点で，主要部が未入力

• N2（召使い）が入力されることにより，関係節の主要部に曖昧性が生じる

バルコニーに立っている女優の召使いは・・・

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先行研究

バルコニーに立っている女優の召使いは・・・

• 自己ペース読み課題及び眼球運動

N1（“女優”）が入力された時“女優”を主要部と解釈し，文末ではN2 （“召使い”）が主要部

（ Kamide & Mitchell, 1997 ; Miyamoto et al., 2003; Yamada et al., 2014）

• 質問紙調査：N2 (“召使い”)

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先行研究の問題点及び研究目的

• 行動実験の前提：

文の読み時間が長くなるほどコストが高い

どの時点でN2解釈に至るのか、またその際

どのようなコストが発生しているのか不明

⇒事象関連電位：

言語処理過程をリアルタイム上明らかにし，

異なった処理において異なる成分が観察される

事象関連電位を用いて

そのコストの内訳を解釈する

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事象関連電位（ERP）：文処理

P600

the cat will eat

the cat will bake

N400

the cat will eat

the cat will eating

• N400：刺激呈示後400ms前後；中心から頭頂の広い分布；陰性波

• P600：刺激呈示後600ms前後; 前頭または後頭中心；陽性波

Osterhout & Nicol (1999)

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• N400 : 主に意味的な予測からの逸脱によって生じる (Hagoort et al., 1983)

• P600： 統語的な再解析, 曖昧性などによって惹起 (Osterhout & Holcomb, 2001; Frisch et al., 2002; Kaan & Swaab, 2003)

ERP成分及びその機能

Preferred I cut the cake beside the pizzas that were brought by JillNonpreferred I cut the cakes beside the pizza that were brought by Jill

P600

7 7

材料文

• 関係節がN1のみにマッチする低位解釈条件

• 関係節がN2だけに意味的にマッチする高位解釈条件

• 関係節がN2解釈とN1解釈両方にマッチする曖昧条件

N1： 曖昧条件 対 高位解釈条件

N2： 曖昧条件 対 低位解釈条件

⇒曖昧条件がベースライン

文の種類 R1 R2 N1 N2 AP NP R7低位解釈条件 父親に なった 男性の 妹さんは やはり 美人だ そうです。高位解釈条件 母親に なった 男性の 妹さんは やはり 美人だ そうです。

曖昧条件 親に なった 男性の 妹さんは やはり 美人だ そうです。

✔ ✔

✔ ✔

× ×

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仮説１(例：父親になった男性の妹さんは)

• 日本語関係節ではN1入力時にN1解釈が行われるものの、その後のN2入力ではN2解釈も検討される。

→ N1領域

高位解釈条件では(曖昧条件と低位解釈条件に比べて)

意味的ミスマッチによりN400が惹起

→ N2領域

低位解釈条件では(曖昧条件と高位解釈条件に比べて)

意味的ミスマッチによりN400が惹起;

N1を主要部とする再解析でP600が惹起

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研究方法

• 参加者：右利きの学部生22名(女性6名)

• 平均年齢：19:8歳

• ノ－ミングテスト：意味的妥当性の操作を保証

• 刺激文：

ターゲット文とフィラーそれぞれ120セット刺激文を作成、内１/３にYes/Noの理解テストつき

すべての文は7文節からなり、 Critical regionは N1

（“男性の”） (第3文節)， N2（“母親は”）(第4文節)

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研究方法

父親に

なった

男性の

妹さんは

やはり

• 文節ごとに呈示

• 各文節の呈示時間：600ms

• 刺激間間隔：200ms

美人だ そうです。

妹さんは美人だ。

Yes or No

120セットの刺激文を4ブロックに分け，ブロック内でランダム呈示

文の内容に合っているかどうかを判断

文の呈示方法

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研究方法

• 脳波測定

– 6４電極(Quiccap，NeuroScan)による計測

– 眼電を左目の上下、両こめかみにおかれた４電極で測定

– アンプ：NeuroScan Synam2s 周波数：250Hz

– バンドパス：DC~70Hz インピーダンス：10kΩ以下

– 参考電極：測定時はCzとCPｚの間に置かれ、オフラインで両耳朶平均を用いて再参照

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分析方法

• データ分析

– 文の理解課題に対する正答率は全員90%

以上

– baseline correction:-100~0ms.

– artifact rejection:±70uv

⇒9名の実験参加者のデータを除外

⇒13名(女性５人)のデータを分析

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分析方法

Anterior negativity N400 P600

目視により前・後×左・右の４つの領域を設定

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F3 FZ F4

C3 Cz C4

P3 PZ P4

どの時間帯においても，文の条件×前後×左右の有意な交互作用および主効果は観察されず。

N1結果 低位解釈条件(父親になった男性の妹さん)

高位解釈条件(母親になった男性の妹さん)

曖昧条件(親になった男性の妹さん)

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N2結果

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P600

曖昧条件は高位解釈条件に比べ刺激呈示後700-

800msの時間帯において，全頭において有意に陽性波（F(1,12)=5.24, p<.05)

→ P600

曖昧条件(親になった男性の妹さん)

高位解釈条件(母親になった男性の妹さん)

F3 FZ F4

P3 PZ P4

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考察：N1領域

• 予測と異なり，高位解釈条件において低位解釈条件及び曖昧条件と比べ特異なERP成分が観察されなかった

⇒低位解釈が行われていない可能性

N1“男性の”において“の”を手がかりにして

N2を積極的に予測しているのでは

低位解釈条件；父親になった男性の妹さん

高位解釈条件：母親になった男性の妹さん

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考察：N2領域

• 曖昧条件は高位解釈条件に比べ700-800msにおいて陽性波が現れた→P600

• P600：文の統語構造違反 & 文の曖昧構造 （Kaan & Swaab, 2003）

N2入力→関係節の主要部に曖昧性が生じる

⇒N2入力により生じる関係節の主要部における

曖昧性はERP分布では無視できない

曖昧条件：親になった男性の妹さん

高位解釈条件：母親になった男性の妹さん

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結果１のまとめ及び分析の問題点

• N1領域では，予測と異なり三つの条件件におけるERP振幅に有意差が見られなかった

• N2領域では，曖昧性の影響によるERP成分が観察された

⇒曖昧条件はベースラインとして働いていない

⇒異なった条件をベースラインにして仮説のたてなおし

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材料文

• 関係節がN1のみにマッチする低位解釈条件

• 関係節がN2だけに意味的にマッチする高位解釈条件

• 関係節がN2解釈とN1解釈両方にマッチする曖昧条件

文の種類 R1 R2 N1 N2 AP NP R7低位解釈条件 父親に なった 男性の 妹さんは やはり 美人だ そうです。高位解釈条件 母親に なった 男性の 妹さんは やはり 美人だ そうです。

曖昧条件 親に なった 男性の 妹さんは やはり 美人だ そうです。

✔ ✔

✔ ✔

× ×

N2： 高位解釈条件 対 低位解釈条件

高位解釈条件 対 曖昧条件

⇒高位解釈条件がベースライン

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仮説2及び予測

日本語の関係節構造の曖昧性構文において，N1 入力時点でもN2 を予測した上で高位解釈を行うのでは。

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すべての条件でN2 を予測したうえでそれを関係節の主要部とする処理をすすめるため， ここでは3 条件間でERP の振幅に差が生じない

N１領域における解釈

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N2領域における予測

高位解釈条件と比較した時

• 低位解釈条件：

－意味的ミスマッチ→ N400

－改めてN1 を主要部として解釈しようとする統 語的な再解析が行われる→ P600

• 曖昧条件：

－関係節の主要部に曖昧性が生じる→P600

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N2結果

F3 FZ F4

P3 PZ P4

Anterior negativity

低位解釈条件において(高位解釈条件に比べ)300-500ms

の時間帯においての方が前頭において有意に陰性（F(1,24)=10.89, p<.001) → anterior negativity

低位解釈条件(父親になった男性の妹さん)

高位解釈条件(母親になった男性の妹さん)

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N2結果

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F3 FZ F4

P3 PZ P4

P600

曖昧条件は高位解釈条件に比べ刺激呈示後700-

800msの時間帯において，全頭において有意に陽性波（F(1,12)=5.24, p<.05)

→ P600

曖昧条件(親になった男性の妹さん)

高位解釈条件(母親になった男性の妹さん)

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N2結果

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F3 FZ F4

P3 PZ P4

N400

曖昧条件は高位解釈条件に比べ刺激呈示後300-500ms

の時間帯において左前頭および左後頭で有意に陰性波（それぞれ，F(1,48)=8.40, p<.01; F(1,48)=6.01, p<.05) → N400

曖昧条件(親になった男性の妹さん)

高位解釈条件(母親になった男性の妹さん)

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結果のまとめ

• N1領域（父親になった男性の妹さんは）

– すべての領域，時間帯において有意な主効果および交互作用は見られなかった

⇒N2を予測しているかも

• N2領域（母親になった男性の妹さんは）：

高位解釈条件に比べ １. 低位解釈条件は300-500msに前頭で陰性波→AN

２. 曖昧条件は700-800msに全頭において陽性波→P600

３. 曖昧条件は300-500msで左側において陰性波→N400

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考察２

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N2領域： 低位解釈(父親になった

男性の妹さんは)におけるAN

• 高位解釈条件と比べANの惹起

先行研究では，ANはP600と同時に現れ，統語的な予測の逸脱によって生じる 。 （Yamada & Neville, 2004）

• N1ではN2を予測し，高位解釈にするなら，ここで

は意味的なミスマッチによりN400が生じるはず

⇒可能性として，N1では低位解釈を保留しつつ，

N2を予測している

⇒N2の時にミスマッチが生じ候補解釈の低位解釈を

選ぶ？

AN：候補解釈を最終解釈にするコスト?

P600が惹起しなかった原因は不明

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曖昧条件におけるP600

• N2領域（親になった男性の妹さんは）：

高位解釈条件に比べ曖昧条件は700-800msにおいて陽性波→P600

• P600：文の統語構造違反 & 文の曖昧構造 （Kaan & Swaab, 2003）

N2入力→関係節の主要部に曖昧性が生じる

⇒可能性としてP600：曖昧性そのもの負荷か

再解析か

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曖昧条件におけるN400

• N2領域（親になった男性の妹さんは）：高位解釈条件に比べ曖昧条件は300-500msにおいて陰性波→N400

• N400：文の意味的な予測性からの逸脱

ノーミングテストで実験材料文の妥当性はある程度

保障されている

N400:

構造上のコスト （Bornkessel, McElree & Schlesewsky, 2011）

構造的な曖昧性とN400との関係?

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結論

• 日本語の関係節構文においてはN1入力時にすでにN2を予測し高位解釈を構築している可能性がある

• 主要部としてN1とN2のいずれも意味的に可能である場合には、その曖昧性で負荷が高まる

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問題点

実験に使われた文では、関係節が現れるとその後N1＋N2が現れるというタイプの文が半数であった→N2 “母親になった男性の妹さんは”が予測されやすい

⇒ フィラーに多様性をもたらす必要がある

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今後の課題

• 多様性の持つフィラー文を入れて高位解釈の成立を再検討する必要

• 統語的な予測に関するANとP600の関係を明白にする

• N400と構造的な曖昧性との関係

• P600は曖昧性のコスト？再解析？

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謝辞

• 本研究は独立行政法人日本学術振興会基盤研究B (#24320072) の援助をいただいております。感謝いたします。

• 九州大学脳波まつりで貴重なコメントを下さったみなさまに感謝を申し上げます。

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参考文献

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[1] F. Cuetos, and D. C. Mitchell, Cross-linguistic differences in parsing: restrictions on the use of

the late closure strategy in Spanish, Cognition 30. pp. 73–105,(1988).

[2] Y. Kamide, and D. Mitchell, Relative clause attachment: non determinism in Japanese parsing,

Journal of Psycholinguistic Research 26, pp. 247-254, (1997).

[3] E. T Miyamoto, E.Gibson, N. J. Pearlmutter, T. Aikawa and S.Miyagawa, A U-shaped relative

clause attachment preference in Japanese. Language and Cognitive Processes, 14,

pp. 663-686. (1999).

[4] T. Yamada, M. Arai, and Y. Hirose, “Unforced revision in the processing of relative clause

association ambiguity in Japanese” Paper presented at Annual CUNY conference on

Human Sentence Processing, Columbus, U.S.A., March 2014.

[5] C.H. Bai, D. Roland, and Y. Hirose, “Certain people don’t need modification: the effect of

indefiniteness on Japanese relative clause association preferences”, Poster accepted

at the 20th Annual Conference on Architectures and Mechanisms for Language

Processing. (2014).

[6] M. Kutas, and S.A. Hillyard, Reading senseless sentences: brain potentials reflect semantic

anomaly, Science 207, pp. 203–205, (1980).

[7] . L. E. E. Osterhout and P. J. Holcomb, Event-Related Brain Potentials Elicited by Syntactic

Anomaly, Journal of Memory and Language, 31, 785–806. (1992).

[8] P. Hagoort, C. Brown, and L. Osterhout, The neurocognition of syntactic processing, in: Brown,

C., & Hagoort, P. (Eds.), Neurocognition of Language, Oxford Univ. Press, pp. 273– 316, (2001).

[9] E. Kaan, and T. Swaab, Repair, revision, and complexity in syntactic analysis: an electrophysiological

differentiation, Journal of Cognitive Neuroscience 15, pp. 98– 110, (2003).

[10] S. Frisch, M. Schlesewsky, D.Saddy, and A.Alpermann. The P600 as an indicator of syntactic

ambiguity. Cognition, 85(3), pp. B83-B92, (2002).