TY - THES A1 - Yadav, Himanshu T1 - A computational evaluation of feature distortion and cue weighting in sentence comprehension T1 - Eine komputationale Evaluation von Feature-Verfälschung und Cue-Gewichtung in der Satzverarbeitung N2 - Successful sentence comprehension requires the comprehender to correctly figure out who did what to whom. For example, in the sentence John kicked the ball, the comprehender has to figure out who did the action of kicking and what was being kicked. This process of identifying and connecting the syntactically-related words in a sentence is called dependency completion. What are the cognitive constraints that determine dependency completion? A widely-accepted theory is cue-based retrieval. The theory maintains that dependency completion is driven by a content-addressable search for the co-dependents in memory. The cue-based retrieval explains a wide range of empirical data from several constructions including subject-verb agreement, subject-verb non-agreement, plausibility mismatch configurations, and negative polarity items. However, there are two major empirical challenges to the theory: (i) Grammatical sentences’ data from subject-verb number agreement dependencies, where the theory predicts a slowdown at the verb in sentences like the key to the cabinet was rusty compared to the key to the cabinets was rusty, but the data are inconsistent with this prediction; and, (ii) Data from antecedent-reflexive dependencies, where a facilitation in reading times is predicted at the reflexive in the bodybuilder who worked with the trainers injured themselves vs. the bodybuilder who worked with the trainer injured themselves, but the data do not show a facilitatory effect. The work presented in this dissertation is dedicated to building a more general theory of dependency completion that can account for the above two datasets without losing the original empirical coverage of the cue-based retrieval assumption. In two journal articles, I present computational modeling work that addresses the above two empirical challenges. To explain the grammatical sentences’ data from subject-verb number agreement dependencies, I propose a new model that assumes that the cue-based retrieval operates on a probabilistically distorted representation of nouns in memory (Article I). This hybrid distortion-plus-retrieval model was compared against the existing candidate models using data from 17 studies on subject-verb number agreement in 4 languages. I find that the hybrid model outperforms the existing models of number agreement processing suggesting that the cue-based retrieval theory must incorporate a feature distortion assumption. To account for the absence of facilitatory effect in antecedent-reflexive dependen� cies, I propose an individual difference model, which was built within the cue-based retrieval framework (Article II). The model assumes that individuals may differ in how strongly they weigh a syntactic cue over a number cue. The model was fitted to data from two studies on antecedent-reflexive dependencies, and the participant-level cue-weighting was estimated. We find that one-fourth of the participants, in both studies, weigh the syntactic cue higher than the number cue in processing reflexive dependencies and the remaining participants weigh the two cues equally. The result indicates that the absence of predicted facilitatory effect at the level of grouped data is driven by some, not all, participants who weigh syntactic cues higher than the number cue. More generally, the result demonstrates that the assumption of differential cue weighting is important for a theory of dependency completion processes. This differential cue weighting idea was independently supported by a modeling study on subject-verb non-agreement dependencies (Article III). Overall, the cue-based retrieval, which is a general theory of dependency completion, needs to incorporate two new assumptions: (i) the nouns stored in memory can undergo probabilistic feature distortion, and (ii) the linguistic cues used for retrieval can be weighted differentially. This is the cumulative result of the modeling work presented in this dissertation. The dissertation makes an important theoretical contribution: Sentence comprehension in humans is driven by a mechanism that assumes cue-based retrieval, probabilistic feature distortion, and differential cue weighting. This insight is theoretically important because there is some independent support for these three assumptions in sentence processing and the broader memory literature. The modeling work presented here is also methodologically important because for the first time, it demonstrates (i) how the complex models of sentence processing can be evaluated using data from multiple studies simultaneously, without oversimplifying the models, and (ii) how the inferences drawn from the individual-level behavior can be used in theory development. N2 - Bei der Satzverarbeitung muss der Leser richtig herausfinden, wer wem was angetan hat. Zum Beispiel muss der Leser in dem Satz „John hat den Ball getreten“ herausfinden, wer tat die Aktion des Tretens und was getreten wurde. Dieser Prozess des Identifizierens und Verbindens der syntaktisch verwandte Wörter in einem Satz nennt man Dependency-Completion. Was sind die kognitiven Mechanismen, die Dependency-Completion bestimmen? Eine weithin akzeptierte Theorie ist der Cue-based retrieval. Die Theorie besagt, dass die Dependency-Completion durch eine inhaltsadressierbare Suche nach der vorangetrieben wird Co-Abhängige im Gedächtnis. Der Cue-basierte Abruf erklärt ein breites Spektrum an empirischen Daten mehrere Konstruktionen, darunter Subjekt-Verb-Übereinstimmung, Subjekt-Verb-Nichtübereinstimmung, Plausibilität Mismatch-Konfigurationen und Elemente mit negativer Polarität. Es gibt jedoch zwei große empirische Herausforderungen für die Theorie: (i) Grammatische Sätze Daten aus Subjekt-Verb-Nummer-Dependency, bei denen die Theorie eine Verlangsamung vorhersagt das Verb in Sätzen wie „the key to the cabinet was rusty“ im Vergleich zu „the key to the cabinets was rusty“, aber die Daten stimmen nicht mit dieser Vorhersage überein; und (ii) Daten von Antezedenz-Reflexiv Strukturen, wo eine Leseerleichterung beim reflexiven „the bodybuilder who worked with the trainers injured themselves“ vs. „the bodybuilder who worked with the trainers injured themselves", aber die Daten zeigen keine vermittelnde Wirkung. Die in dieser Dissertation vorgestellte Arbeit widmet sich dem Aufbau einer allgemeineren Theorie von Dependency-Completion, die die beiden oben genannten Datensätze berücksichtigen kann, ohne das Original zu verlieren empirische Abdeckung der Cue-based Retrieval-Annahme. In zwei Zeitschriftenartikeln stelle ich Arbeiten zur Computermodellierung vor, die sich mit den beiden oben genannten empirischen Herausforderungen befassen. Um die Daten der grammatikalischen Sätze aus den Abhängigkeiten der Subjekt-Verb-Nummer-Übereinstimmung zu erklären, schlage ich ein neues Modell vor, das davon ausgeht, dass der Cue-basierte Abruf probabilistisch funktioniert verzerrte Darstellung von Substantiven im Gedächtnis (Artikel I). Dieses hybride Distortion-plus-Retrieval-Modell wurde anhand von Daten aus 17 Studien zu Subjekt-Verb mit den bestehenden Kandidatenmodellen verglichen Nummernvereinbarung in 4 Sprachen. Ich finde, dass das Hybridmodell die bestehenden Modelle übertrifft der Nummernvereinbarungsverarbeitung, was darauf hindeutet, dass die Cue-based Retrieval-Theorie Folgendes umfassen muss: a Annahme von Feature-Verfälschung. Um das Fehlen eines unterstützenden Effekts in antezedens-reflexiven Abhängigkeiten zu berücksichtigen, schlage ich ein individuelles Differenzmodell vor, das innerhalb des Cue-based Retrieval-Frameworks erstellt wurde (Artikel II). Das Modell geht davon aus, dass Individuen sich darin unterscheiden können, wie stark sie eine Syntax gewichten Cue über einem Nummern-Cue. Das Modell wurde an Daten aus zwei Studien zum Antezedenz-Reflexiv angepasst Abhängigkeiten, und die Cue-Gewichtung auf Teilnehmerebene wurde geschätzt. Wir finden, dass ein Viertel von Die Teilnehmer in beiden Studien gewichten bei der Verarbeitung den syntaktischen Cue höher als den numerischen Cue reflexive Abhängigkeiten und die verbleibenden Teilnehmer gewichten die beiden Cue gleichermaßen. Das Ergebnis weist darauf hin, dass das Fehlen des prognostizierten Erleichterungseffekts auf der Ebene der gruppierten Daten von einigen, nicht alle Teilnehmer, die syntaktische Cue höher gewichten als Zahlenhinweise. Allgemeiner gesagt, die Das Ergebnis zeigt, dass die Annahme einer differentiellen Hinweisgewichtung wichtig für eine Theorie von ist Dependency-Completion. Diese Idee der differentiellen Cue-Gewichtung wurde unabhängig unterstützt durch eine Modellierungsstudie zu Subjekt-Verb-Nichteinigungsabhängigkeiten (Artikel III). Insgesamt benötigt der Cue-basierte Abruf, der eine allgemeine Theorie der Abhängigkeitsvervollständigung ist um zwei neue Annahmen aufzunehmen: (i) die im Gedächtnis gespeicherten Substantive können einer Wahrscheinlichkeitsanalyse unterzogen werden Feature-Verfälschung, und (ii) die für den Abruf verwendeten sprachlichen Cue können unterschiedlich gewichtet werden. Das ist das kumulative Ergebnis der in dieser Dissertation vorgestellten Modellierungsarbeit.Die Dissertation leistet einen wichtigen theoretischen Beitrag: Satzverständnis in Der Mensch wird von einem Mechanismus getrieben, der einen hinweisbasierten Abruf, eine probabilistische Merkmalsverzerrung und eine differentielle Hinweisgewichtung annimmt. Diese Einsicht ist theoretisch wichtig, weil es einige gibt unabhängige Unterstützung für diese drei Annahmen in der Satzverarbeitung und im weiteren Gedächtnis Literatur. Die hier vorgestellten Modellierungsarbeiten sind auch methodisch wichtig, weil für die Zum ersten Mal wird gezeigt, (i) wie die komplexen Modelle der Satzverarbeitung evaluiert werden können Daten aus mehreren Studien gleichzeitig zu verwenden, ohne die Modelle zu stark zu vereinfachen, und (ii) wie die Schlussfolgerungen aus dem Verhalten auf individueller Ebene können in der Theorieentwicklung verwendet werden. KW - sentence comprehension KW - individual differences KW - cue-based retrieval KW - memory distortion KW - Approximate Bayesian Computation KW - cue reliability KW - ungefähre Bayessche Komputation KW - Cue-Gewichtung KW - Cue-basierter Retrieval KW - individuelle Unterschiede KW - Darstellung Verfälschung KW - Satzverarbeitung Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-585055 ER - TY - THES A1 - Gollrad, Anja T1 - Prosodic cue weighting in sentence comprehension T1 - Gewichtung prosodischer cues bei der Verarbeitung kasusambiger Strukturen BT - processing German case ambiguous structures N2 - Gegenstand der Dissertation ist die Untersuchung der Gewichtung prosodischer Korrelate der Phrasierung im Deutschen, insbesondere der Dauer- und Grundfrequenzeigenschaften auf der Ebene der phonologischen Phrase (φ) und der Intonationsphrase (ι). Für die prosodische Domäne der phonologischen Phrase und der Intonationsphrase gilt als belegt, dass sie häuptsächlich durch phonetische Parameter der präfinalen Dehnung (Lehiste, 1973; Klatt, 1976; Price et al., 1991; Turk & White, 1999), der Pausendauer (Fant & Kruckenberg, 1996) und der Veränderung der Grundfrequenz (Pierrehumbert, 1980) ausgedrückt werden, wobei die phonetischen grenzmarkierenden Eigenschaften eher quantitativer als qualitativer Natur sind. Ebenfalls ist bekannt, dass auf der anderen Seite Hörer diese phonetischen Eigenschaften der Sprecher nutzen, um die prosodische Struktur einer Äußerung zu ermitteln (Snedeker & Trueswell, 2003; Kraljic & Brennan, 2005). Perzeptuelle Evidenz aus dem Englischen und Niederländischen deuten allerdings darauf hin, dass sich Sprachen hinsichtlich der entscheidenden Korrelate, die für die Perzeption der Domänen konsultiert werden, unterscheiden (Aasland & Baum, 2003; Sanderman & Collier, 1997; Scott, 1982; Streeter, 1978). Die grenzmarkierenden phonetischen Korrelate der Domänen werden in der Perzeption unterschiedlich stark gewichtet, was sich im Konzept eines sprachspezifischen prosodischen cue weightings ausdrückt. Für das Deutsche ist allerdings nicht hinreichend bekannt, welche dieser drei phonetischen Parameter die wichtigste Rolle für die Perzeption der phonologischen Phrasengrenze und der Intonationsphrasengrenze spielt. Ziel der Dissertation war es, diejenigen phonetischen Merkmale zu identifizieren, die für die Perzeption der phonologischen Phrasengrenze und der Intonationsphrasengrenze entscheidend sind und sich somit für die Bildung der jeweiligen prosodischen Phrasengrenze als notwendig herausstellen. Die Identifikation und Gewichtung eines phonetischen Merkmals erfolgte in der vorliegenden Arbeit durch die Effekte prosodischer Manipulation der phonetischen Korrelate an phonologischen Phrasengrenzen und Intonationsphrasengrenzen auf die Disambiguierung lokaler syntaktischer Ambiguitäten in der Perzeption. Der Einfluss einzelner phonetischer Merkmale wurde in einem forced-choice Experiment evaluiert, bei dem Hörern syntaktisch ambige Satzfragmente auditiv präsentiert wurden und ihnen anschließend die Aufgabe zukam, aus einer Auswahl an disambiguierenden Satzvervollständigung zu wählen. Die Anzahl der ausgewählten Satzvervollständigungen pro Satzbedingung änderte sich in Abhängigkeit der prosodischen Manipulation der präfinalen Dehnung, der Pausendauer und der Grundfrequenz, wodurch der Einfluss eines einzelnen phonetischen Merkmals auf den Disambiguierungsprozess sichtbar wurde. Ein phonetischer Parameter wurde genau dann als notwendig klassifiziert, wenn sich durch seine Manipulation die Fähigkeit zur Disambiguierung der syntaktischen Strukturen signifikant reduzierte, oder gänzlich scheiterte, und somit die Wahrnehmung prosodischer Kategorien beinflusst wurde (Heldner, 2001). Hat sich in der Perzeption ein phonetisches Merkmal als notwendig herausgestellt, wurde nachfolgend eine optimalitätstheoretische Modellierung vorgeschlagen, die die phonetischen Eigenschaften auf eine (abstrakte) phonologische Strukturerstellung beschreibt. Dieser Verarbeitungsschritt entspricht dem Teilbereich des Perzeptionsprozesses, der in Boersma & Hamann (2009), Escudero (2009) und Féry et al. (2009) unter anderen als Phonetik-Phonologie-Mapping beschrieben wird. Die Dissertation hat folgende Hauptergebnisse hervorgebracht: (1) Für die Perzeption phonologischer Phrasengrenzen und Intonationsphrasengrenzen werden nicht alle messbaren phonetischen Grenzmarkierungen gleichermaßen stark genutzt. Das phonetische Merkmal der präfinalen Dehnung ist auf der Ebene der kleineren prosodischen Domäne, der phonologischen Phrase, notwendig. Die Information der Grundfrequenz in der Form von Grenztönen ist in der größeren Domäne der Intonationsphrase notwendig und damit ausschlaggebend für die Perzeption der prosodischen Phrasengrenze. (2) Auf der Ebene der φ-Phrase werden phonetische Eigenschaften der segmentalen Dauer in Form präfinalen Dehnung zur Bildung abstrakter phonologischer Repräsentationen herangezogen werden. Längenconstraints schreiben syntaktische Konstituenten aufgrund ihrer Inputdauern einer prosodischen Kategorie zu. Inputdauern der ersten Nominalphrase von 500ms und mehr signalisieren Finalität und sind durch eine φ- Grenze am rechten Rand markiert. Inputdauern von 400ms und weniger signalisieren Kontinuität und werden durch das Ausbleiben einer φ-Grenze am rechten Rand der ersten Nominalphrase markiert. Inputdauern, die zwischen den kritischen Längen von 400ms und 500ms variieren sind bezüglich der Bildung von φ- Grenzen ambig und können in der Perzeption nicht eindeutig disambiguiert werden. (3) Auf der Ebene der ι-Phrase wird die Bildung einer prosodischen Struktur durch die reine tonale Kontur (steigend oder fallend) an der ersten Nominalphrase gelenkt. Eine fallende Grundfrequenzkontur an der ersten Nominalphrase signalisiert Finalität und wird durch eine ι-Grenze am rechten Rand markiert. Eine steigende Kontur an der ersten Nominalphrase signalisiert phrasale Kontinuität und ist bei den vorliegenden Sätzen der Genitivbedingung gerade durch das Ausbleiben einer ι-Grenze auf der phonologischen Repräsentationseben gekennzeichnet. N2 - One of the central questions in psycholinguistic is understanding whether and how prosodic phrase boundaries are used to resolve syntactic ambiguities in sentence processing. The present work aimed to answer both, first, the effects of φ- and ι-boundaries on syntactic ambiguity resolution, and second, how the prosodic correlates of the auditory input are taken for the phonetic-phonology mapping in order to attain a meaningful sentence interpretation. With regard to the first aim, we investigated locally syntactic ambiguities involving either φ- or ι-phrase boundaries in German and the structural preference that listeners have, based on the prosodic content. The experiments described in this work show that German listeners exploit both types of prosodic phrase boundaries to resolve local syntactic ambiguities, that however, their disambiguation altered by the presence or absence of prosodic cues correlated with the corresponding boundary. Specifically, the perception data revealed that the phonetically measured prosodic correlates of each prosodic boundary such as pitch accents, boundary tones, deaccentuation and durational properties do not contribute to ambiguity resolution in equal measure. Rather, it is the case that listeners rely primarily on prefinal lengthening as a correlate of phrasing in the vicinity of φ-phrase boundaries, while at the level of the ι-phrase boundary, boundary tones serve as phrasal cues. This way the results of the present work take account of the as yet missing information on individual contributions of prosodic correlates on listeners’ disambiguation of syntactically ambiguous sentences in German. It further implies that the question of how German listeners resolve syntactic ambiguities cannot simply be attributed to the presence or absence of prosodic correlates. The interpretation of the phrasal structure rather depends on a more general picture of cohesion between prosodic correlates and prosodic boundary sizes. With respect to the second aim, the processing models proposed in the present work describe a specific phonetics-phonology mapping in the vicinity of both phrase boundaries. It is assumed that auditory sentence processing proceeds in several successively organized steps, during which listeners transform overt phonetic forms into language specific abstract surface forms. This process is referred to as phonetics-phonology mapping in the present work. Perceptual evidence resulting from the experiments of the present work suggest that the phonetics-phonology mapping is guided by the above mentioned boundary related prosodic correlates. The resulting abstract phonological structure is subjected to the syntax-prosody mapping, in turn. The outcome of the presented perception experiments are modulated in an Optimality-Theoretic framework. The offered OT-models are grounded on the assumption that single prosodic correlates are used by listeners as a signal to syntax in sentence processing. This is in line with studies arguing that the prosodic phrase structure determines the syntactic parse (Cutler et al., 1997; Warren et al., 1995; Pynte & Prieur, 1996; Snedeker & Trueswell, 2003; Kjelgaard & Speer, 1999), to name just a few. KW - prosody KW - German KW - case ambiguity KW - prosodisch KW - Cue-Gewichtung KW - Ambiguität KW - OT-Modellierung Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-81954 ER -