TY - THES A1 - Elin, Kirill T1 - Morphological processing in older adults T1 - Morphologische Verarbeitung bei älteren Erwachsenen BT - evidence from Russian and German BT - Evidenz aus dem Russischen und dem Deutschen N2 - Over the last decades mechanisms of recognition of morphologically complex words have been extensively examined in order to determine whether all word forms are stored and retrieved from the mental lexicon as wholes or whether they are decomposed into their morphological constituents such as stems and affixes. Most of the research in this domain focusses on English. Several factors have been argued to affect morphological processing including, for instance, morphological structure of a word (e.g., existence of allomorphic stem alternations) and its linguistic nature (e.g., whether it is a derived word or an inflected word form). It is not clear, however, whether processing accounts based on experimental evidence from English would hold for other languages. Furthermore, there is evidence that processing mechanisms may differ across various populations including children, adult native speakers and language learners. Recent studies claim that processing mechanisms could also differ between older and younger adults (Clahsen & Reifegerste, 2017; Reifegerste, Meyer, & Zwitserlood, 2017). The present thesis examined how properties of the morphological structure, types of linguistic operations involved (i.e., the linguistic contrast between inflection and derivation) and characteristics of the particular population such as older adults (e.g., potential effects of ageing as a result of the cognitive decline or greater experience and exposure of older adults) affect initial, supposedly automatic stages of morphological processing in Russian and German. To this end, a series of masked priming experiments was conducted. In experiments on Russian, the processing of derived -ost’ nouns (e.g., glupost’ ‘stupidity’) and of inflected forms with and without allomorphic stem alternations in 1P.Sg.Pr. (e.g., igraju – igrat’ ‘to play’ vs. košu – kosit’ ‘to mow’) was examined. The first experiment on German examined and directly compared processing of derived -ung nouns (e.g., Gründung ‘foundation’) and inflected -t past participles (e.g., gegründet ‘founded’), whereas the second one investigated the processing of regular and irregular plural forms (-s forms such as Autos ‘cars’ and -er forms such as Kinder ‘children’, respectively). The experiments on both languages have shown robust and comparable facilitation effects for derived words and regularly inflected forms without stem changes (-t participles in German, forms of -aj verbs in Russian). Observed morphological priming effects could be clearly distinguished from purely semantic or orthographic relatedness between words. At the same time, we found a contrast between forms with and without allomorphic stem alternations in Russian and regular and irregular forms in German, with significantly more priming for unmarked stems (relative to alternated ones) and significantly more priming for regular (compared) word forms. These findings indicate the relevance of morphological properties of a word for initial stages of processing, contrary to claims made in the literature holding that priming effects are determined by surface form and meaning overlap only. Instead, our findings are more consistent with approaches positing a contrast between combinatorial, rule-based and lexically-stored forms (Clahsen, Sonnenstuhl, & Blevins, 2003). The doctoral dissertation also addressed the role of ageing and age-related cognitive changes on morphological processing. The results obtained on this research issue are twofold. On the one hand, the data demonstrate effects of ageing on general measures of language performance, i.e., overall longer reaction times and/or higher accuracy rates in older than younger individuals. These findings replicate results from previous studies, which have been linked to the general slowing of processing speed at older age and to the larger vocabularies of older adults. One the other hand, we found that more specific aspects of language processing appear to be largely intact in older adults as revealed by largely similar morphological priming effects for older and younger adults. These latter results indicate that initial stages of morphological processing investigated here by means of the masked priming paradigm persist in older age. One caveat should, however, be noted. Achieving the same performance as a younger individual in a behavioral task may not necessarily mean that the same neural processes are involved. Older people may have to recruit a wider brain network than younger individuals, for example. To address this and related possibilities, future studies should examine older people’s neural representations and mechanisms involved in morphological processing. N2 - In den letzten Jahrzehnten wurden die Mechanismen zur Erkennung morphologisch komplexer Wörter umfassend untersucht, um zu erforschen, ob alle Wortformen als Ganzes aus dem mentalen Lexikon abgerufen werden oder ob sie in ihre morphologischen Bestandteile (z. B. Wortstamm und Affixe) zerlegt werden. Der meisten Studien in diesem Bereich konzentrieren sich aufs Englische. Es wurde oft behauptet, dass mehrere Faktoren die morphologische Verarbeitung beeinflussen, darunter zum Beispiel die morphologische Struktur eines Wortes (z. B. das Vorhandensein allomorphischen Stammwechsels) und seine linguistische Natur (z. B. ob es sich um ein abgeleitetes Wort oder eine flektierte Wortform handelt). Es ist jedoch nicht klar, ob die postulierten Verarbeitungsmechanismen, die fast ausschließlich auf experimentellen Beweisen aus dem Englischen basieren, für andere Sprachen genauso gelten. Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass sich Verarbeitungsmechanismen in verschiedenen Bevölkerungsgruppen – einschließlich Kindern, erwachsenen Muttersprachlern und Sprachlernern – unterscheiden können. Neuere Studien behaupten, dass Verarbeitungsmechanismen zwischen älteren und jüngeren Erwachsenen möglicherweise auch unterschiedlich sind (Clahsen & Reifegerste, 2017; Reifegerste, Meyer, & Zwitserlood, 2017). In der vorliegenden Dissertation wurde untersucht, wie die morphologische Struktur, die Art der zugrunde liegenden linguistischen Operationen (z. B., der linguistische Kontrast zwischen Flexion und Ableitung) sowie Merkmale der jeweiligen Population, wie ältere Erwachsene (z. B. mögliche Auswirkungen des Alterns infolge kognitiven Rückgangs oder größerer Erfahrung von älteren Menschen) die ersten, vermeintlich automatischen Stadien der morphologischen Verarbeitung im Russischen und Deutschen beeinflussen. Zu diesem Zweck wurde eine Reihe von maskierten Priming Experimenten (auf English: masked priming) durchgeführt. In den Experimenten übers Russische wurde die Verarbeitung von abgeleiteten -ost'-Substantiven (z. B. glupost' - 'Dummheit') und von flektierten Formen mit und ohne allomorphischen Stammwechsel in der ersten Person Singular Präsens (z. B. igraju - igrat' 'spielen' im Vergleich zu košu - kosit' 'mähen') untersucht. Darüber hinaus wurden im ersten Experiment übers Deutsche die Verarbeitung von abgeleiteten Substantiven (z. B. Gründung 'founding') und von -t-Partizipien (z. B. gegründet 'founded') untersucht und direkt verglichen, während das zweite Experiment die Verarbeitung von regulären und irregulären Plural-Formen (d. h., -s-Pluralen wie z. B. Autos 'cars' und -er-Formen wie z. B, Kinder 'children') erforschte. Die Experimente in beiden Sprachen zeigten robuste und vergleichbare Priming-Effekte für abgeleitete Wörter und regelmäßig flektierte Formen ohne Stammveränderung (einschließlich -t-Partizipien im Deutschen und Formen von -aj- Verben im Russischen). Die gefundenen morphologischen Priming-Effekte konnten von rein semantischen oder orthographischen Verbindungen zwischen Wörtern klar abgegrenzt werden. Gleichzeitig fanden wir einen Kontrast zwischen Formen mit und ohne allomorphischen Stammwechsel im Russischen sowie zwischen regulären und irregulären Formen im Deutschen, mit signifikant mehr Priming für unmarkierte Stämme (im Vergleich zu alternierenden) und signifikant mehr Priming für reguläre Wortformen (im Vergleich zu irregulären). Diese Ergebnisse weisen auf die Relevanz morphologischer Eigenschaften eines Wortes für die ersten automatischen Phasen der Worterkennung hin, im Gegensatz zu Behauptungen in der fachlichen Literatur, die besagen, dass Priming-Effekte nur durch das Überlappen von Wörtern auf orthographischer und/oder semantischer Ebene entstehen. Stattdessen sind unsere Ergebnisse mehr im Einklang mit Ansätzen, die einen Kontrast zwischen kombinatorischen und regelbasierten versus lexikalisch gespeicherten Formen postulieren (Clahsen, Sonnenstuhl, & Blevins, 2003). Die Doktorarbeit befasste sich auch mit der Rolle des Alterns und altersbedingten kognitiven Veränderungen bei der morphologischen Verarbeitung. Die Ergebnisse dieses Forschungsthemas sind zweierlei. Einerseits demonstrieren die Daten die Auswirkungen des Alterns auf allgemeine Aspekte der Sprachleistung wie zum Beispiel generell längere Reaktionszeiten und/oder weniger Fehler bei älteren als bei jüngeren Personen. Ähnliche Ergebnisse in früheren Studien wurden oft mit allgemeiner Verringerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit im höheren Alter und mit dem größeren Wortschatz älterer Erwachsener in Verbindung gebracht. Anderseits stellten wir fest, dass spezifische Aspekte der Sprachverarbeitung bei älteren Erwachsenen weitgehend intakt sind, was sich durch größtenteils vergleichbare morphologische Priming-Effekte für ältere und jüngere Erwachsene zeigt. Diese letzteren Ergebnisse weisen darauf hin, dass die ersten Stadien der morphologischen Verarbeitung, die hier mittels maskierter Priming-Experimente untersucht wurden, im höheren Alter fortbestehen. Folgender Vorbehalt sollte jedoch beachtet werden: Das Erreichen der gleichen Leistung bei jüngeren und älteren Personen in solchen Aufgaben muss nicht unbedingt bedeuten, dass dieselben neuralen Prozesse beteiligt sind. Ältere Menschen müssen unter Umständen ein breiteres Gehirnnetzwerk rekrutieren als jüngere Menschen. Aus diesem Grund sollten zukünftige Studien auch die neuralen Repräsentationen und Mechanismen untersuchen, die an der morphologischen Verarbeitung bei jüngeren und älteren Menschen beteiligt sind. KW - morphology KW - processing KW - ageing KW - Russian KW - German KW - linguistics KW - Morphologie KW - Worterkennung KW - Altern KW - Russisch KW - Deutsch KW - Sprachwissenschaft Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-418605 ER - TY - THES A1 - Nicenboim, Bruno T1 - Dependency resolution as a retrieval process T1 - Dependenzauflösung als ein Gedächtnisabrufsprozess BT - experimental evidence and computational modeling BT - experimentelle Evidenz und komputationelle Modellierung N2 - My thesis focused on the predictions of the activation-based model of Lewis and Vasishth (2005) to investigate the evidence for the use of the memory system in the formation of non-local dependencies in sentence comprehension. The activation-based model, which follows the Adaptive Control of Thought-Rational framework (ACT-R; Anderson et al., 2004), has been used to explain locality effects and similarity-based interference by assuming that dependencies are resolved by a cue-based retrieval mechanism, and that the retrieval mechanism is affected by decay and interference. Both locality effects and (inhibitory) similarity-based interference cause increased difficulty (e.g., longer reading times) at the site of the dependency completion where a retrieval is assumed: (I) Locality effects are attributed to the increased difficulty in the retrieval of a dependent when the distance from its retrieval site is increased. (II) Similarity-based interference is attributed to the retrieval being affected by the presence of items which have similar features as the dependent that needs to be retrieved. In this dissertation, I investigated some findings problematic to the activation-based model, namely, facilitation where locality effects are expected (e.g., Levy, 2008), and the lack of similarity-based interference from the number feature in grammatical sentences (e.g., Wagers et al., 2009). In addition, I used individual differences in working memory capacity and reading fluency as a way to validate the theories investigated (Underwood, 1975), and computational modeling to achieve a more precise account of the phenomena. Regarding locality effects, by using self-paced reading and eye-tracking-while reading methods with Spanish and German data, this dissertation yielded two main findings: (I) Locality effects seem to be modulated by working memory capacity, with high-capacity participants showing expectation-driven facilitation. (II) Once expectations and other potential confounds are controlled using baselines, with increased distance, high-capacity readers can show a slow-down (i.e., locality effects) and low-capacity readers can show a speedup. While the locality effects are compatible with the activation-based model, simulations show that the speedup of low-capacity readers can only be accounted for by changing some of the assumptions of the activation-based model. Regarding similarity-based interference, two relatively high-powered self-paced reading experiments in German using grammatical sentences yielded a slowdown at the verb as predicted by the activation-based model. This provides evidence in favor of dependency creation via cue-based retrieval, and in contrast with the view that cue-based retrieval is a reanalysis mechanism (Wagers et al., 2009). Finally, the same experimental results that showed inhibitory interference from the number feature are used for a finer grain evaluation of the retrieval process. Besides Lewis and Vasishth’s (2005) activation-based model, also McElree’s (2000) direct-access model can account for inhibitory interference. These two models assume a cue-based retrieval mechanism to build dependencies, but they are based on different assumptions. I present a computational evaluation of the predictions of these two theories of retrieval. The models were compared by implementing them in a Bayesian hierarchical framework. The evaluation of the models reveals that some aspects of the data fit better under the direct access model than under the activation-based model. However, a simple extension of the activation-based model provides a comparable fit to the direct access model. This serves as a proof of concept showing potential ways to improve the original activation-based model. In conclusion, this thesis adds to the body of evidence that argues for the use of the general memory system in dependency resolution, and in particular for a cue-based retrieval mechanism. However, it also shows that some of the default assumptions inherited from ACT-R in the activation-based model need to be revised. N2 - Die vorliegende Dissertation befasst sich mit dem Aktivierungsmodell von Lewis und Vasishth (2005) um die Evidenz für die Verwendung des Arbeitsgedächtnisses bei der Bildung nicht-lokaler Dependenzen in der menschlichen Satzverarbeitung zu untersuchen. Das Aktivierungsmodell, welches auf der ‘Adaptive Control of Thought-Rational’ (ACT-R; Anderson et al., 2004) aufbaut, wird in der Literatur herangezogen, um Lokalitätseffekte und Interferenz durch Ähnlichkeit mit einem von Interferenz und Gedächtnisverfall betroffenen merkmalsbasierten Gedächtnisabrufmechanismus zu erklären. Sowohl Lokalitätseffekte als auch (inhibitorische) Interferenz durch Ähnlichkeit führen zu einer erhöhten Verarbeitungsschwierigkeit (z.B. längere Lesezeiten) an der Stelle, wo die Dependenz gebildet wird und daher ein Gedächtnisabruf anzunehmen ist: (I) Lokalitätseffekte werden durch die erhöhte Schwierigkeit erklärt, die mit dem Abruf des ersten Teils einer Dependenz einhergeht, wenn dessen Distanz zu der Stelle, die den Gedächtnisabruf auslöst (d.h. der zweite Teil der Dependenz), vergrößert wird. (II) Interferenz durch Ähnlichkeit wird dadurch erklärt, dass der Gedächtnisabruf von der Anwesenheit von Elementen mit denselben Merkmalen wie die des abzurufenden Teils der Dependenz beeinträchtigt wird. In dieser Dissertation untersuche ich einige Erkenntnisse, die das Aktivierungsmodell herausfordern, namentlich fazilitatorische Effekte an Stellen, wo Lokalitätseffekte zu erwarten wären (z.B. Levy, 2008), sowie die Abwesenheit von Interferenz durch Ähnlichkeit in Experimenten, die den Numerus manipulieren (z.B. Wagers et al., 2009). Des Weiteren verwende ich Messwerte der individuellen Unterschiede in der Arbeitsgedächtnisleistung und in der Leseflüssigkeit um die untersuchten Theorien zu validieren, und komputationale Modellierung um ein genaueres Bild der untersuchten Phänomene zu zeichnen zu können. Was die Lokalitätseffekte angeht, so werden in dieser Dissertation hauptsächlich zwei Erkenntnisse vorgestellt, die auf mit Selbst-gesteuertem-Lesen und Eyetracking erhobenen Daten zum Spanischen und Deutschen basieren. (I) Lokalitätseffekte scheinen von der Arbeitsgedächtniskapazität moduliert zu werden: Probanden mit hoher Arbeitsgedächtniskapazität zeigen erwartungsgesteuerte fazilitatorische Effekte. (II) Wenn Erwartungen und andere potentielle Störvariablen durch geeignete Baselines kontrolliert werden, können bei Probanden mit starkem Arbeitsgedächtnis verlangsamte Lesezeiten (d. h., Lokalitätseffekte) und bei Probanden mit schwachem Arbeitsgedächtnis verkürzte Lesezeiten beobachtet werden. Während Lokalitätseffekte mit dem Aktivierungsmodell vereinbar sind, zeigen Simulationen, dass die fazilitatorischen Effekte der Probanden mit schwächerem Arbeitsgedächtnis nur dann von dem Aktivierungsmodell erklärt werden können, wenn einige der Modellannahmen geändert werden. Was Interferenz durch Ähnlichkeit angeht, so werden in dieser Dissertation zwei Experimente mit Selbst-gesteuertem-Lesen zum Deutschen vorgestellt, die eine relativ hohe statistische Teststärke haben. Grammatische Sätze führen hier zu verlangsamten Lesezeiten am Verb, wie es das Aktivierungsmodell vorhersagt. Diese Ergebnisse sind Evidenz für die Bildung von Dependenzen mittels merkmalsbasiertem Gedächtnisabruf und können nicht durch einen wie von Wagers et al. (2009) vorgeschlagenen Reanalysemechanismus erklärt werden. Letztendlich werden dieselben empirischen Daten, die durch den Numerus ausgelöste inhibitorische Interferenz zeigen, für eine detailliertere, simulationsbasierte Betrachtung des Gedächtnisabrufprozesses verwendet. Neben dem Aktivierungsmodell von Lewis und Vasishth (2005) kann auch das Modell eines direkten Gedächtniszugriffs von McElree (2000) die inhibitorische Interferenz erklären. Beide Modelle nehmen für die Bildung von Dependenzen einen merkmalsbasierten Gedächtniszugriffsmechanismus an, aber sie fußen auf unterschiedlichen Annahmen. Ich stelle eine komputationale Evaluation der Vorhersagen dieser beiden Gedächtniszugriffsmodelle vor. Um die beiden Modelle zu vergleichen, werden sie als Bayessche hierarchische Modelle implementiert. Die Evaluation der Modelle zeigt, dass einige Aspekte der empirischen Daten besser von McElrees Modell als von Lewis’ und Vasishths Modell erklärt werden. Eine einfache Erweiterung des Aktivierungsmodells erklärt die Daten jedoch ähnlich gut wie McElrees Modell. Kurz, diese Dissertation liefert weitere Evidenz für die These, dass das allgemeine Gedächtnissystem — und ein merkmalsbasierter Abrufmechanismus im Besonderen — beim Bilden linguistischer Dependenzen Anwendung findet. Es wird jedoch auch gezeigt, dass einige der Standardannahmen, die das Aktivierungsmodell von der ACT-R-Architektur geerbt hat, überdacht und angepasst werden müssen. KW - linguistics KW - working memory KW - computational modeling KW - Sprachwissenschaft KW - Arbeitsgedächtniss KW - komputationale Modellierung Y1 - 2016 ER -