TY - THES A1 - Rabe, Maximilian Michael T1 - Modeling the interaction of sentence processing and eye-movement control in reading T1 - Modellierung der Interaktion von Satzverarbeitung und Blickbewegungskontrolle beim Lesen N2 - The evaluation of process-oriented cognitive theories through time-ordered observations is crucial for the advancement of cognitive science. The findings presented herein integrate insights from research on eye-movement control and sentence comprehension during reading, addressing challenges in modeling time-ordered data, statistical inference, and interindividual variability. Using kernel density estimation and a pseudo-marginal likelihood for fixation durations and locations, a likelihood implementation of the SWIFT model of eye-movement control during reading (Engbert et al., Psychological Review, 112, 2005, pp. 777–813) is proposed. Within the broader framework of data assimilation, Bayesian parameter inference with adaptive Markov Chain Monte Carlo techniques is facilitated for reliable model fitting. Across the different studies, this framework has shown to enable reliable parameter recovery from simulated data and prediction of experimental summary statistics. Despite its complexity, SWIFT can be fitted within a principled Bayesian workflow, capturing interindividual differences and modeling experimental effects on reading across different geometrical alterations of text. Based on these advancements, the integrated dynamical model SEAM is proposed, which combines eye-movement control, a traditionally psychological research area, and post-lexical language processing in the form of cue-based memory retrieval (Lewis & Vasishth, Cognitive Science, 29, 2005, pp. 375–419), typically the purview of psycholinguistics. This proof-of-concept integration marks a significant step forward in natural language comprehension during reading and suggests that the presented methodology can be useful to develop complex cognitive dynamical models that integrate processes at levels of perception, higher cognition, and (oculo-)motor control. These findings collectively advance process-oriented cognitive modeling and highlight the importance of Bayesian inference, individual differences, and interdisciplinary integration for a holistic understanding of reading processes. Implications for theory and methodology, including proposals for model comparison and hierarchical parameter inference, are briefly discussed. N2 - Die Evaluierung prozessorientierter kognitiver Theorien durch zeitlich geordnete Beobachtungen ist ein zentraler Baustein für die Weiterentwicklung der Kognitionswissenschaft. Die hier präsentierten Ergebnisse integrieren Erkenntnisse aus der Forschung zur Blickbewegungskontrolle und zur Satzverarbeitung beim Lesen und gehen dabei auf Herausforderungen bei der Modellierung von zeitlich geordneten Daten, statistischer Inferenz und interindividueller Variabilität ein. Unter Verwendung von Kerndichteschätzung und einer pseudo-marginalen Wahrscheinlichkeitverteilung für Fixationsdauern und -orte wird eine Implementation für die Likelihood des SWIFT-Modells zur Blickbewegungskontrolle beim Lesen (Engbert et al., Psychological Review, 112, 2005, S. 777–813) eingeführt. Im breiteren Kontext der Datenassimilation wird Bayes'sche Parameterinferenz mit adaptiven Markov-Chain-Monte-Carlo-Techniken verwendet, um eine zuverlässige Modellanpassung zu ermöglichen. In verschiedenen Studien hat sich dieser methodische Rahmen als geeignet erwiesen, um zuverlässige Parameterrückgewinnung aus simulierten Daten und Vorhersage experimenteller Zusammenfassungsstatistiken zu ermöglichen. Trotz dessen Komplexität kann SWIFT innerhalb eines fundierten Bayes'schen Workflows angepasst werden und macht daraufhin zuverlässige Vorhersagen für interindividuelle Unterschiede sowie die Modellierung experimenteller Effekte bei verschiedenen geometrischen Änderungen von Text. Basierend auf diesen Fortschritten wird das integrierte dynamische Modell SEAM eingeführt. Dieses kombiniert die Forschungsgebiete der traditionell psychologisch geprägten Blickbewegungskontrolle und der traditionell psycholinguistisch geprägten postlexikalischen Sprachverarbeitung in Form von cue-basiertem Gedächtnisabruf (Lewis & Vasishth, Cognitive Science, 29, 2005, S. 375–419). Der Nachweis der Durchführbarkeit solcher integrativer Modelle stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der natürlichen Sprachverarbeitung beim Lesen dar und legt nahe, dass die vorgestellte Methodik nützlich sein kann, um komplexe kognitive dynamische Modelle zu entwickeln, die Prozesse auf den Ebenen der Wahrnehmung, höheren Kognition, und (okulo-)motorischen Kontrolle integrieren. Diese Erkenntnisse fördern insgesamt die prozessorientierte kognitive Modellierung und betonen die Bedeutung der Bayes'schen Inferenz, individueller Unterschiede und interdisziplinärer Integration für ein ganzheitliches Verständnis von Leseprozessen. Implikationen für Theorie und Methodologie, einschließlich Vorschlägen für Modellvergleich und hierarchische Parameterinferenz, werden kurz diskutiert. KW - eye movements KW - dynamical cognitive modeling KW - sequential likelihood KW - psycholinguistics KW - cognitive psychology KW - sentence processing KW - reading KW - Blickbewegungen KW - Dynamische kognitive Modellierung KW - Sequenzielle Likelihood KW - Psycholinguistik KW - Kognitionspsychologie KW - Satzverarbeitung KW - Lesen Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-622792 ER - TY - THES A1 - Seelig, Stefan T1 - Parafoveal processing of lexical information during reading T1 - Parafoveale Verarbeitung lexikalischer Informationen beim Lesen BT - from experiments to computational modeling BT - von Experimenten zu computationaler Modellierung N2 - During sentence reading the eyes quickly jump from word to word to sample visual information with the high acuity of the fovea. Lexical properties of the currently fixated word are known to affect the duration of the fixation, reflecting an interaction of word processing with oculomotor planning. While low level properties of words in the parafovea can likewise affect the current fixation duration, results concerning the influence of lexical properties have been ambiguous (Drieghe, Rayner, & Pollatsek, 2008; Kliegl, Nuthmann, & Engbert, 2006). Experimental investigations of such lexical parafoveal-on-foveal effects using the boundary paradigm have instead shown, that lexical properties of parafoveal previews affect fixation durations on the upcoming target words (Risse & Kliegl, 2014). However, the results were potentially confounded with effects of preview validity. The notion of parafoveal processing of lexical information challenges extant models of eye movements during reading. Models containing serial word processing assumptions have trouble explaining such effects, as they usually couple successful word processing to saccade planning, resulting in skipping of the parafoveal word. Although models with parallel word processing are less restricted, in the SWIFT model (Engbert, Longtin, & Kliegl, 2002) only processing of the foveal word can directly influence the saccade latency. Here we combine the results of a boundary experiment (Chapter 2) with a predictive modeling approach using the SWIFT model, where we explore mechanisms of parafoveal inhibition in a simulation study (Chapter 4). We construct a likelihood function for the SWIFT model (Chapter 3) and utilize the experimental data in a Bayesian approach to parameter estimation (Chapter 3 & 4). The experimental results show a substantial effect of parafoveal preview frequency on fixation durations on the target word, which can be clearly distinguished from the effect of preview validity. Using the eye movement data from the participants, we demonstrate the feasibility of the Bayesian approach even for a small set of estimated parameters, by comparing summary statistics of experimental and simulated data. Finally, we can show that the SWIFT model can account for the lexical preview effects, when a mechanism for parafoveal inhibition is added. The effects of preview validity were modeled best, when processing dependent saccade cancellation was added for invalid trials. In the simulation study only the control condition of the experiment was used for parameter estimation, allowing for cross validation. Simultaneously the number of free parameters was increased. High correlations of summary statistics demonstrate the capabilities of the parameter estimation approach. Taken together, the results advocate for a better integration of experimental data into computational modeling via parameter estimation. N2 - Während des Lesens springt der Blick von Wort zu Wort, um visuelle Informationen mithilfe der hohen Auflösung der Fovea aufzunehmen. Lexikalische Eigenschaften eines zurzeit fixierten Wortes wirken sich dabei auf die Fixationsdauer aus, was eine Interaktion von Wortverarbeitung mit okulomotorischer Bewegungsplanung impliziert. Während Low-Level-Eigenschaften eines parafovealen Wortes ebenfalls die Fixationsdauer beeinflussen können, sind Ergebnisse zu Einflüssen lexikalischer Eigenschaften parafoveler Worte uneindeutig (Drieghe et al., 2008; Kliegl et al., 2006). Experimentelle Untersuchungen solcher parafoveal-on-foveal-Effekte mittels des Boundary-Paradigmas zeigten stattdessen, dass sich lexikalische Eigenschaften parafovealer Worte auf Fixationsdauern auf den Target-Wörtern auswirken (Risse & Kliegl, 2014). Diese Ergebnisse waren jedoch möglicherweise mit den Effekten der Preview-Validität konfundiert. Die Möglichkeit parafovealer Verarbeitung lexikalischer Informationen stellt bestehende Modelle für Blickbewegungen beim Lesen vor Probleme. Modelle, die auf seriellen Wortverarbeitungsannahmen fußen, können derlei Effekte nicht schlüssig erklären, da in ihnen erfolgreiche Wortverarbeitung oft starr an Bewegungsplanung gekoppelt ist, was ein Überspringen des parafovealen Wortes zur Folge hätte. Obwohl Modelle mit paralleler Wortverarbeitung weniger eingeschränkt sind, kann im SWIFT-Modell (Engbert et al., 2002) nur die Verarbeitung fovealer Worte die Sakkadenplanung direkt hemmen. Wir verbinden in dieser Arbeit die Ergebnisse eines Boundary-Experiments (Kapitel 2) mit einem prädiktiven Modellierungsansatz mit dem SWIFT-Modell, in dem wir Mechanismen parafovealer Hemmung in einer Simulationsstudie erkunden (Kapitel 4). Wir konstruieren eine Likelihood-Funktion für das SWIFT-Modell und nutzen die Experimentaldaten in einem Bayesianischen Ansatz zur Parameterschätzung (Kapitel 3 & 4). In den Ergebnissen des Experiments zeigt sich ein substanzieller Frequenzeffekt des Previews auf die Fixationsdauer auf dem Target-Wort, der klar vom Effekt der Preview-Validität unterschieden werden kann. Mittels der Blickbewegungsdaten der Probanden demonstrieren wir die Praktikabilität des gewählten Ansatzes selbst mit nur wenigen freien Parametern, indem wir Statistiken der Probanden mit jenen aus Simulationen auf der Basis geschätzter Parameter vergleichen. Schließlich können wir zeigen, dass SWIFT die lexikalischen Preview-Effekte erzeugen kann, wenn das Modell zusätzlich mit einem Mechanismus parafovealer Inhibition ausgestattet wird. Die Effekte der Preview-Validität wurden hingegen am besten modelliert, wenn eine Möglichkeit zum Abbruch der Sakkadenplanung in Abhängigkeit von der Wortverarbeitung hinzugefügt wurde. In dieser Simulationsstudie wurden lediglich Daten der Kontrollbedingung des Experiments zur Parameterschätzung genutzt, wodurch eine Kreuzvalidierung der Güte der Simulationsdaten ermöglicht wurde. Gleichzeitig wurde die Zahl der freien Parameter erhöht. Hohe Korrelationen der Statistiken verdeutlichen das Potential des Parameterschätzungsansatzes. Zusammengenommen sprechen die Ergebnisse dafür, dass Experimentaldaten mehr zur computationalen Modellierung herangezogen werden sollten, indem Möglichkeiten der Parameterschätzung ausgenutzt werden. KW - reading KW - parafoveal processing KW - predictive modeling KW - boundary paradigm KW - eye tracking KW - MCMC KW - parameter estimation KW - computational modeling KW - interindividual differences KW - lexical processing KW - MCMC KW - computationale Modellierung KW - Eye-Tracking KW - Interindividuelle Unterschiede KW - Lexikalische Verarbeitung KW - Parafoveale Verarbeitung KW - Parameterschätzung KW - Lesen KW - Boundary-Paradigma Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-508743 ER - TY - GEN A1 - Pauly, Dennis Nikolas A1 - Nottbusch, Guido T1 - The Influence of the German Capitalization Rules on Reading T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - German orthography systematically marks all nouns (even other nominalized word classes) by capitalizing their first letter. It is often claimed that readers benefit from the uppercase-letter syntactic and semantic information, which makes the processing of sentences easier (e.g., Bock et al., 1985, 1989). In order to test this hypothesis, we asked 54 German readers to read single sentences systematically manipulated by a target word (N). In the experimental condition (EXP), we used semantic priming (in the following example: sick → cold) in order to build up a strong expectation of a noun, which was actually an attribute for the following noun (N+1) (translated to English e.g., “The sick writer had a cold (N) nose (N+1) …”). The sentences in the control condition were built analogously, but word N was purposefully altered (keeping word length and frequency constant) to make its interpretation as a noun extremely unlikely (e.g., “The sick writer had a blue (N) nose (N+1) …”). In both conditions, the sentences were presented either following German standard orthography (Cap) or in lowercase spelling (NoCap). The capitalized nouns in the EXP/Cap condition should then prevent garden-path parsing, as capital letters can be recognized parafoveally. However, in the EXP/NoCap condition, we expected a garden-path effect on word N+1 affecting first-pass fixations and the number of regressions, as the reader realizes that word N is instead an adjective. As the control condition does not include a garden-path, we expected to find (small) effects of the violation of the orthographic rule in the CON/NoCap condition, but no garden-path effect. As a global result, it can be stated that reading sentences in which nouns are not marked by a majuscule slows a native German reader down significantly, but from an absolute point of view, the effect is small. Compared with other manipulations (e.g., transpositions or substitutions), a lowercase letter still represents the correct allograph in the correct position without affecting phonology. Furthermore, most German readers do have experience with other alphabetic writing systems that lack consistent noun capitalization, and in (private) digital communication lowercase nouns are quite common. Although our garden-path sentences did not show the desired effect, we found an indication of grammatical pre-processing enabled by the majuscule in the regularly spelled sentences: In the case of high noun frequency, we post hoc located parafovea-on-fovea effects, i.e., longer fixation durations, on the attributive adjective (word N). These benefits of capitalization could only be detected under specific circumstances. In other cases, we conclude that longer reading durations are mainly the result of disturbance in readers' habituation when the expected capitalization is missing. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 622 KW - orthography KW - eye-tracking KW - reading KW - noun KW - parafoveal and foveal processing Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-460857 SN - 1866-8364 IS - 622 ER - TY - GEN A1 - Krügel, André A1 - Vitu, Françoise A1 - Engbert, Ralf T1 - Fixation positions after skipping saccades BT - a single space makes a large difference T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch Naturwissenschaftliche Reihe N2 - During reading, saccadic eye movements are generated to shift words into the center of the visual field for lexical processing. Recently, Krugel and Engbert (Vision Research 50:1532-1539, 2010) demonstrated that within-word fixation positions are largely shifted to the left after skipped words. However, explanations of the origin of this effect cannot be drawn from normal reading data alone. Here we show that the large effect of skipped words on the distribution of within-word fixation positions is primarily based on rather subtle differences in the low-level visual information acquired before saccades. Using arrangements of "x" letter strings, we reproduced the effect of skipped character strings in a highly controlled single-saccade task. Our results demonstrate that the effect of skipped words in reading is the signature of a general visuomotor phenomenon. Moreover, our findings extend beyond the scope of the widely accepted range-error model, which posits that within-word fixation positions in reading depend solely on the distances of target words. We expect that our results will provide critical boundary conditions for the development of visuomotor models of saccade planning during reading. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 856 KW - eye movements KW - reading KW - motor control KW - skipping Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-432887 SN - 1866-8372 IS - 856 SP - 1556 EP - 1561 ER - TY - GEN A1 - Hohenstein, Sven A1 - Matuschek, Hannes A1 - Kliegl, Reinhold T1 - Linked linear mixed models BT - a joint analysis of fixation locations and fixation durations in natural reading T2 - Postprints der Universität Potsdam Humanwissenschaftliche Reihe N2 - The complexity of eye-movement control during reading allows measurement of many dependent variables, the most prominent ones being fixation durations and their locations in words. In current practice, either variable may serve as dependent variable or covariate for the other in linear mixed models (LMMs) featuring also psycholinguistic covariates of word recognition and sentence comprehension. Rather than analyzing fixation location and duration with separate LMMs, we propose linking the two according to their sequential dependency. Specifically, we include predicted fixation location (estimated in the first LMM from psycholinguistic covariates) and its associated residual fixation location as covariates in the second, fixation-duration LMM. This linked LMM affords a distinction between direct and indirect effects (mediated through fixation location) of psycholinguistic covariates on fixation durations. Results confirm the robustness of distributed processing in the perceptual span. They also offer a resolution of the paradox of the inverted optimal viewing position (IOVP) effect (i.e., longer fixation durations in the center than at the beginning and end of words) although the opposite (i.e., an OVP effect) is predicted from default assumptions of psycholinguistic processing efficiency: The IOVP effect in fixation durations is due to the residual fixation-location covariate, presumably driven primarily by saccadic error, and the OVP effect (at least the left part of it) is uncovered with the predicted fixation-location covariate, capturing the indirect effects of psycholinguistic covariates. We expect that linked LMMs will be useful for the analysis of other dynamically related multiple outcomes, a conundrum of most psychonomic research. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 552 KW - linear mixed model KW - model linkage KW - eye movements KW - reading Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-428281 SN - 1866-8364 IS - 552 ER - TY - GEN A1 - Kentner, Gerrit A1 - Vasishth, Shravan T1 - Prosodic focus marking in silent reading BT - effects of discourse context and rhythm T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Understanding a sentence and integrating it into the discourse depends upon the identification of its focus, which, in spoken German, is marked by accentuation. In the case of written language, which lacks explicit cues to accent, readers have to draw on other kinds of information to determine the focus. We study the joint or interactive effects of two kinds of information that have no direct representation in print but have each been shown to be influential in the reader's text comprehension: (i) the (low-level) rhythmic-prosodic structure that is based on the distribution of lexically stressed syllables, and (ii) the (high-level) discourse context that is grounded in the memory of previous linguistic content. Systematically manipulating these factors, we examine the way readers resolve a syntactic ambiguity involving the scopally ambiguous focus operator auch (engl. "too") in both oral (Experiment 1) and silent reading (Experiment 2). The results of both experiments attest that discourse context and local linguistic rhythm conspire to guide the syntactic and, concomitantly, the focus-structural analysis of ambiguous sentences. We argue that reading comprehension requires the (implicit) assignment of accents according to the focus structure and that, by establishing a prominence profile, the implicit prosodic rhythm directly affects accent assignment. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 467 KW - linguistic rhythm KW - focus KW - accent KW - reading KW - implicit prosody KW - syntactic parsing KW - sentence comprehension KW - eye tracking Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-407976 IS - 467 ER - TY - THES A1 - Engelmann, Felix T1 - Toward an integrated model of sentence processing in reading T1 - Grundlage eines integrierten Modells der Satzverarbeitung beim Lesen N2 - In experiments investigating sentence processing, eye movement measures such as fixation durations and regression proportions while reading are commonly used to draw conclusions about processing difficulties. However, these measures are the result of an interaction of multiple cognitive levels and processing strategies and thus are only indirect indicators of processing difficulty. In order to properly interpret an eye movement response, one has to understand the underlying principles of adaptive processing such as trade-off mechanisms between reading speed and depth of comprehension that interact with task demands and individual differences. Therefore, it is necessary to establish explicit models of the respective mechanisms as well as their causal relationship with observable behavior. There are models of lexical processing and eye movement control on the one side and models on sentence parsing and memory processes on the other. However, no model so far combines both sides with explicitly defined linking assumptions. In this thesis, a model is developed that integrates oculomotor control with a parsing mechanism and a theory of cue-based memory retrieval. On the basis of previous empirical findings and independently motivated principles, adaptive, resource-preserving mechanisms of underspecification are proposed both on the level of memory access and on the level of syntactic parsing. The thesis first investigates the model of cue-based retrieval in sentence comprehension of Lewis & Vasishth (2005) with a comprehensive literature review and computational modeling of retrieval interference in dependency processing. The results reveal a great variability in the data that is not explained by the theory. Therefore, two principles, 'distractor prominence' and 'cue confusion', are proposed as an extension to the theory, thus providing a more adequate description of systematic variance in empirical results as a consequence of experimental design, linguistic environment, and individual differences. In the remainder of the thesis, four interfaces between parsing and eye movement control are defined: Time Out, Reanalysis, Underspecification, and Subvocalization. By comparing computationally derived predictions with experimental results from the literature, it is investigated to what extent these four interfaces constitute an appropriate elementary set of assumptions for explaining specific eye movement patterns during sentence processing. Through simulations, it is shown how this system of in itself simple assumptions results in predictions of complex, adaptive behavior. In conclusion, it is argued that, on all levels, the sentence comprehension mechanism seeks a balance between necessary processing effort and reading speed on the basis of experience, task demands, and resource limitations. Theories of linguistic processing therefore need to be explicitly defined and implemented, in particular with respect to linking assumptions between observable behavior and underlying cognitive processes. The comprehensive model developed here integrates multiple levels of sentence processing that hitherto have only been studied in isolation. The model is made publicly available as an expandable framework for future studies of the interactions between parsing, memory access, and eye movement control. N2 - In experimentellen Studien zur Satzverarbeitung werden für gewöhnlich Blickbewegungsmaße wie Fixationsdauern oder Regressionshäufigkeiten beim Lesen herangezogen, um auf Verarbeitungsschwierigkeiten zu schließen. Jedoch resultieren diese Signale aus der Interaktion mehrerer kognitiver Ebenen und Verarbeitungsstrategien und sind daher nur indirekte Indikatoren von Verarbeitungsschwierigkeit. Um ein Blickbewegungssignal richtig zu interpretieren, müssen die zugrundeliegenden Prinzipien adaptiver Verarbeitungsprozesse verstanden werden, wie zum Beispiel Ausgleichmechanismen zwischen Lesegeschwindigkeit und Verarbeitungstiefe, welche mit der gegenwärtigen Verarbeitungsanforderung und individuellen Unterschieden interagieren. Es ist daher notwendig, explizite Modelle dieser Mechanismen und ihrer kausalen Beziehung zu behavioralen Signalen wie Blickbewegungen zu etablieren. Es existieren Modelle der lexikalischen Verarbeitung und Blicksteuerung auf der einen Seite und Modelle der Satzverarbeitung und Gedächtnismechanismen auf der anderen. Jedoch existiert noch kein Modell, welches beide Seiten durch explizit formulierte Annahmen verbindet. In der vorliegenden Dissertation wird ein Modell entwickelt, welches Okulomotorik mit Satzverarbeitungsmechanismen und einer Theorie des assoziativen Gedächtniszugriffs integriert. Auf der Grundlage bisheriger empirischer Ergebnisse und unabhängig motivierter Prinzipien werden adaptive ressourcenschonende Mechanismen der Unterspezifikation sowohl auf der Ebene des Gedächtniszugriffs als auch auf der Ebene der syntaktischen Verarbeitung vorgeschlagen. Die Dissertation untersucht zunächst das Modell des assoziativen Gedächtniszugriffs bei der Satzverarbeitung von Lewis & Vasishth (2005) mithilfe eines umfassenden Literaturreviews sowie Computermodellierung von Interferenzeffekten im Gedächtniszugriff während der Verarbeitung syntaktischer Abhängigkeiten. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Variabilität der Daten auf, die von der Theorie nicht erklärt werden kann. Daher werden zwei Prinzipien, ‘distractor prominence’ und ‘cue confusion’, als Erweiterung des Modells vorgeschlagen, wodurch eine genauere Vorhersage systematischer Varianz als Folge von Experimentaldesign, linguistischer Umgebung und individuellen Unterschieden erreicht wird. Im verbleibenden Teil der Dissertation werden vier Schnittstellen zwischen linguistischer Verarbeitung und Blicksteuerung definiert: Time Out, Reanalyse, Unterspezifikation und Subvokalisation. Durch Vergleich von computational hergeleiteten Vorhersagen und experimentellen Ergebnissen aus der Literatur wird der Frage nachgegangen, inwieweit diese vier Mechanismen ein angemessenes elementares System von Annahmen darstellen, welches spezifische Blickbewegungsmuster während der Satzverarbeitung erklären kann. Durch Simulationen wird gezeigt, wie dieses System aus für sich genommen simplen Annahmen im Ergebnis komplexes und adaptives Verhalten vorhersagt. In Konklusion wird argumentiert, dass der Satzverarbeitungsapparat auf allen Ebenen eine Balance zwischen notwendigem Verarbeitungsaufwand und Lesegeschwindigkeit auf der Basis von Erfahrung, Anforderung und limitierten Ressourcen anstrebt. Deshalb sollten Theorien der Sprachverarbeitung explizit formuliert und implementiert werden, insbesondere in Bezug auf die kausale Verbindung zwischen experimentell beobachtbarem Verhalten und den zugrundeliegenden kognitiven Prozessen. Das hier entwickelte Modell integriert mehrere Ebenen der Satzverarbeitung, die bisher ausschließlich unabhängig voneinander untersucht wurden. Das Modell steht öffentlich als erweiterungsfähiges Framework für zukünftige Studien der Interaktion zwischen Sprachverarbeitung, Gedächtniszugriff und Blickbewegung zur Verfügung. KW - working memory KW - sentence processing KW - cue confusion KW - cognitive modeling KW - psycholinguistics KW - eye movement control KW - ACT-R KW - cue-based retrieval KW - underspecification KW - dependency resolution KW - Satzverarbeitung KW - Arbeitsgedächtnis KW - Blickbewegungen KW - kognitive Modellierung KW - Lesen KW - reading KW - Unterspezifikation KW - retrieval interference KW - adaptive processing KW - adaptive Verarbeitung Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100864 ER - TY - GEN A1 - Laubrock, Jochen A1 - Kliegl, Reinhold T1 - The eye-voice span during reading aloud N2 - Although eye movements during reading are modulated by cognitive processing demands, they also reflect visual sampling of the input, and possibly preparation of output for speech or the inner voice. By simultaneously recording eye movements and the voice during reading aloud, we obtained an output measure that constrains the length of time spent on cognitive processing. Here we investigate the dynamics of the eye-voice span (EVS), the distance between eye and voice. We show that the EVS is regulated immediately during fixation of a word by either increasing fixation duration or programming a regressive eye movement against the reading direction. EVS size at the beginning of a fixation was positively correlated with the likelihood of regressions and refixations. Regression probability was further increased if the EVS was still large at the end of a fixation: if adjustment of fixation duration did not sufficiently reduce the EVS during a fixation, then a regression rather than a refixation followed with high probability. We further show that the EVS can help understand cognitive influences on fixation duration during reading: in mixed model analyses, the EVS was a stronger predictor of fixation durations than either word frequency or word length. The EVS modulated the influence of several other predictors on single fixation durations (SFDs). For example, word-N frequency effects were larger with a large EVS, especially when word N-1 frequency was low. Finally, a comparison of SFDs during oral and silent reading showed that reading is governed by similar principles in both reading modes, although EVS maintenance and articulatory processing also cause some differences. In summary, the EVS is regulated by adjusting fixation duration and/or by programming a regressive eye movement when the EVS gets too large. Overall, the EVS appears to be directly related to updating of the working memory buffer during reading. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 283 KW - reading KW - eye movements KW - eye-voice span KW - synchronization KW - working memory updating KW - psycholinguistics Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-86904 ER - TY - GEN A1 - Felser, Claudia A1 - Patterson, Clare A1 - Cunnings, Ian T1 - Structural constraints on pronoun binding and coreference: Evidence from eye movements during reading T2 - Frontiers in psychology N2 - A number of recent studies have investigated how syntactic and non-syntactic constraints combine to cue memory retrieval during anaphora resolution. In this paper we investigate how syntactic constraints and gender congruence interact to guide memory retrieval during the resolution of subject pronouns. Subject pronouns are always technically ambiguous, and the application of syntactic constraints on their interpretation depends on properties of the antecedent that is to be retrieved. While pronouns can freely corefer with non-quantified referential antecedents, linking a pronoun to a quantified antecedent is only possible in certain syntactic configurations via variable binding. We report the results from a judgment task and three online reading comprehension experiments investigating pronoun resolution with quantified and non-quantified antecedents. Results from both the judgment task and participants' eye movements during reading indicate that comprehenders freely allow pronouns to corefer with non-quantified antecedents, but that retrieval of quantified antecedents is restricted to specific syntactic environments. We interpret our findings as indicating that syntactic constraints constitute highly weighted cues to memory retrieval during anaphora resolution. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 277 KW - pronoun resolution KW - memory retrieval KW - quantification KW - eye movements KW - reading KW - English Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-78650 ER - TY - THES A1 - Hohenstein, Sven T1 - Eye movements and processing of semantic information in the parafovea during reading T1 - Blickbewegungen und die Verarbeitung semantischer Informationen in der Parafovea beim Lesen N2 - When we read a text, we obtain information at different levels of representation from abstract symbols. A reader’s ultimate aim is the extraction of the meaning of the words and the text. The reserach of eye movements in reading covers a broad range of psychological systems, ranging from low-level perceptual and motor processes to high-level cognition. Reading of skilled readers proceeds highly automatic, but is a complex phenomenon of interacting subprocesses at the same time. The study of eye movements during reading offers the possibility to investigate cognition via behavioral measures during the excercise of an everyday task. The process of reading is not limited to the directly fixated (or foveal) word but also extends to surrounding (or parafoveal) words, particularly the word to the right of the gaze position. This process may be unconscious, but parafoveal information is necessary for efficient reading. There is an ongoing debate on whether processing of the upcoming word encompasses word meaning (or semantics) or only superficial features. To increase the knowledge about how the meaning of one word helps processing another word, seven experiments were conducted. In these studies, words were exachanged during reading. The degree of relatedness between the word to the right of the currently fixated one and the word subsequently fixated was experimentally manipulated. Furthermore, the time course of the parafoveal extraction of meaning was investigated with two different approaches, an experimental one and a statistical one. As a major finding, fixation times were consistently lower if a semantically related word was presented compared to the presence of an unrelated word. Introducing an experimental technique that allows controlling the duration for which words are available, the time course of processing and integrating meaning was evaluated. Results indicated both facilitation and inhibition due to relatedness between the meanings of words. In a more natural reading situation, the effectiveness of the processing of parafoveal words was sometimes time-dependent and substantially increased with shorter distances between the gaze position and the word. Findings are discussed with respect to theories of eye-movement control. In summary, the results are more compatible with models of distributed word processing. The discussions moreover extend to language differences and technical issues of reading research. N2 - Wenn wir einen Text lesen, erfassen wir Informationen auf verschiedenen Repräsentationsebenen anhand abstrakter Symbole. Das oberste Ziel des Lesers ist das Erfassen der Bedeutung der Worte und des Textes. Die Erforschung der Blickbewegungen beim Lesen umfasst verschiedene Verarbeitungsebenen, die von Warhnehmung über motorische Prozesse bis hin zu Kognition auf übergeordneter Ebene reichen. Das Lesen geübter Leser verläuft zum großen Teil automatisch, ist aber gleichzeitig ein komplexes Phänomen interagierender Teilprozesse. Die Untersuchung von Blickbewegungen beim Lesen eröffnet die Möglichkeit, kognitive Prozesse bei der Ausübung einer alltäglichen Aufgabe anhand von Verhaltensmaßen zu untersuchen. Der Leseprozess ist nicht beschränkt auf das direkt fixierte (oder foveale) Wort, sondern umfasst auch umgebende (oder parafoveale) Wörter, insbesondere das Wort rechts der Blickposition. Obgleich dies nicht notwendigerweise bewusst geschieht, ist die parafoveale Information dennoch wichtig für effizientes Lesen. Es wird darüber diskutiert, ob die Verarbeitung des nächsten Wortes die Wortbedeutung (Semantik) oder nur oberflächliche Eigenschaften umfasst. Um ein besseres Verständnis zu erhalten, ob die Bedeutung eines Wortes bei der Verarbeitung eines anderen Wortes hilft, wurden sieben Experimente durchgeführt. In diesen Studien wurde ein Wort im Satz während des Lesens ausgetauscht. Der inhaltliche Zusammenhang zwischen einer parafoveal präsentierten Vorschau und dem anschließend fixierten Zielwort wurde experimentell manipuliert. Außerdem wurde der zeitliche Verlauf der Bedeutungserfassung aus parafovealen Wörtern mit zwei Ansätzen untersucht, einem experimentellen und einem statistischen. Als primärer Befund zeigte sich, dass die Fixationszeiten durchweg kürzer waren, wenn ein semantisch verwandtes Wort als Vorschau präsentiert wurde, verglichen mit einem Wort ohne Verwandtschaft. Mit der in dieser Arbeit verwendeten experimentellen Vorgehensweise konnte zudem der zeitliche Verlauf des Verarbeitens und Integrierens von Bedeutung ermittelt wurde. Dabei ergaben sich kürzere Fixationszeiten auf dem Zielwort bei ähnlichen Wortbedeutungen und längere Fixationszeiten bei unterschiedlichen Wortbedeutungen. Die Ergebnisse zeigten sowohl leichtere als auch schwerere Verarbeitung in Folge der Ähnlichkeit von Wortbedeutungen. In einer natürlicheren Lesesituation war die Wirksamkeit der Verarbeitung nachfolgender Wörter teilweise abhängig von der Dauer der Vorschau, und sie war deutlich größer bei kürzerer räumlicher Distanz zwischen der Blickposition und der Vorschau. Die Befunde werden mit Blick auf Theorien der Blickbewegunskontrolle diskutiert. Die Ergebnisse sind stärker mit Modellen verteilter Wortverarbeitung vereinbar. Die Diskussion erstreckt sich außerdem auf Sprachunterschiede und technische Aspekte der Leseforschung. KW - Blickbewegungen KW - Lesen KW - parafoveale Verarbeitung KW - Semantik KW - eye movements KW - reading KW - parafoveal processing KW - semantics Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-70363 ER -