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Response conflicts play a prominent role in the flexible adaptation of behavior as they represent context-signals that indicate the necessity for the recruitment of cognitive control. Previous studies have highlighted the functional roles of the affectively aversive and arousing quality of the conflict signal in triggering the adaptation process. To further test this potential link with arousal, participants performed a response conflict task in two separate sessions with either transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS), which is assumed to activate the locus coeruleus-noradrenaline (LC-NE) system, or with neutral sham stimulation. In both sessions the N2 and P3 event-related potentials (ERP) were assessed. In line with previous findings, conflict interference, the N2 and P3 amplitude were reduced after conflict. Most importantly, this adaptation to conflict was enhanced under tVNS compared to sham stimulation for conflict interference and the N2 amplitude. No effect of tVNS on the P3 component was found. These findings suggest that tVNS increases behavioral and electrophysiological markers of adaptation to conflict. Results are discussed in the context of the potentially underlying LC-NE and other neuromodulatory (e.g., GABA) systems. The present findings add important pieces to the understanding of the neurophysiological mechanisms of conflict-triggered adjustment of cognitive control.
Language processing requires memory retrieval to integrate current input with previous context and making predictions about upcoming input. We propose that prediction and retrieval are two sides of the same coin, i.e. functionally the same, as they both activate memory representations. Under this assumption, memory retrieval and prediction should interact: Retrieval interference can only occur at a word that triggers retrieval and a fully predicted word would not do that. The present study investigated the proposed interaction with event-related potentials (ERPs) during the processing of sentence pairs in German. Predictability was measured via cloze probability. Memory retrieval was manipulated via the position of a distractor inducing proactive or retroactive similarity-based interference. Linear mixed model analyses provided evidence for the hypothesised interaction in a broadly distributed negativity, which we discuss in relation to the interference ERP literature. Our finding supports the proposal that memory retrieval and prediction are functionally the same.
The comprehension of figurative language : electrophysiological evidence on the processing of irony
(2008)
This dissertation investigates the comprehension of figurative language, in particular the temporal processing of verbal irony. In six experiments using event-related potentials(ERP) brain activity during the comprehension of ironic utterances in relation to equivalent non-ironic utterances was measured and analyzed. Moreover, the impact of various language-accompanying cues, e.g., prosody or the use of punctuation marks, as well as non-verbal cues such as pragmatic knowledge has been examined with respect to the processing of irony. On the basis of these findings different models on figurative language comprehension, i.e., the 'standard pragmatic model', the 'graded salience hypothesis', and the 'direct access view', are discussed.
Seit den Anfängen empirisch-neurowissenschaftlicher Forschung gilt Sprachkompetenz zuvorderst als eine Leistung der Hirnrinde (Kortex), jedoch wurden v. a. im Zuge sich verbessernder bildgebender Verfahren aphasische Syndrome auch nach Läsionen subkortikaler Hirnregionen, insbesondere der Basalganglien und des Thalamus nachgewiesen. Diese Strukturen liegen in der Tiefe des Gehirns und kommunizieren über weit gefächerte Faserverbindungen mit dem Kortex. In erster Linie werden den Basalganglien senso-motorische Kontrollfunktionen zugewiesen. Dementsprechend werden diverse Erkrankungen, die durch Störungen physiologischer Bewegungsabläufe gekennzeichnet sind (z. B. Morbus Parkinson, Chorea Huntington), auf Funktionsdefekte dieser Strukturen zurückgeführt. Der Thalamus wird häufig als Relaisstation des Informationsaustauschs zwischen anatomisch entfernten Arealen des Nervensystems aufgefasst. Basalganglien und Thalamus werden jedoch auch darüber hinausgehende Funktionen, z. B. zur Bereitstellung, Aufrechterhaltung und Auslenkung von Aufmerksamkeit bei der Bearbeitung kognitiver Aufgaben zugesprochen. In der vorliegenden Arbeit wurde mit elektrophysiologischen Methoden untersucht, ob auf der Ebene von Thalamus und Basalganglien kognitive Sprachleistungen, spezifisch der syntaktischen und semantischen Verarbeitung nachgewiesen werden können und inwieweit sich eventuell subkortikale von kortikaler Sprachverarbeitung unterscheidet. Die Untersuchung spezieller Sprachfunktionen der Basalganglien und des Thalamus ist im Rahmen der operativen Behandlung bewegungsgestörter Patienten mit der sog. Tiefenhirnstimulation (DBS = engl. Deep Brain Stimulation) möglich. Hierbei werden Patienten mit Morbus Parkinson Stimulationselektroden in den Nucleus subthalamicus (STN) implantiert. Bei Patienten mit generalisierten Dystonien erfolgt die Implantation in den Globus pallidus internus (GPI) und bei Patienten mit essentiellem Tremor in den Nucleus ventralis intermedius (VIM). STN und GPI sind Kernareale der Basalganglien, der VIM ist Teil des motorischen Systems. Nach der Implantation besteht die Möglichkeit, direkt von diesen Elektroden elektroenzephalographische (EEG)-Signale abzuleiten und diese mit simultan abgeleiteten Oberflächen-EEG zu vergleichen. In dieser Arbeit wurden DBS-Patienten aus allen genannten Gruppen in Bezug auf Sprachverständnisleistungen untersucht. Neben der Präsentation korrekter Sätze hörten die Patienten Sätze mit syntaktischen oder semantischen Fehlern. In verschiedenen Studien wurden an der Skalp-Oberfläche EKP-Komponenten (EKP = ereigniskorrelierte Potentiale) beschrieben, welche mit der Verarbeitung solcher Fehler in Verbindung gebracht werden. So verursachen syntaktische Phrasenstrukturverletzungen eine frühe links-anteriore Negativierung (ELAN). Dieser Komponente folgt eine späte Positivierung (P600), die mit Reanalyse und Reparaturmechanismen in Verbindung gebracht wird. Semantische Verletzungen evozieren eine breite Negativierung um 400ms (N400). In den thalamischen Ableitungen wurden zwei zusätzliche syntaktische fehlerbezogene Komponenten gefunden, die (i) ~ 80ms nach der Skalp-ELAN und (ii) ~ 70ms vor der Skalp-P600 auftraten. Bei semantischen Verletzungen wurde im Thalamus ein fehlerbezogenes Potential nachgewiesen, welches weitgehend parallel mit dem am Skalp gefundenen Muster verläuft. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Studie folgt, dass der Thalamus spezifische Sprachfunktionen erfüllt. Komponenten, die Sprachverarbeitungsprozesse reflektieren, konnten in den Basalganglienstrukturen STN und GPI nicht identifiziert werden. Aufgrund der erhobenen Daten werden zwei getrennte Netzwerke für die Verarbeitung syntaktischer bzw. semantischer Fehler angenommen. In diesen Netzwerken scheint der Thalamus spezifische Aufgaben zu übernehmen. In einem ‚Syntaxnetzwerk’ kommunizieren frontale Hirnstrukturen unter Einbeziehung des Thalamus mit parietalen Hirnstrukturen. Dem Thalamus wurde eine Mediationsfunktion in der syntaktischen Reanalyse zugesprochen. In einem ‚Semantiknetzwerk’ waren keine eindeutig zuordenbaren Prozesse auf thalamischer Ebene nachweisbar. Es wurde eine unscharfe, jedoch aber spezifische Aktivierung des Thalamus über den gesamten Zeitraum der kortikalen semantischen Analyse gezeigt, welche als Integration verschiedener Analysemechanismen gewertet wurde.
Language can strongly influence the emotional state of the recipient. In contrast to the broad body of experimental and neuroscientific research on semantic information and prosodic speech, the emotional impact of grammatical structure has rarely been investigated. One reason for this might be, that measuring effects of syntactic structure involves the use of complex stimuli, for which the emotional impact of grammar is difficult to isolate. In the present experiment we examined the emotional impact of structural parallelisms, that is, repetitions of syntactic features, on the emotion-sensitive "late positive potential" (LPP) with a cross-modal priming paradigm. Primes were auditory presented nonsense sentences which included grammatical-syntactic parallelisms. Visual targets were positive, neutral, and negative faces, to be classified as emotional or non-emotional by the participants. Electrophysiology revealed diminished LPP amplitudes for positive faces following parallel primes. Thus, our findings suggest that grammatical structure creates an emotional context that facilitates processing of positive emotional information.
Robotic Process Automation (RPA) steht für die softwareunterstützte Bedienung von Softwarelösungen über deren Benutzeroberfläche. Das primäre Ziel, das mit RPA erreicht werden soll, ist die automatisierte Ausführung von Routineaufgaben, die bisher einen menschlichen Eingriff erforderten. Das Potenzial von RPA, Prozesse langfristig zu verbessern, ist allerdings stark begrenzt. Die Automatisierung von Prozessen und die Überbrückung von Medienbrüchen auf der Front-End-Ebene führt zu einer Vielzahl von Abhängigkeiten und Bedingungen, die in diesem Beitrag zusammengefasst werden. Der Weg zu einer nachhaltigen Unternehmensarchitektur (bestehend aus Prozessen und Systemen) erfordert offene, adaptive Systeme mit moderner Architektur, die sich durch ein hohes Maß an Interoperabilität auf verschiedenen Ebenen auszeichnen.
A large body of research now supports the presence of both syntactic and lexical predictions in sentence processing. Lexical predictions, in particular, are considered to indicate a deep level of predictive processing that extends past the structural features of a necessary word (e.g. noun), right down to the phonological features of the lexical identity of a specific word (e.g. /kite/; DeLong et al., 2005). However, evidence for lexical predictions typically focuses on predictions in very local environments, such as the adjacent word or words (DeLong et al., 2005; Van Berkum et al., 2005; Wicha et al., 2004). Predictions in such local environments may be indistinguishable from lexical priming, which is transient and uncontrolled, and as such may prime lexical items that are not compatible with the context (e.g. Kukona et al., 2014). Predictive processing has been argued to be a controlled process, with top-down information guiding preactivation of plausible upcoming lexical items (Kuperberg & Jaeger, 2016). One way to distinguish lexical priming from prediction is to demonstrate that preactivated lexical content can be maintained over longer distances.
In this dissertation, separable German particle verbs are used to demonstrate that preactivation of lexical items can be maintained over multi-word distances. A self-paced reading time and an eye tracking experiment provide some support for the idea that particle preactivation triggered by a verb and its context can be observed by holding the sentence context constant and manipulating the predictabilty of the particle. Although evidence of an effect of particle predictability was only seen in eye tracking, this is consistent with previous evidence suggesting that predictive processing facilitates only some eye tracking measures to which the self-paced reading modality may not be sensitive (Staub, 2015; Rayner1998). Interestingly, manipulating the distance between the verb and the particle did not affect reading times, suggesting that the surprisal-predicted faster reading times at long distance may only occur when the additional distance is created by information that adds information about the lexical identity of a distant element (Levy, 2008; Grodner & Gibson, 2005). Furthermore, the results provide support for models proposing that temporal decay is not major influence on word processing (Lewandowsky et al., 2009; Vasishth et al., 2019).
In the third and fourth experiments, event-related potentials were used as a method for detecting specific lexical predictions. In the initial ERP experiment, we found some support for the presence of lexical predictions when the sentence context constrained the number of plausible particles to a single particle. This was suggested by a frontal post-N400 positivity (PNP) that was elicited when a lexical prediction had been violated, but not to violations when more than one particle had been plausible. The results of this study were highly consistent with previous research suggesting that the PNP might be a much sought-after ERP marker of prediction failure (DeLong et al., 2011; DeLong et al., 2014; Van Petten & Luka, 2012; Thornhill & Van Petten, 2012; Kuperberg et al., 2019). However, a second experiment in a larger sample experiment failed to replicate the effect, but did suggest the relationship of the PNP to predictive processing may not yet be fully understood. Evidence for long-distance lexical predictions was inconclusive.
The conclusion drawn from the four experiments is that preactivation of the lexical entries of plausible upcoming particles did occur and was maintained over long distances. The facilitatory effect of this preactivation at the particle site therefore did not appear to be the result of transient lexical priming. However, the question of whether this preactivation can also lead to lexical predictions of a specific particle remains unanswered. Of particular interest to future research on predictive processing is further characterisation of the PNP. Implications for models of sentence processing may be the inclusion of long-distance lexical predictions, or the possibility that preactivation of lexical material can facilitate reading times and ERP amplitude without commitment to a specific lexical item.
Comprehension of transitive sentences relies on different kinds of information, like word order, case marking, and animacy contrasts between arguments. When no formal cues like case marking or number congruency are available, a contrast in animacy helps the parser to decide which argument is the grammatical subject and which the object. Processing costs are enhanced when neither formal cues nor animacy contrasts are available in a transitive sentence. We present an ERP study on the comprehension of grammatical transitive German sentences, manipulating animacy contrasts between subjects and objects as well as the verbal case marking pattern. Our study shows strong object animacy effects even in the absence of violations, and in addition suggests that this effect of object animacy is modulated by the verbal case marking pattern.