Синтактичното разкъсване разкрива основно синтактично представяне на многоцифрени числа, което е генериращо и автоматично Част 3

Метод

Участниците бяха същите 20 възрастни, които извършиха Експеримент 3. Дизайнът беше подобен на Експеримент 3: имаше две условия, граматически и фрагментирани, и ние използвахме явна реплика. Само специфичните стимули се различаваха от Експеримент 3. Стимулите на всеки опит включваха 5, 6 или 7 думи и критично, те винаги съответстваха на числа с нули. В граматичното състояние всеки стимул се състоеше от два граматически сегмента с 2-4 думи в всяко, съответстващо или на две 4-цифрени числа, или на 4-цифрено число и 5-цифрено число. Всяко от тези числа включваше поне една 0. При фрагментираното състояние думите на всеки стимул бяха разместени на възможно най-къси сегменти - само думата "хиляда" можеше да се слее с предходната/следващата дума. По този начин, във фрагментираното състояние, всеки сегмент включваше 1-3 думи и нито един стимул не включваше повече от един сегмент с много думи. Двете условия бяха администрирани като два отделни блока, в балансиран ред, с 20 опита във всеки блок.

Балансираният ред и паметта са тясно свързани.

Хората често казват: „Правенето на нещата по подреден начин е ключът към успеха“. „Подреденото“ тук се отнася до балансирана и подредена държава. Само в това състояние времето и ресурсите могат да се използват по-добре и да се подобри ефективността на работата. Балансираната и подредена държава е най-идеалната държава за работа, обучение и живот на хората.

Въпреки това, ако в живота ни липсва баланс, може да е трудно да останем организирани. Например честото стоене до късно или лежането в леглото всеки ден без упражнения или излизане ще доведе до дисбаланс на баланса на тялото. При такива обстоятелства човешкото тяло и мозък са в нездравословно състояние и не могат да поддържат добра памет.

За да имаме добра памет, трябва да поддържаме балансиран и подреден живот. По-конкретно, той може да включва следните точки:

1. Поддържайте добри навици за сън, редовно време за работа и почивка и не стойте будни до късно;

2. Правете подходящи упражнения, за да сте здрави;

3. Поддържайте щастливо настроение, избягвайте прекомерното безпокойство и избягвайте прекомерния стрес;

4. Балансирана диета, богата на хранителни вещества;

5. Планирайте времето си разумно, разпределете време за работа и забавление и оползотворявайте ефективно всяка минута и всяка секунда.

Балансираното състояние на живот не само ни помага да поддържаме добро физическо състояние, но също така помага на мозъка ни да си почине и да се възстанови. По този начин нашата памет естествено ще бъде по-добра и ще можем по-добре да решаваме проблеми в работата и живота.

Следователно здравословните навици на живот са ключът към поддържането на баланс и ред. Само по този начин можем да дадем пълна игра на паметта си и да направим живота по-смислен и красив. Вижда се, че трябва да подобрим паметта и Cistanche deserticola може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche deserticola е традиционен китайски лекарствен материал, който има много уникални ефекти, един от които е да подобрява паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различните активни съставки, които съдържа, включително киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да насърчат здравето на мозъка по различни начини.

Щракнете върху Научете как да подобрите краткосрочната памет

Кодирането на данните и статистическият анализ бяха като в Експеримент 1. Думата "хиляда" обаче беше класифицирана по различен начин. Експерименти 1–3 включваха само 5- и 6-цифрени числа, а на говорим иврит думата „хиляда“ в тези числа е отделна дума, подобна на умножителната дума „хиляда“ на английски. Следователно тази дума беше класифицирана като единична морфема - лексикален клас без цифра. За разлика от това, настоящият експеримент също включваше 4-цифрени числа. В говоримия иврит в тези числа хилядният меч е една дума с две морфеми, подобни на стотните думи. Например думата на иврит за 3 е /Шалош/, а "хиляди" е /аларма/, но 3000 не е проста конкатенация на тези две думи, а е /шлощалафм/. По този начин, в 5- и 6-цифрени числа, ние разглеждахме думата "хиляда", както в Експерименти 1-3 - като единична морфема, клас без цифра; но в 4-цифрените числа разглеждахме всяка хиляда дума като две морфеми — клас („хиляда“) и цифра.

Резултати и дискусия

Резултатите бяха подобни на предишните експерименти: Процентът на грешка на теморфема, процентът на грешка на цифрата и процентът на грешка в класа бяха по-ниски в граматическото състояние, отколкото в фрагментираното състояние (Фиг. 6b; с LMM, описан в Експеримент 1, раздел „Статистически анализ“, морфеми: Δ=10.6%, χ2=128.0, p<0.001; digits: Δ=10.4%, χ2=94.6, p<0.001; classes: Δ=10.8%, χ2=124.1, p<0.001). The morpheme error rate was lower in the grammatical condition than in the fragmented condition even for every single participant (Additional file 1: Fig. S3). Namely, the participants managed to capitalize on the number syntax as the basis for chunking even when the syntactic structure was irregular, and even when it changed on each trial. The effect sizes (difference in error rates between the grammatical and fragmented conditions) were similar here and in Experiment 3, which had a similar design but used only regular numbers without 0 and 1 (morphemes: t(38)=0.38, one-tailed p=0.26; digits: t(38)=1.36, one-tailed p=0.09; classes: t(38)=0.003, one-tailed p=0.50). This suggests that representing irregular and dynamic syntactic structures was as easy as representing regular, fixed structures.

Експеримент 5: кръстосано триплетно представяне на синтаксиса

Критично откритие в Експеримент 1 беше, че в условие A, в което стимулите бяха граматични 6-цифрени числа, представянето беше по-лошо, отколкото в условие B, в което всеки стимул беше двойка 3-цифрени числа. Заключихме, че синтактичното представяне на числата не е ограничено до 3-цифрени числа – то може да обхваща и по-дълги числа с 5 или 6 цифри. В условие А, това представяне на големи числа предизвика създаването на прекалено големи парчета, които бяха трудни за запомняне.

Експеримент 5 имаше за цел да осигури допълнителна подкрепа за това заключение. За тази цел използвахме стимули, подобни на условията A и B на Експеримент 1, но сега числата включваха цифрата 0, така че във всеки стимул имаше по-малко думи. Идеята беше проста: в Експеримент 1, по-голямото разделяне на парчета при условие А доведе до по-лошо представяне, тъй като участниците създадоха мега парчета, които надвишаваха капацитета на работната им памет. Тук числата съдържаха по-малко думи (защото включваха 0), така че дори в граматическото състояние, всеки граматичен сегмент може да се побере в капацитета на работната памет на участниците. Предвидихме, че в тази експериментална обстановка синтактичното накъсване ще доведе до по-добра производителност в граматическото състояние, отколкото в фрагментираното състояние, модел, противоположен на Експеримент1.

Метод

Участниците бяха 30 възрастни на възраст 19;4–38;3(средно=27;1 SD=4;9). Дизайнът беше подобен на експеримент 3 (явно подсказване), с две условия - граматично и фрагментирано. Всеки стимул се основаваше на две 5- и 6-цифрени числа, всяко от които съдържаше 2 или 3 нулеви цифри и 3 ненулеви цифри, така че всяко от двете числа имаше 4 думи – думата „хиляда“ и 3 други думи (общо 8 думи на стимул). В граматическото условие стимулът беше двете имена на числа (напр. тридесет хиляди четиристотин пет; шестстотин хиляди седемдесет и девет). Във фрагментираното състояние всяко от двете числа беше разделено на два граматически сегмента чрез преместване на думата „хиляда“, за да бъде последна (тридесет и четиристотин пет хиляди).1 Важно е, че манипулацията на граматичността не повлия на никакви синтактични отношения в рамките на тройката и двете условия използва точно същите думи. По този начин единствената разлика между условията беше в това дали всяка двойка тройки е свързана в един граматичен сегмент или не. Двете условия бяха администрирани като два отделни блока, с 20 опита във всеки блок. Редът на блоковете беше балансиран между участниците. Кодирането на данните и статистическият анализ бяха както в Експеримент 1.

Резултати и дискусия

Процентът на морфемна грешка, процент на грешка на цифра и процент на грешка на клас са по-ниски в граматическото състояние, отколкото във фрагментираното състояние (Фиг. 7; с LMM, описан в раздел Експеримент 1 „Статистически анализ“, цифри: Δ=1).9% , χ2=7.87, p=0.005; класове: Δ=3.6%, χ2=27.7,p<0.001. The morphemes LMM did not converge so we ran it without the Stimulus random factor: Δ=3.0%, χ2=20.4, p<0.001. Per-participant results in Additional file 1: Fig. S4). Namely, the participants were sensitive to the syntactic difference between the two conditions: In the grammatical condition, they merged the two triplets into a single chunk, whereas in the fragmented condition they did not, or they did so less often. These results indicate that the participants represented the number's cross-triplet syntactic structure.

Противоположните модели, наблюдавани тук и в Експеримент 1, засилват заключението, че участниците са създали кръстосано триплетно синтактично представяне. Когато кръстосаното триплетно представяне, което се превърна в единична част, включваше достатъчно малко думи, за да се побере в капацитета на работната памет на участниците, синтактичното разделяне подобри запаметяването. Това беше случаят тук. Когато кръстосаното триплетно представяне съдържа твърде много думи, както при условие А в Експеримент 1, същият процес на разделяне води до прекалено големи парчета, които нарушават запаметяването.

Генерална дискусия

Синтактичното представяне на многоцифрени числа Това проучване изследва основното синтактично представяне на многоцифрени числа, използвайки парадигма за синтактично разделяне на части – повторение на граматични спрямо фрагментирани последователности от числови думи. Стигнахме до няколко заключения

1. Основно представяне на синтактичната структура на числата

Основното ни финансиране беше ясно и стабилно в 5 експеримента: Участниците помнеха граматическите последователности от цифрови думи по-добре от неграматическите. Това откритие е трудно да се обясни като резултат от синтактичен механизъм на ниско ниво, като тези, разгледани във Въведението - например откриване на реда на думите и десетичния клас на всяка дума или извличане на морфологичните афикси на числото по време на словесна продукция. По-доброто обяснение е, че участниците създадоха синтактично представяне на числото във всеки граматичен сегмент и това позволи представянето на думите от всеки сегмент като част от работната памет. Това накъсване на свой ред подобрява запаметяването.

Финансирането на основно когнитивно представяне на числовия синтаксис е концептуална репликация на Dotanet al. (2021a). Както ще видим сега, нашите открития също така разширяват заключенията на Dotan et al. по няколко начина.

2. Синтактично представяне на цяло число, а не просто сливане по двойки

Hung и др. (2015) постулира синтактичен процес, който обединява съседни двойки числови думи в единична синтактична структура, когато двете думи могат да се сливат граматически. Важен въпрос е дали нашите открития могат да бъдат обяснени чрез такова сливане по двойки, т.е. чрез локална синтактична операция, без да се приема синтактично представяне на цяло число. Подобно сливане по двойки може лесно да обясни предимството на определено граматично условие пред фрагментирано. Това дори може да обясни монотонното увеличение на производителността за все по-дълги граматични сегменти, както наблюдавахме в експеримент 1 при условия D, C и B - например по-дългите граматически сегменти могат да увеличат вероятността да се случи сливане по двойки. Критично обаче, a сливането по двойки не може да обясни прекъсването, което наблюдавахме в Експеримент 1 - финансирането, че представянето се е влошило след определена граматична дължина на сегмента. Следователно това откритие опровергава тълкуването на нашите данни като просто отразяване на сливане по двойки. За разлика от това, изгледът за представяне на цели числа може лесно да обясни това прекъсване. Граматичните сегменти могат да бъдат представени като единична синтактична структура от цяло число; когато този сегмент е твърде дълъг, той се превръща в прекалено голямо парче в работната памет, което е трудно за запомняне.

Важно е, че въпреки че нашите открития не могат да бъдат интерпретирани чрез локално сливане, без да се приеме представяне на цяло число, правдоподобно предположение е, че операцията по сливане по двойки, която се прилага рекурсивно, служи като основа за пълноценното йерархично синтактично представяне на цялото число. Точно това е, което Hung et al. (2015) предположиха. Върнахме се към тази точка в по-късния раздел по-долу.

3. Свиваемост срещу откриваемост

Експерименти 2-4 показаха, че синтактичният ефект на разкъсване не може да се обясни като артефакт на откриваемостта на граматическия сегмент, т.е. предполагаемото по-лесно откриване на дълги граматични сегменти в сравнение с къси сегменти. Въпреки че нашата експериментална манипулация може да е повлияла на откриваемостта, такъв ефект не успява да отчете нашите констатации: Контролът за откриваемост не елиминира или дори намали ефекта на синтактичното накъсване (Експеримент 3); и силен ефект на синтактично разбиване с подобен размер беше наблюдаван дори когато синтактичната структура беше променяна при всеки опит (Експерименти 2, 4), ситуация, която трябва да наруши откриваемостта. По този начин, най-доброто обяснение на ефекта на синтактично накъсване не е, че граматичните сегменти са по-откриваеми, а че те са по-компресируеми, защото предизвикват синтактично представяне.

4. Синтактичната структура се създава динамично, чрез генеративен процес

Критично откритие в Експеримент 1 беше, че най-доброто представяне не беше в условие А, което имаше най-дългите граматични сегменти, а в условие Б, което създаде оптимален баланс между дължината на сегмента и броя на сегментите. Заключихме, че е създадено синтактично представяне дори за дългите сегменти в условие А, но способността да се поддържат получените парчета в паметта е ограничена от работния капацитет на паметта, така че прекалено големите парчета нарушават производителността. Този модел, при който способността за запомняне на парче е ограничена от капацитета на работната памет, не е типичен за парчета, базирани на предварително дефиниран твърд шаблон, тъй като такива шаблони не трябва да подлежат на ограничението на капацитета на работната памет (Cowan, 2001). По-скоро моделът се вписва в ситуация, в която парчетата се създават ad hoc и динамично, т.е. специфичната структура на парчетата се пресъздава при всяко представяне на ново число. В нашия случай този динамичен ad hoc процес на групиране е синтактичен.

5. Синтактично представяне на кръстосана тройка

Когато нашите стимули включваха много дълги граматически сегменти, моделът на резултатите зависеше от това как дългият сегмент зарежда работната памет: В експеримент 1 дългите граматически сегменти имаха много думи и получените парчета бяха трудни за поддържане в работната памет, така че точността спадна. В експеримент 5, тъй като числата имаха нули, дългите граматически сегменти не включваха толкова много думи, така че можеха да се поберат в рамките на лимита на капацитета на работната памет на участниците, а синтактичното накъсване подобри запаметяването. Този модел показва, че участниците са създали синтактично представяне дори за тези дълги сегменти, които са базирани на 5- или 6-цифрени числа. А именно, синтактичното представяне не е ограничено до една тройка, в която синтактичната структура е относително проста (в еврейските 3-цифрени числа всяка дума има различен клас). По-скоро синтактичното представяне може да обхване 5- и 6-цифрени числа с тяхната кръстосана триплетна структура и вътрешна йерархия, както трябва да се очаква от йерархично синтактично представяне.

6. Синтактично представяне за правилни и неправилни числа

Може да се създаде синтактично представяне за редовни числа, които включват само цифрите 2–9 (Експерименти 1, 2, 3). Може да се създаде и за неправилни числа (Експерименти 4, 5) – числа, които включват цифрата 0, което причинява „липсваща дума“ в устните числа, и числа с тийнейджърски думи, които нарушават редовната десетилетна единица структура. Ефектът на синтактично накъсване изглежда толкова силен за нередовни числа, колкото и за редовни числа. Поне за възрастни без обучителни нарушения изглежда, че създаването на по-сложни синтактични структури не е значително по-трудно от създаването на прости структури. Ситуацията обаче може да е различна за индивиди с когнитивен дефицит, например ако имат синтактично разстройство (Dotan & Friedmann, 2018), както и за деца, които все още не са придобили синтактични умения (Power & Dal Martello, 1990, 1997; Shalit & Dotan, 2022).

Взети заедно, заключенията, че основната синтактична структура може да бъде създадена за редовни и неправилни числа и че може да бъде създадена в тройки, означават, че грамотните възрастни могат да представят синтактичната структура на естествените числа поне до 1,000,{{ 2}}.

7. Автоматична обработка на синтаксиса на числата

Участниците обработиха числовия синтаксис и го използваха за разделяне на числови думи, не само когато това беше от полза, но и когато разделянето наруши запаметяването (Експеримент 1). Това откритие предполага, че създаването на синтактично представяне не е било доброволно, съзнателно-стратегическо решение, а автоматичен процес. Това също така укрепва идеята, че нашите открития предполагат истинско когнитивно представяне на синтаксиса и не отразяват някаква явна стратегия, базирана на граматика.

8. Език

Показахме синтактично разделяне на иврит, семитски език. Предишни проучвания показаха ефекти на числовата граматичност на френски, латински език, и на китайски, синитски език (Barrouillet et al., 2010; Hung et al., 2015). Тези три езика имат много различни морфосинтактични характеристики, не само за езика като цяло, но също така и конкретно във вербалната бройна система. Въпреки че тези три изследвания обхващат малко различни синтактични процеси (както подробно описваме по-долу), съществуването на ефект на граматичност в три езика, т. differentshows устойчивостта на чувствителността към числовия синтаксис. Това е глобален феномен, а не резултат от особеностите на конкретен език или специфична синтактична система.

Синтаксисът като "лепило" на лексикалните единици

В нашите 5 експеримента бяха наблюдавани подобни модели на резултати във всичките 3 измервания, които използвахме: степента на грешка в класа, степента на грешка при цифрите и степента на грешка на морфемата. Може да се каже, че всяка от тези мерки включва малко по-различен аспект на когнитивната обработка. Процентът на грешка в класа засяга синтаксиса на числата по най-директния начин, тъй като класовете на числовите думи отразяват синтактичната структура на вербалните числа (така наречената рамка на числова дума, Cohen & Dehaene, 1991; Dotan & Friedmann, 2018). Обратно, процентът на цифровите грешки отразява само стойностите на цифрите, така че е ортогонален на синтактичната структура на числото; не прави разлика между думи като "четири", "четиридесет" и "четиристотин". Финансирането на ефекта на синтактично накъсване в процента на цифровите грешки, въпреки че тази мярка не се докосва директно до синтаксиса, предполага, че запомнянето на цифри зависи от запомнянето на синтаксиса. Просто обяснение на това откритие е, че синтактичната структура не е "чиста" и независима, а по-скоро стойностите на цифрите са вградени в нея. Бъдещите проучвания могат да разгледат по-задълбочено как стойностите на цифрите са интегрирани със синтактичната структура на числото.

Предишни изследвания на синтактично разделяне

Две предишни проучвания използваха експериментална манипулация, подобна на нашата - представяне на поредици от числови думи с различна дължина на граматически сегменти (Barrouillet et al., 2010; Hung et al., 2015). И двете проучвания показват, че участниците са обработили синтаксиса на числата и в този смисъл те са подобни на настоящото изследване. Въпреки това, трите проучвания също се различават едно от друго в критични аспекти и се допълват, тъй като изследваха 3 различни синтактичности.

Barrouillet и др. (2010) помолиха 5-годишните деца да повтарят граматични или фрагментирани поредици от числови думи и показаха по-добро запомняне на граматическите поредици, отколкото на фрагментираните – ефект на синтактично накъсване. А именно децата показаха синтактични знания. Въпреки това, докато нашето проучване изследва основното когнитивно представяне на числовия синтаксис, Barrouillet et al. вероятно са изследвали различни синтактичности. Наистина, предвид младата възраст на техните участници (предучилищна), Barrouillet et al. не интерпретираха откритията си от гледна точка на синтактично представяне на цели числа, както направихме ние, но предложиха децата да използват частично синтактично знание за словесната бройна система. Такова знание е разграничимо от способността да се използва синтаксис, когато се казват числа (Shalit & Dotan, 2022). Така, за разлика от нашето изследване, Barrouillet et al. не може да ни информира за основното представяне на синтаксиса. В същото време това проучване информира за ранните познания за синтактичната система на числата - важен аспект от синтаксиса на числата, който не можахме да разгледаме с нашите възрастни участници.

Hung et l. (2015) помолиха грамотни възрастни да прочетат на глас последователности от числови думи в няколко степени на граматичност (подобно на нашите Експерименти 1 и 2), като думите се представяха на екрана една по една. Последователности с по-дълги граматични сегменти се четат по-бързо и предизвикват по-висока активност в левия долен фронтален извивка и левия долен париетален лоб. Тези открития ясно показват, че участниците са обработили синтактичната структура на числата; те обаче не показват непременно съществуването на основно, цяло числово синтактично представяне. Наистина, Hung et al. не тълкуват откритията си от гледна точка на синтаксис на цели числа, а от гледна точка на двоично сливане - локална синтактична операция, която обединява две съседни думи, когато те граматически съвпадат една с друга. За разлика от това, нашите открития показват основно синтактично представяне на цялото число. В този смисъл двете изследвания се допълват взаимно: Hunget al. показа, че числовите думи се обединяват от двоична синтактична операция, която комбинира съседни думи, и нашето проучване показа, че това сливане не е просто локален ефект, но служи като основа за синтактично представяне на цели числа (подобно на ролята на операцията сливане в синтаксиса на изречения, Чомски, 1995) – точно както Hung et al. изказа хипотеза.

Интересна възможност е, че нашата парадигма и парадигмата на Hung et al. (2015) систематично използват различни нива на синтактична обработка: нашата парадигма използва acore, синтактично представяне на цели числа, докато Hung et al.'s избира по-фундаментална синтактична операция – двоично сливане. Няколко фактора предполагат, че това наистина може да е така. Първо, Hung et al. помолиха участниците си да прочетат на глас последователно представени числови думи, задача, която изглежда насърчава обработката дума по дума, докато ние използвахме задача за запаметяване, която изглежда насърчава обработката на цели числа. Второ, Hung et al. измерва времето за реакция за всяка дума, което може да предизвика локален ефект, и мозъчната активност, измерена в fMRI, която може да бъде добавка в няколко локални операции на сливане поради ниската времева разделителна способност на BOLD сигнала.

За разлика от това, ние измерихме степента на запаметяване, която вероятно се влияе от натоварването, наложено върху работната памет от цялото число. Трето, макар констатациите от двете проучвания като цяло да са съвместими едно с друго, те все пак се разминават в критично състояние - много дългите граматически сегменти. Hung и др. показаха монотонно подобрение (по-бързи реакции, по-висока мозъчна активност) дори при това състояние, както трябва да се очаква при изследване на адитивния ефект на няколко локални ефекта на синтактично сливане, докато нашите данни показаха U-образен модел с оптимална производителност в сегмент със средна дължина , както трябва да се очаква, когато се изследва запаметяването на представяне на цяло число. Всички тези аргументи подкрепят идеята, че нашата парадигма и тази на Hung et al. може да имат различни нива на синтактично представяне. Изследванията на бъдещето могат да използват и двете парадигми, може би дори заедно, за да изследват фините аспекти на синтактичното представяне на числата.

Важно е, че нашето откритие разширява тези две предишни проучвания по няколко начина, както е описано подробно в предишните раздели. Ние показахме основно представяне на синтаксис на цели числа; че синтактичното разделяне е резултат от компресивността на синтактичните сегменти, а не от тяхната откриваемост; че синтактичното представяне е създадено чрез динамичен, генериращ процес, а не извличано като предварително дефиниран шаблон; че не се ограничава до кратки числа или прости синтактични структури; че създаването му е автоматично, а не доброволно; и че съществува на семитски език.

Йерархично представяне на числовия синтаксис

Нашите данни показват, че грамотните възрастни представляват синтактичната структура на числата. Интересен въпрос е дали това синтактично представяне е йерархично, както е предложено от Майкъл Макклоски и неговите колеги (McCloskey, 1992; McCloskey et al., 1986), подобно на синтактичното представяне на изречения в естествен език (Chomsky, 1956). Няколко аспекта от нашите данни са съгласни с идеята за йерархично представяне на числовия синтаксис. Първо, ние показахме, че възрастните могат да представят синтактичната структура и за дълги числа (с 5 и 6 цифри). Това е важно, защото ако синтактичното представяне беше ограничено до по-кратки числа, всяка йерархия би била минимална/тривиална. Второ, ние показахме, че синтактичното представяне може да включва повече елементи (думи) от ограничението на капацитета на работната памет от 3-4 думи. Точно това трябва да очакваме от йерархичното представяне. Може да се каже, че едно от предимствата на йерархичните представяния е точно тяхната способност да надхвърлят размера на единично парче работна памет. Трето, когато синтактичните сегменти са били дълги (повече от 3-4 думи), те не са били представяни като базирана на шаблон мега част; по-скоро са били създадени чрез генеративен процес и създаването на йерархия вероятно е такова.

Ние признаваме, че тези констатации, макар и в съгласие с понятието за йерархия, все още не доказват стриктно, че синтактичното представяне е йерархично. Допълнителни доказателства за йерархията може да дойдат от други методи. Например, текущо проучване в нашата лаборатория (Barash & Dotan, 2019) използва задача за диктовка на числа и показа, че интервалите във времето между съседни цифри следват дървовидна йерархична структура, като по този начин показват по-директно, че основното синтактично представяне е йерархично.

Педагогически последици

Нашите констатации имат няколко педагогически последици относно потенциални източници на затруднения при обработката на числа, включително нарушения в обучението, и относно най-добрите практики за обучение на децата как да четат и пишат числа.

Първо, ние показахме, че синтактичното представяне е създадено чрез генериращ процес, а не чрез извличане на предварително дефинирани шаблони. Следователно може да се предположи, че за да преподаваме синтаксиса на числата, трябва да се съсредоточим върху преподаването на генеративните синтактични правила, вместо да репетираме специфични синтактични структури или дори специфични числа. В съответствие с тази идея Пауър и Дал Мартело (1990,1997) показват, че някои деца правят грешки в конкретни синтактични правила. Друго проучване (Shalit & Dotan, 2022) допълнително предполага, че децата учат изрично всяко синтактично правило и не е задължително да обобщават от едно синтактично правило към друго; и че те дори не винаги научават правилата за по-малките числа преди правилата за по-големите числа. Тази идея - че трябва да преподаваме синтактичните правила на числата - изглежда проста, но в много училищни системи тя не се прилага. Много често децата не се учат изрично на тези правила, а ние предполагаме, че те ще схванат имплицитно правилата чрез излагане на числата. Въпреки че това имплицитно обучение в крайна сметка работи за повечето деца, изглежда, че изисква много усилия (Cheung & Ansari, 2020).

Второ, синтактичното представяне обработва дори относително големи числа, поне до 1,000,000. Следователно изглежда, че трябва да преподаваме и обучаваме синтактичните правила и за тези големи числа, а не само за малки числа (върху които обикновено се фокусира обучението). Това може да бъде особено полезно за хора със затруднения или дизурия (нарушение на ученето при четене на числа), които изглежда се борят специално с по-големи числа (Dotan & Friedmann, 2018).

Трето, синтактичната структура се създава автоматично, а не доброволно, така че има смисъл да я обучаваме, както обучаваме автоматичните процеси. Например, правдоподобна хипотеза е, че за да развием способността на децата да четат и пишат числа, трябва да се съсредоточим върху обучението и практикуването на синтактичните правила, вместо да преподаваме само концептуалните аспекти на десетичната система. Понастоящем това не се случва в училище: поне в някои страни учебната програма за началното училище се занимава конкретно с въпроса за синтаксиса и основата -10 структура на концептуално ниво, но не се фокусира върху автоматизирането на цифрите към и думата към - преобразуване на цифри.

Четвърто, нашите открития се присъединяват към нарастващ брой проучвания, които заедно показват, че "числовият синтаксис" не е единичен когнитивен процес, а комбинация от няколко различни процеса и представяния: Има няколко "механизма на ниско ниво, които обработват специфични типове синтактична информация (Cohen & Dehaene, 1991; Cohen et al., 1997; Dotan & Dehaene, 2020; Dotan & Friedmann, 2018, 2019; Dotan et al., 2021b; Furumoto, 2006; Hayek et al., 2020; Kallai & Tzelgov, 2012; Lambert & Moeller, 2019; McCloskey et l., 1986; Zuber et l., 2009) и има основно синтактично представяне на цялото число (настоящото проучване и Dotan et al., 2021a), което изглежда се основава на операция по сливане по двойки (Hung et al., 2015). Докато разбираме тези механизми по-подробно, ние научаваме за различните видове дизурия, семейството от нарушения на обучението, които са резултат от дефицит на всеки от тези механизми (Dotan & Friedmann, 2018): Научаваме как да създаваме методи за идентифициране на различните видове дизурия и да ги лекуваме.

И накрая, изглежда, че нашата парадигма, която първоначално беше разработена като експериментален инструмент за изучаване на числовия синтаксис, има шанс да бъде полезна педагогически. В настоящото изследване повечето от експериментите показват значителни резултати не само на ниво група, но и за всеки участник; това предполага, че синтактичното групиране може би е достатъчно чувствително, за да се използва като диагностичен метод за откриване, за отделни индивиди, на дефицити в представянето на числовия синтаксис. Възможна прогноза е, че човек с увредено синтактично представяне може да не е в състояние да представи големи синтактични структури и следователно би показал необичайни модели на синтактично накъсване в условия с дълги граматически сегменти. Нещо повече, парадигмата за синтактично разделяне може би може да се използва за подобряване на синтактичните способности: Сравнението на нашите данни с тези на Hung et al. (2015) подчертава предимството на парадигмата за запомняне на числа за насочване към синтактичното представяне на цели числа. Възможна прогноза е, че за лечение на нарушено синтактично представяне може да е полезно не само да се изложи лицето на граматически валидни числа, но и да се изисква от лицето да ги запомни.

Заключение

Все повече изследвания показват, че синтактичната структура на числата се управлява от множество когнитивни процеси. Повечето от тези процеси изглежда обработват много специфични синтактични аспекти на числото от ниско ниво. Настоящите ни данни се присъединяват към няколко проучвания, показващи, че в допълнение към тези процеси на ниско ниво съществува основно синтактично представяне на цялото число. Ние показахме няколко специфични характеристики на това представяне, по-специално, че то е кръстосано триплетно, генеративно и автоматично в този смисъл, че не изглежда да произтича от доброволно решение - точно характеристиките, които трябва да очакваме от йерархично представяне. Бъдещите проучвания могат да проучат по-задълбочено дали представянето на числата наистина е йерархично, както предполагат Макклоски и колеги преди повече от 3 десетилетия, и да предоставят допълнителна представа за това как хората (и защо само хората) говорят на езика на математиката.

Нашите открития също имат няколко възможни педагогически последици. По-конкретно, ние предложихме, че може да е важно да се преподават не само концептуалните и математически аспекти на базовите -10 системи, но и специфичната способност за четене и писане на числа; че може да е по-добре да се преподават правилата на числовия синтаксис, вместо просто да се използват примери и имплицитно обучение; и че тези правила трябва да се преподават и обучават също и за големи числа, не само за малки числа. И накрая, ние предложихме, че методът на синтактично разделяне може да бъде потенциално полезен за оценка и лечение на нарушения в обучението, свързани с представянето на синтаксиса на числата. Бъдещите проучвания могат да изследват тези хипотези в педагогическа среда, като се надяваме, че проправят пътя към по-добри образователни методи за преподаване на цифрова грамотност и справяне със свързаните с това нарушения в обучението.

Препратки

1. Al Roumi, F., Marti, S., Wang, L.-C., Amalric, M., & Dehaene, S. (2020). Умствено компресиране на пространствени последователности в човешката работна памет с помощта на числови и геометрични примитиви. BioRxiv.

2. Баръш, Т. и Дотан, Д. (2019). Записването на многоцифрени числа е структурно-йерархичен процес.

3. Barrouillet, P., Thevenot, C., & Fayol, M. (2010). Доказателства за познаване на синтаксиса на големи числа в предучилищна възраст. Journal of Experimental ChildPsychology, 105 (3), 264–271.

4. Bates, D., Mächler, M., Bolker, B., & Walker, S. (2015). Напасване на линейни модели със смесени ефекти с помощта на lme4. Журнал за статистически софтуер, 67 (1), 1–48.

5. Batterink, L., & Neville, HJ (2013). Човешкият мозък обработва синтаксиса при липса на съзнателно осъзнаване. Journal of Neuroscience, 33 (19), 8528–8533.

6. Berwick, RC, Okanoya, K., Beckers, GJL, & Bolhuis, JJ (2011). Синтаксис на песните: лингвистиката на птичата песен. Тенденции в когнитивните науки, 15 (3), 113–121.

7. Бланкен, Г., Дорн, М. и Син, Х. (1997). Грешки при инверсия при четене на арабски числа: Има ли несемантичен път? Мозък и познание, 34 (3), 404–423.

8. Campbell, JID, & Clark, JM (1992). Обработка на когнитивни числа: гледна точка на сложния аненкодинг. В JID Campbell (Ed.), Природата и произходът на математическите умения (том 91, стр. 457–491). Северна Холандия.

9. Cappelletti, M., Kopelman, MD, Morton, J., & Butterworth, B. (2005). Дисоциации в числените способности, разкрити чрез прогресивен когнитивен спад при пациент със семантична деменция. Когнитивна невропсихология, 22 (7), 771–793.

10. Chekaf, M., Cowan, N., & Mathy, F. (2016). Образуване на парчета в непосредствената памет и как е свързано с компресирането на данни. Познание, 155,96–107.

For more information:1950477648nn@gmail.com