2009年8月7日,星期五

Does stimulation of motor lip areas affect categorical 知觉 of lip related speech sounds?

简短的回答:我们不知道。尽管Riikka Mottonen和Kate Watkins最近在《神经科学杂志》上发表了论文, 发音器的运动表示有助于语音的绝对感知,很遗憾,所报告的数据无法解释。

这是一个很长的答案:Mottonen和Watkins要求受试者进行音节识别(您听到了两个音节中的哪一个?)和音节区分(您刚刚听到的两个音节是相同还是不同)。刺激是持续的或声音开始时间连续,并且设计遵循标准的分类感知(CP)实验设计。在将rTMS应用于左运动皮层的唇缘区域​​后,在rTMS之前或之后执行这些任务。我将在这里集中讨论歧视任务。关键条件是当受试者将与嘴唇相关的声音(ba或pa)与与非嘴唇相关的声音(da或ga)区分开来时。他们报告说,在TMS对运动唇区域进行识别后,跨类别边界的识别不如以前。具体而言,对于ba-da刺激,跨类别(即物理上不同)音节的“不同响应”的平均比例为:TMS前为0.73,TMS后为0.58;对于pa-ta刺激也有类似的发现。不涉及与嘴唇相关的声音(ka-ga或da-ga)的歧视不受刺激的影响,与嘴唇相关的语音声音的歧视也不受手部区域刺激的影响。

So how is this uninterpretable? At risk of becoming a methods curmudgeon (it's probably too late), this paper, like many I've discussed here, used the wrong analysis. Instead of using an unbiased measure, d-prime, they used a biased measure, proportion of 不同的回应. This renders the data uninterpretable because we can't actually tell whether TMS affected the 知觉 of the speech sounds (an interesting possibility) or the subjects' 反应偏见es (a less interesting possibility). It's not the authors' fault though. Speech studies of this sort have used the wrong measure for decades. Does this make the entire field uninterpretable? Well... I'll let you draw your own conclusions.

To illustrate the problem, consider the graph below which plots d-prime values as a function of a range of possible hit rate values (hits in this study would be correctly identifying 相同 trials as 相同) for two constant false alarm (FA) rates corresponding to the pre- and post-TMS values reported by Mottonen and Watkins. FA was calculated simply by subtracting the proportion of 不同的反应 values from 1, i.e., proportion of 不同的回应 (to 不同 trials) is the proportion of correct rejections (the two stimuli are not the 相同), and FAs is just the inverse of correct rejections. d-prime is a bias corrected measure of discrimination where 0=chance and anything over 3 is real good.

从图表中注意到,根据匹配的比例,d-prime值的范围可以在0到几乎5之间!但是,对于任何恒定的FA率,这都是正确的,因为只有通过查看点击数与FA之间的关系,辨别能力才有意义。这样想吧。如果您的FA率为0(在不同的试验中都能达到完美的表现),这似乎很棒,但是同时,如果您的命中率也为0,那么无论如何,您显然总是想说“不同”你听。只有当您的命中率高于0且命中率越高,您的d-prime得分越高,FA率0才有意义。


还要注意,由于给定的FA值可以根据命中率产生任意数量的d-prime值,因此两条曲线的d-prime值几乎完全重叠(上限除外)。这意味着TMS不会对受试者区分与嘴唇相关的语音的能力产生任何影响。例如,如果前TMS的命中率为0.7,而后TMS的命中率为0.8,则在两种情况下的d-prime约为2.5-没什么区别。 TMS之前的歧视也可能比TMS之后的歧视更严重(例如,如果命中率分别为0.6和0.8)!

I'm not saying that the study is necessarily wrong, or that TMS didn't affect the 知觉 of lip-related speech sounds. What I'm saying is we can't tell from these data. 可能 be once they calculate d-prime the data will show an even more impressive effect. But since we only have half of the information there is no way to know whether 知觉 was affected: the findings are uninterpretable. T

这项研究可能非常重要且非常有趣。因此,我想敦促作者重新进行分析,并在J. Neuroscience中发布附录。我当然想知道它是否真的有效!

参考文献

Mottonen,R.,&Watkins,K.(2009)。发音器的运动表示有助于语音的绝对感知 神经科学杂志,29 (31),9819-9825 DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.6018-08.2009

8条评论:

未知 说过...

那分类任务呢?我不'看该版本的实验和数据如何适合SDT概念。当然,在相同的任务中,"different"审判可以被认为是代表"signal" trials, where "change"="signal" and "same" trials represent no 信号. (But I already find it a bit of a stretch to categorize this as "detecting a 信号 in noise".)

但是分类任务是对称的。因此,假设我听到了A类刺激,然后说了,那么'一个HIT。如果我听到A说B'一个小姐。但是如果我听到B说A'随意将其标记为错误警报。或相反亦然。那么实验的分类部分呢?如果使用非D分析这些数据' methods and doesn'与你的D融合'分析,然后呢?这两个任务总是作为同一枚硬币的两个方面呈现,因此它们应该以相同的推论得出。


(顺便说一句,这是我有史以来第一个博客。)

格雷格希科克 说过...

嗨Aryld,关于两个替代性强制选择任务(识别任务)的要点是它也容易受到偏见。假设我告诉受检者,每笔正确的东西我会付给他们$ 100"ba-identification"。这将导致偏向ba响应。即使没有激励措施,受检者也可能会有自己的偏见。 SDT方法可以纠正这些偏差。这些设计都有d-prime查找表。

对于CP而言,由于边界(或偏差)因主体而异,因此尚不清楚将什么算作ba或pa。一世'我将不得不为此付出更多。

即将推出更多。

马特·戴维斯(Matt Davis) 说过...

嗨,格雷格,

It’很高兴看到这篇有趣且重要的文章上的帖子。

但是,我认为你’在博客文章的第一行中,我走得太远了:

Does stimulation of motor lip areas affect categorical 知觉 of lip related speech sounds? Short answer: We don't know.

I’我不会因为做方法而批评你。我们的领域需要更多的审稿人,他们认真阅读论文并评估科学是否正确完成,而不仅仅是在引文中列出了正确的科学家。

但是,我认为你’建议莫顿宁和沃特金错了’s data can be dismissed based on the lack of 信号 detection analysis alone for the following two reasons:

1) Even if 反应偏见 contributes to the effect observed, this doesn’t explain why the effect of 反应偏见 is somatopically specific. Why should lip TMS stimulation alter 反应偏见 for / ba / -/da/ and / pa / -/ta/ but not for /K a/ -/ga/ within the 相同 experiment? I can’t see any way to explain this without invoking a 运动贡献 to the 知觉 of syllables containing phonemes produced using those articulators.

2)我有一些实际的限制’m sure explain why M&W didn’包括在辨别测验中包含声学相同音节对的试验。 rTMS效应消失之前,没有足够的时间来完成一个理想的单项实验。就我个人而言’d对Ganong效应和知觉学习感兴趣,但是我’确保其他科学家可以想到可以运行的其他测试。

然而,对于目前的数据,缺乏“same”音节测试使应用信号检测分析变得困难但并非并非不可能。我们可以假设误报率只是参与者在回答中所占比例“different”类别内配对。此数据报告在表2中,因此基于此我们可以得出以下内容:

嘴唇(Expa 1a):d' Pre d' Post

/ ba / –/da/ 1.45 0.91

/K a/ –/ga/ 2.18 2.17


手(实验1b):d' Pre d' Post

/ ba / –/da/ 1.55 1.99

/K a/ –/ga/ 2.00 1.68


嘴唇(Expt 2):d' Pre d' Post

/ pa / –/ta/ 1.70 1.36

/ da / –/ga/ 1.18 1.42

即d’显示关键预测条件的数值下降,而比较案例则增加或没有变化。中号&W可以在d上运行统计信息’从其原始数据得出的值。但是,即使这种分析不重要,也不会改变他们的结论。它只会显示TMS效果没有“知觉敏感性” alone, but also on “response bias”。正如我上面解释的那样’t think that their conclusions are even slightly altered if the effect is in part due to articulator-specific effects on 反应偏见.

像你一样,我’d仍然有兴趣看到M的分析结果&作为未来的研究,可能有兴趣将感知和反应效应分开。

马特·戴维斯(Matt Davis)

里卡 说过...

格雷格

我想指出,您在评论中忽略了我们一半的数据。在我们的论文中,我们报告了“different responses”跨类别对和类别内对(见表2)。我同意你的看法,“判断TMS是否影响了语音或主体的感知’ 反应偏见es”通过分析“different responses”仅限跨类别对。因此,我们还报告了对类别内配对的响应。我们的结论表明,TMS影响了语音的分类感知,这两个数据都得到了支持。

我们的结果表明,在歧视任务中’ gave fewer “different responses”在rTMS后的情况下比在rTMS之前的情况下与嘴唇相关的跨类别对(ba-ga和pa-ta)更容易(见表2)。相比之下,“different responses” to within-category pairs (e.g. ba-ba, pa-pa) did not 更改 (see Table 2).

缺乏比例变化“different responses”对类别内配对非常重要,因为它提供了证据,证明rTMS可能影响受试者’反应偏见。让’假设我们的主题’倾向于给“different responses”在rTMS之前的状态下“same responses”处于rTMS后状态。由于这种偏见的变化,应该减少“different responses”rTMS后的状态对所有刺激对(即跨类别和类别内的刺激对)都有效。在这种情况下,得出结论,认为rTMS影响了语音感知,这确实是错误的。重要的是,我们的结果表明,“different responses”跨类别对,而不是类别内对。这些结果与假设’反应偏见发生了变化。因此,我们得出结论,rTMS影响了语音的分类感知。

最良好的祝愿,
里卡

汤姆 said...

嗨,格雷格,

如果您认为TMS到唇皮质可能只是在改变主题' 反应偏见, wouldn't you expect TMS to also 更改 反应偏见 for ka - da?

除了SDT的问题,我对本文的阅读是:

1)到运动皮层的TMS对语音识别没有真正一致的影响(对实验1a的两种措施之一影响不大,而对实验2的影响则完全没有影响)。

2)嘴唇皮层的TMS似乎确实对嘴唇/舌头发音语音的辨别性能产生实际影响。

正如您之前指出的,歧视不会'必须等同于感知;它'受试者有可能使用演练策略来做出歧视决定(例如,为了比较目的而对自己默默地重复一对配对)。嘴唇皮层的TMS大概会干扰这种策略,因此会改变准确率。我认为在决策期间记录的EMG数据可能有助于回答这一点。让我更有说服力的是,如果有人将TMS与不匹配范例结合使用,即试图证明在TMS到达嘴唇皮层后,对嘴唇/舌头变形者(而不是VOT变形者)的失配响应减弱了。

格雷格希科克 说过...

嗨Riikka,

Thanks for your comment. By looking 在 the number of 不同的回应 在 the category boundary versus within category, you can indeed conclude the TMS affected something. But my point was that you can'告诉*它*影响了什么。它可能只影响对象' 反应偏见 and not the acoustic 知觉 of the sounds.

刺激如何仅影响类别边界的偏见?将边界视为听觉上模糊的区域,将类别内区域视为听觉上模糊的区域。偏见在模棱两可的情况下会产生更强的作用,而在模棱两可的情况下会产生微弱甚至是疏忽的作用:如果我'我不确定我听到的是什么,如果我愿意,我的偏见会严重影响我的决定'确定我所听到的,这可以克服我的偏见。

So you can conclude that TMS affected performance 在 the boundary of a categorical 知觉 task, but you can'结论是它影响了感知歧视。你可以't tell from the data. Did you not collect responses to 相同 trials? I think I missed that in reading your paper.

格雷格希科克 说过...

嗨,马特,

我不't think I'我走得太远了。首先让我谈谈您的第二点:您认为我们可以从"different responses"在类别内条件下。但是我们已经知道FA率。我们所缺少的是*类别边界*刺激的命中率-即最模糊,因此最容易受到偏见的刺激-因此't help.

更重要的是,您问TMS如何仅影响唇音而影响偏音?'t this invoke a "motoric contribution" to syllable discrimination? Well, it suggests a motor contribution either to syllable 知觉 or 反应偏见 - we can't tell which.

How could motor lip areas contribute to 反应偏见? I'm not sure. I do know that lots of things can affect bias. For example, I could have induced the 相同 pattern of response (fewer 不同的回应) by changing the subject's仅针对与嘴唇相关的声音的激励(每错误一次S都会损失$ 1"different response"在嘴唇相关的试验中)。这是否意味着有一个"金钱贡献"嘴唇相关的音节辨别?大概这种操作没有't affect the "perception"嘴唇的声音,只有决定标准。

那如果"motoric contribution"这项任务是影响决策标准,而不是调节声音感知?也许受试者在听到配对中的第一个刺激后会产生基于运动的预测。因为刺激是模棱两可的,所以该预测反映了它们的偏见。然后,这种预测可能会在听到第二种声音时影响决策标准(或者它实际上可以调制声音响应-尽管我们需要d-素数分析才能确定这一点)。现在,应用TMS后,运动预测将被破坏,偏置也会发生变化,从而改变了响应标准和比例。"different responses."即使不影响感知的可辨别性,所有这些都可能发生。

This is just off-the-cuff speculation, but again, once we have the facts about whether 知觉 or bias has been affected by TMS we can develop theories about what is going on.

不,我让你再提一个问题。假设基于d-素数的分析表明可分辨性没有't 更改 following TMS. Doesn't this completely 更改 the interpretation of this study despite the motor specificity of the effect on proportion of 不同的回应?

格雷格希科克 说过...

你好汤姆,
对您的评论的回应如下。

"如果您认为TMS到唇皮质可能只是在改变主题' 反应偏见, wouldn't you expect TMS to also 更改 反应偏见 for ka - da?"

是的,如果这是普遍偏见,但是偏见可能是针对特定项目的。请参阅上面我对Matt的回复,以了解一种可能性。

"1)到运动皮层的TMS对语音识别没有真正一致的影响(对实验1a的两种措施之一影响不大,而对实验2的影响则完全没有影响)。"

这是重要的一点。该论文确实确实取决于鉴别数据,这是我关注该数据的原因之一。没有歧视的结果,你会产生't replicate.

"it's possible that subjects used a rehearsal strategy to make the discrimination decision (e.g. silently repeating the pair to themselves for comparison purposes). TMS to lip cortex would presumably interfere with this strategy and therefore 更改 accuracy rates."

我实际上怀疑这可能正在发生。我们需要使用d-prime进行确认,但是我的猜测是实验有效:对嘴唇区域的刺激降低了辨别歧义语音的能力。但是正如您所建议的那样,我认为TMS正在干扰以策略方式使用的发音编码:受试者听到刺激#1并将其重新编码为运动表现,然后与刺激#2进行比较。 TMS降低了以运动效应器特有的方式(酷效果)重新编码刺激的能力,并且性能下降。但是我们仍然需要知道数据是什么,然后再花太多时间思考如何解释它们。