Роль частотности леммы и словоформы при обработке и восприятии имен существительных у подростков и людей пожилого возраста

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ВЫСШАЯ ШКОЛА ЭКОНОМИКИ»

Факультет Санкт-Петербургская школа гуманитарных наук и искусств

Образовательная программа «Филология»

Выпускная квалификационная работа

Роль частотности леммы и словоформы при обработке и восприятии имен существительных у подростков и людей пожилого возраста

Ремизова Татьяна Евгеньевна

Санкт-Петербург, 2020



В данной работе представлены результаты исследования влияния возраста на морфологическую обработку существительных русского языка. Был проведен эксперимент методом лексического решения, использующий усовершенствованный дизайн исследования [Gimenes et al. 2016]. В эксперименте приняли участие подростки и пожилые взрослые. Стимулы состояли из низкочастотных и частотных форм именительного падежа единственного числа (начальной формы), именительного падежа множественного числа, а также единственного и множественного числа творительного падежа. Целью исследования было выявление преобладающего способа хранения многоморфемных слов (целиком, поморфемно или смешанно - по модели «двойного пути») в зависимости от частотности словоформы и возраста участников исследования. Для существительных в начальной форме был обнаружен эффект леммы в обеих возрастных группах, что означает поморфемный доступ к этим словам. Низкочастотные формы именительного падежа множественного числа (<1,7 ipm) хранятся поморфемно у подростков. У пожилых не было обнаружено такого порога, все такие формы обрабатывались по модели «двойного пути». Пороги частотности, ниже которых происходит декомпозиция на морфемы, для формы творительного падежа единственного числа у подростков и пожилых 0,34 ipm и 1,36 ipm, соответственно, что не соответствует предсказанному эффекту возраста в работе [Reifegerste et al. 2016]: с возрастом порог должен становиться ниже. Для существительных в форме творительного падежа множественного числа эта гипотеза подтвердилась: у пожилых порог ниже (1,19 ipm), чем у подростков (2,89 ipm). Для словоформ с частотностями выше этих значений характерна морфологическая обработка при помощи «двойного пути».



Оглавление

Введение

Глава 1. Морфологическая обработка

1.1 Модели ментального лексикона

Глава 2. Влияние частотности словоформы и леммы на морфологическую обработку людьми разных возрастов

2.1 Участники

2.2 Материал

2.3 Процедура

2.4 Анализ данных

2.5 Результаты

Заключение

Список использованной литературы

Приложение



Введение

Механизм восприятия и обработки слов, состоящих из нескольких морфем, остается не до конца изученным. За последние десятилетия было разработано большое количество моделей, представляющих устройство ментального лексикона. Ментальный лексикон можно определить как хранилище слов с их значениями и другими лингвистическими характеристиками (например, орфографическое и фонологическое представления) в памяти человека. Когда происходит восприятие слова, осуществляется доступ к его репрезентации в ментальном лексиконе [Васильева 2014, 31]. Однако о том, как именно организован ментальный лексикон, какая информация и в каком виде там хранится, до сих пор нет единого мнения. Отдельным неразрешенным вопросом является то, как в ментальном лексиконе хранятся и обрабатываются многоморфемные слова.

Существует несколько основных подходов к представлению обработки многоморфемных слов. В рамках цельнословного подхода считается, что абсолютно все формы (в том числе формы одного слова) хранятся целиком и каждая имеет свой отдельный лексический вход [Butterworth 1983], [Manelis, Tharp 1977]. В других моделях («поморфемный подход») корни и морфемы хранятся отдельно, а следовательно, при восприятии многоморфемного слова происходит его декомпозиция (то есть разложение) на морфемы [MacKay 1978], [Taft, Forster 1975]. Кроме того, существует модель, предполагающая две стадии морфологической обработки многоморфемных слов: декомпозицию на морфемы и установление связи между информацией, хранящейся с корнем, и информацией, хранящейся с аффиксом (модель интерактивной активации М. Тафта [Taft 1994], [Taft 2004]). В моделях третьего типа многоморфемное слово может быть активировано при помощи как цельнословного, так и поморфемного доступа, что может зависеть от множества факторов [Caramazza et al. 1988], [Schreuder, Baayen 1995]. Именно последний тип моделей, называемых моделями «двойного пути», на данный момент считается наиболее вероятным в отношении ментального лексикона. Подтверждения этому были найдены в экспериментах на материале немецкого [Schreuder, Baayen 1995], английского, нидерландского и французского языка [Gimenes et al. 2016]. Результаты, соответствующие модели «двойного пути», были получены и на материале русского языка [Alexeeva, Mikhailov 2018], [Savinova, Malyutina 2019]. Однако эти свидетельства немногочисленны и не позволяют сделать окончательного вывода.

Было исследовано и доказано влияние некоторых характеристик на обработку многоморфемного слова в рамках модели «двойного пути». Среди таких факторов, например, регулярность формы слова [Clahsen 1999], продуктивность словообразовательной или словоизменительной модели [Bertram et al. 2000]. Одна из важнейших и недоисследованных в данном контексте характеристик словоформы - это частотность. Во-первых, существует предположение, что низкочастотные и высокочастотные словоформы будут обрабатываться по-разному: для редко встречающихся форм скорее характерна декомпозиция на морфемы. Это было подтверждено в исследовании [Gimenes et al. 2016] на материале английского, французского и нидерландского языков. А именно, были получены пороги частотностей, ниже которых словоформы обрабатываются при помощи декомпозиции на морфемы. Во-вторых, различные типы частотности можно использовать для выявления преобладающего способа хранения и обработки многоморфемных слов. А именно, если в задачах на распознавание слова будет играть роль частотность словоформы, то это свидетельствует о цельнословном хранении. Влияние же частотности леммы является аргументом в пользу поморфемного доступа. Если обе частотности будут ускорять распознавание, это будет означать запуск обоих процессов.

Другой фактор, влияющий на морфологическую обработку, - это языковой опыт конкретного человека. Существует гипотеза о том, что с увеличением языкового опыта все больше словоформ переходят к цельнословному хранению в ментальном лексиконе. Чтобы проверить эту гипотезу, необходимо исследовать эффект возраста на морфологическую обработку, ведь именно с возрастом происходит накопление языкового опыта через восприятие и порождение речи. Пока существуют лишь единичные исследования, посвященные влиянию возраста на морфологичекую обработку: [Reifegerste et al. 2016], [Dawson et al. 2017]. Были также проведены исследования на материале русского языка: [Alexeeva, Mikhailov 2018], [Savinova, Malyutina 2019], [Savinova et al. 2018]. Однако в этих работах не были учтены эффекты частотностей.

Цель настоящей работы - исследовать эффект частотности словоформы и леммы на морфологическую обработку людьми разного возраста, а именно, а) проверить предсказания существующих моделей морфологической обработки и б) изучить влияние возраста на способ хранения многоморфемных словоформ. В рамках первой задачи также проверялась достоверность гипотезы о том, что существуют пороги собственной частотности словоформ, ниже которых формы хранятся поморфемно.

Научная значимость исследования заключается в том, что оно вносит новые данные для понимания механизмов морфологической обработки людьми разных возрастов - области, являющейся недоисследованной в современной психолингвистике. Кроме того, уже существующие исследования проводились в основном на материале более морфологически бедных языков, чем русский. Данные русского языка позволят внести вклад в понимание универсальных механизмов хранения и обработки многоморфемных слов. Для достижения цели исследования были выполнены следующие задачи:

подготовка материала для эксперимента;

программирование эксперимента;

проведение эксперимента;

предобработка и дискриптивный анализ экспериментальных данных;

статистический анализ экспериментальных данных;

формулировка выводов.

Дизайн эксперимента был основан на методологическом подходе [Gimenes et al. 2016]. Метод, использованный в эксперименте, - задание на лексическое решение. Задача испытуемых заключалась в том, чтобы как можно быстрее определить, является ли предъявленная им цепочка букв настоящим словом русского языка или нет. В качестве материала выступали низкочастотные (? 2 ipm) и частотные существительные русского языка. Стимулы принадлежали четырём экспериментальным условиям: форма единственного числа именительного падежа (начальная форма), форма множественного числа именительного падежа, форма единственного числа творительного падежа; форма множественного числа творительного падежа. В эксперименте приняло участие 42 подростка в возрасте от 12 до 17 лет и 24 пожилых взрослых в возрасте от 59 до 80 лет.

Статистический анализ данных был проведен при помощи смешанных линейных моделей. Анализ данных был осуществен в среде R с использованием библиотек lme4 и lmerTest.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и приложений. Первая глава представляет из себя обзор основных видов моделей морфологической обработки, а также уже существующие свидетельства влияния частотностей и возраста на обработку многоморфемных слов. Вторая глава посвящена экспериментальному исследования влияния частотности словоформы и леммы на морфологическую обработку людьми разного возраста. В этой главе подробно описаны дизайн эксперимента, обработка экспериментальных данных, их статистический анализ и полученные результаты. В заключении представлены основные выводы и то, как они соотносятся с результатами предыдущих исследований и с разными моделями морфологической обработки. В приложениях находится полный список стимулов из эксперимента с некоторыми их характеристиками: в Приложении А1 перечислены целевые словоформы, а в Приложении А2 псевдослова.

Глава 1. Морфологическая обработка

1.1 Модели ментального лексикона

За последние десятилетия было предложено множество моделей, описывающих устройство ментального лексикона. Более ранние модели уделяли мало внимания морфологии. К таким моделям можно отнести модель лексического поиска [Forster 1976], логогенную модель [Morton 1969], модель интерактивной активации [McClelland, Rumelhart 1981]. Они фокусировались на описании орфографического представления и не предлагали описания механизма доступа к многоморфемным словам и их хранения. Однако в более поздних моделях [Taft 2004], [Schreuder, Baayen 1995] обработка многоморфемных слов была разобрана подробнее (см. ниже).

В целом существует два основных подхода. Слово, состоящее из нескольких морфем, может храниться в ментальном лексиконе как целая единица или поморфемно. Кроме того, возможно, что процессы цельнословного и поморфемного доступа к слову запускаются параллельно для каждого слова и выбор одного из путей зависит от некоторых факторов. В зависимости от того, описывает ли модель только один, в целом наиболее эффективный способ обработки слова или же допускает оба процесса, все модели можно разделить на две группы.

Модели «одного пути»

Модели первой группы предполагают, что все словоформы хранятся в ментальном лексиконе целиком или все хранятся поморфемно. Первый тип таких моделей предполагает исключительно цельнословное хранение (англ. full-listing models), то есть, все формы одного слова хранятся отдельно друг от друга, а многоморфемные формы не раскладываются на морфемы. Одна из наиболее известных ранних моделей такого типа была представлена в работе [Butterworth 1983]. Существуют и другие модели цельнословного доступа, различающиеся между собой в представлении связей между словоформами в ментальном лексиконе. Модель [Manelis, Tharp 1977] предполагает, что каждая многоморфемная словоформа имеет свой независимый лексический вход, как и одноморфемные формы, а формы одного и того же слова связаны между собой в такой же степени, как и любые другие слова. Другие же модели [Lukatela et al. 1980], [Feldman, Fowler 1987] постулируют наличие особых связей между словоформами и их леммой: лемма хранит информацию о частотности и является ядром кластера, состоящего из всех форм с этой леммой, которые, в свою очередь, не хранят информацию о частотностях. Модель [Feldman, Fowler 1987] также предполагает, что связи между леммой и ее словоформами теснее, чем между словоформами, поэтому при активации леммы происходит активация форм, а при активации словоформы активируется лемма, но не другие словоформы.

Преимущества моделей цельнословного доступа заключаются в отсутствии списка правил и затратных вычислений. Однако такие модели требуют большого объема памяти для хранения всех словоформ.

Другой тип моделей «одного пути» - модели поморфемного доступа (англ. full-parsing models), предполагающие, что морфемы хранятся в ментальном лексиконе отдельно. Есть модели, представляющие морфемы не связанными между собой единицами в ментальном лексиконе [MacKay 1978], а есть те, которые постулируют некоторые связи между морфемами, образующие уже существующие слова [Bradley 1980].

Одна из интересных моделей поморфемного хранения - это модель интерактивной активации М. Тафта [Taft 1994], [Taft 2004]. Она предполагает две стадии морфологической обработки многоморфемных слов: на первой (обязательной) стадии происходит декомпозиция слова на морфемы, а на второй стадии устанавливается связь между информацией, хранящейся с корнем, и информацией, хранящейся с аффиксом.

Модели полной декомпозиции не требует хранения в ментальном такого количества единиц, как модели цельнословного хранения. Однако декомпозиция на морфемы означает огромное количество вычислений, что делает модели, подразумевающие исключительно поморфемный доступ к многоморфемным словам, неэкономными.

Модели «двойного пути»

В отличие от моделей, описанных выше, модели «двойного пути» утверждают, что доступ к многоморфемным словам в ментальном лексиконе может осуществляться как цельнословно, так и поморфемно. То, как именно будет происходить морфологическая обработка словоформы, может зависеть от ряда факторов: регулярности формы слова [Clahsen 1999], продуктивности словообразовательной или словоизменительной модели [Bertram et al. 2000] и др.

Одна из моделей «двойного пути» - модель расширенной адресной морфологии (англ. Augmented Addressed Morphology, AAM), которая предполагает цельнословный доступ к словам как основной путь и поморфемный доступ как путь для очень редких или новых слов [Caramazza et al. 1988].

Другую известную модель «двойного пути» иногда называют моделью морфологических скачек (англ. Morphological Race Model). В ней процессы цельнословного доступа и декомпозиции на морфемы протекают одновременно [Schreuder, Baayen 1995]. Процесс, который займет меньше времени, «выигрывает скачку». То, какой процесс окажется быстрее, цельнословный доступ или декомпозиция на морфемы, зависит от нескольких факторов: словоизменение/словообразование, продуктивность аффикса (для слов с непродуктивными аффиксами не было найдено свидетельств декомпозиции) и омонимичность аффикса [Bertram et al. 2000].

Экспериментальная проверка моделей морфологической обработки

Одна из наиболее распространенных методик, применяемых для проверки морфологических моделей, - задание на лексическое решение [Васильева 2014, 38]. В ходе эксперимента, использующего такой метод, участнику последовательно предъявляются цепочки букв на экране. Задача испытуемого - как можно быстрее определить, является ли цепочка букв настоящим словом или нет. Время распознавания слов записывается для дальнейшего анализа: считается, что различия во времени реакции отражают особенности морфологической обработки слов и их хранения в ментальном лексиконе.

Задание на лексическое решение может быть модифицировано, что касается представления стимулов и их особенности. Одна из таких возможных модификаций - морфологический прайминг. Этот метод предполагает предъявление прайма перед целевым словом. В качестве праймов обычно используются однокоренные слова с целевым словом или же другие формы целевого слова. Таким образом можно изучить связь между однокоренными словами и между формами одного слова. Положительный прайминг-эффект может говорить о кластерном устройстве ментального лексикона, а также о декомпозиции слова на морфемы при его обработке. Кроме того, праймами могут быть целевые слова с переставленными буквами на стыке морфем или внутри морфемы. Если наблюдается эффект прайминга со словами с переставленными буквами внутри морфемы, но не на стыке, это может быть аргументом в пользу поморфемного доступа. Также в качестве праймов можно использовать псевдослова с корнями целевого слова. Эффект прайминга для таких праймов, но не для праймов с другими «корнями», также может свидетельствовать о поморфемном доступе [Васильева 2014, 39-40].

Влияние возраста на морфологическую обработку

Существует гипотеза, что чем больше у человека опыта распознавания слов, тем больше вероятность, что слова будут храниться в ментальном лексиконе целиком. Языковой опыт человека растет с возрастом, а значит, возраст теоретически может влиять на морфологическую обработку: можно ожидать, что с возрастом будет преобладать цельнословный доступ.

Связь возраста и способа морфологической обработки пока мало изучена, однако, некоторые экспериментальные исследования уже были проведены. Одна из работ, посвященная этой теме, - [Reifegerste et al. 2016]. Авторами было проведено два эксперимента на лексическое решение - один на материале существительных немецкого языка, другой на материале существительных нидерландского языка. В обоих экспериментах участвовали молодые взрослые (от 18 до 26 лет) и люди пожилого возраста (от 60 до 75 лет). В качестве стимулов были подобраны существительные в единственном и множественном числе с доминантной формой единственного или множественного числа. Анализировалось влияние числа и доминантности по числу на время реакции. В результате было выявлено различие в морфологической обработке у молодых и пожилых носителей немецкого языка: молодые участники эксперимента обрабатывали словоформы методом полной декомпозиции на морфемы, в то время как пожилые люди хранят высокочастотные словоформы в ментальном лексиконе целиком, а низкочастотные слова обрабатывают поморфемно. Полученные результаты по нидерландскому языку, однако, не свидетельствуют о значимом различии между возрастными группами: для обеих групп характерен запуск параллельных путей, осуществляющих как поморфемный доступ, так и цельнословный. Причину различий в морфологической обработке между языками авторы видят в уровне морфологической сложности языка: так как немецкий язык обладает более сложной морфологией, чем нидерландский, для немецкого более характерен поморфемный доступ к словам.

Другая работа, в которой исследовался эффект возраста на морфологическую обработку, - [Dawson et al. 2017]. Авторами был проведен эксперимент с методом лексического решения. Участвовало в эксперименте 50 детей (7-9 лет), 37 подростков младшего возраста (12-13 лет), 36 подростков старшего возраста (16-17 лет) и 31 взрослый (средний возраст - 20). Исследование проводилось на материале английского языка и включало 60 псевдослов, половина из которых состояла из настоящих корней и настоящих аффиксов. Кроме того, 60 настоящих многоморфемных и одноморфемных слов было включено в эксперимент в качестве филлеров. Чтобы сделать вывод о способе обработки слов, авторы анализировали восприятие псевдослов, которые по определению не могут храниться в ментальном лексиконе. Если доступ ко всем словам осуществляется цельнословно, различия в восприятии псевдослов, состоящих из настоящих морфем, и других псевдослов не должно быть обнаружено. Гипотеза об увеличении цельнословного доступа с возрастом не подтвердилась: все возрастные группы оказались чувствительны к морфологической структуре стимулов.

На материале русского языка также были проведены исследования, направленные на изучение влияния возраста на морфологическую обработку. В работе [Alexeeva, Mikhailov 2018] описаны результаты эксперимента, использующего в качестве метода задание на лексическое решение с праймингом. Участниками эксперимента стали 48 подростков (14-17 лет), 42 молодых взрослых (20-31 лет) и 29 пожилых взрослых (66-92 лет). Исследование проводилось на материале русских существительных. Праймы были подобраны по разным переменным: тип прайма (орфографический сосед целевого слова или нет), тип формы (начальная или косвенная), соотношение частотностей прайма и целевого слова (прайм частотнее целевого слова или наоборот). Праймы-орфографические соседи, то есть слова с перестановкой двух соседних букв, различались по месту этой перестановки: на стыке морфем или внутри морфемы. Анализ данных позволил сделать вывод о том, что молодые взрослые обрабатывают многоморфемные слова методом «двойного пути»: предположительно начальные формы хранятся целиком, а косвенные подвергаются декомпозиции. Это подтверждается эффектом прайминга для праймов в начальной форме, но не для праймов в косвенной форме. Кроме того, было обнаружено взаимодействие между формой прайма и соотношением частотности прайма и целевого слова. Для двух других возрастных групп - подростков и пожилых взрослых - не было сделано однозначного вывода о способе морфологической обработки: это может быть как цельнословный доступ, так и модель «двойного пути», однако, были найдены подтверждения того, что основной путь морфологической обработки точно не поморфемный доступ.

С целью получить данные о морфологической обработке многоморфемных слов людьми разных возрастов на материале русского языка был проведен эксперимент с заданием на лексическое решение [Savinova, Malyutina 2019]. Эксперимент повторял дизайн уже ранее упомянутого исследования [Reifegerste et al. 2016]. Материалом послужили русские существительные: 56 существительных, доминантных по единственному числу, и 56 существительных, доминантных по множественному числу. В эксперименте приняли участие 40 подростков (9-14 лет), 52 молодых взрослых (18-30 лет) и 54 пожилых взрослых (60-87 лет). Эффект возраста на восприятие многоморфемных слов не был выявлен: результаты указывают на модель «двойного пути» для всех возрастов.

[Savinova et al. 2018] исследовали морфологическую обработку русских прилагательных, используя методику «иллюзорных соединений». В эксперименте приняли участие 20 подростков (11-14 лет), 36 молодых взрослых (19-30 лет) и 16 людей пожилого возраста (60-80 лет). Значимых различий между возрастными группами не было обнаружено.

До сих пор для русского языка не были изучены эффекты частотности леммы и частотности словоформы на морфологическую обработку многоморфемных слов. Влияние возраста на морфологическую обработку могло оказаться скрытым в ранее упомянутых исследованиях из-за эффекта частотностей. Предыдущие эксперименты использовали другие дизайны и их выводы опирались на другие результаты.

Влияние частотности на морфологическую обработку

Один из способов установить, какая модель точно описывает хранение многоморфемных слов и доступ к ним в ментальном лексиконе, - анализ эффектов частотностей [Васильева 2014, 46]. Каждая словоформа имеет свою собственную частотность, называемую иногда поверхностной частотностью. Частотностью леммы называют сумму частотностей всех форм одного слова. Под леммой здесь подразумевается абстрактное представление всех форм одного слова. На основании того, какая из частотностей влияет на время распознавания многоморфемной словоформы, можно сделать вывод о том, какая модель верна в своих представлениях о морфологической обработке многоморфемных слов. Эффект частотности словоформы, но не частотности леммы свидетельствует о цельнословном хранении. Эффект леммы, но не словоформы, указывает на декомпозицию на морфемы.

Что касается предсказаний моделей, то модели цельнословного доступа предсказывают эффект частотности словоформы, но не эффект частотности леммы. Напротив, модели поморфемного доступа ожидают влияние исключительно частотности леммы. Модель Тафта [Taft 1994] предсказывает эффекты обеих частотностей для многоморфемных слов. Модель «двойного пути» [Schreuder, Baayen 1995] ожидает, что на распознавание низкочастотных многоморфемных слов будет влиять частотность леммы, в то время как для высокочастотных слов будет выявлен только эффект поверхностной частотности. Для словоформ средней частотности эта модель предсказывает либо эффект частотности леммы, либо эффект частотности словоформы, но не оба эффекта одновременно.

Эффекты частотностей были обнаружены в экспериментах на материале германских и романских языков: английского [Taft 1979], нидерландского [Baayen et al. 1997], немецкого [Schreuder, Baayen 1995] и французского [Colй et al. 1989]. Одна из работ, которая также исследует влияние частотностей на время распознавания слов в задаче на лексическое решение, - [Gimenes et al. 2016]. Важно, что авторы обращали внимание на собственную частотность словоформ и то, как она влияет на способ морфологической обработке.

В статье [Gimenes et al. 2016] представлены данные о морфологической обработке существительных единственного и множественного числа. Исследование проходило на материале трех языков: французского, английского и нидерландского. Главной целью было проверить предсказания модели Тафта и модели «двойного пути» касательно морфологической обработки словоформ разной частотности, а также сравнить результаты по трем языкам. Для этого авторы исследовали влияние поверхностной частотности и частотности леммы на время лексического решения, извлеченного из мега-исследований по трем языкам, содержащих время реакции на тысячи слов от сотен участников.

В качестве материала были отобраны существительные с регулярной формой множественного числа на -s, которые не совпадали с формами глаголов или прилагательных. Частотности для каждой словоформы были получены из корпуса субтитров. По уровню частотности все словоформы делились на три группы: низкочастотные формы (меньше 2 ipm), формы средней частотности (между 2 ipm и 20 ipm) и высокочастотные формы (больше 20 ipm).

Регрессионный анализ выявил эффект частотности леммы для форм единственного числа во всех трех языках, однако, авторы не делают вывод о поморфемном хранении. Объяснением эффекта леммы может служить то, что форма единственного числа у существительного - его основная форма, то есть лемма. Предположительно, при обработке любой формы активируется и лемма. Из-за этого при обработке самой начальной формы оказывается важна суммарная частотность всех словоформ от этой леммы.

Такой результат не противоречит ни модели Тафта, ни модели «двойного пути». На распознавание форм множественного числа средней и низкой частотности повлияли обе частотности, что соответствует предсказаниям модели Тафта, но не модели «двойного пути», которая предсказывала только эффект леммы для низкочастотных форм множественного числа и эффект леммы или эффект формы, но не оба одновременно для форм множественного числа средней частотности. Для высокочастотных форм множественного числа не было выявлено ни одного из двух эффектов.

В ходе анализа были установлены пороги частотностей, ниже которых был обнаружен только эффект частотности леммы, что было предсказано моделью «двойного пути» [Schreuder, Baayen 1995] и указывает на поморфемный доступ к таким формам. Значения различны для трех языков: 1,77 для французского, 0,84 для нидерландского и 0,71 для английского. Такое различие между языками может быть объяснено тем, насколько каждый из них морфологически богат: чем язык морфологически сложнее, тем выше будет этот порог.



Глава 2. Влияние частотности словоформы и леммы на морфологическую обработку людьми разных возрастов

Для исследования влияния частотностей формы и леммы на морфологическую обработку многоморфемных слов у людей разного возраста был проведен эксперимент с методикой лексического решения. В эксперименте был использован усовершенствованный дизайн из [Gimenes et al. 2016].

2.1 Участники

В эксперименте участвовало 66 человек двух возрастных групп: 42 подростка (средний возраст 16 лет, диапазон 12-17 лет) и 24 пожилых человека (средний возраст 71 год, диапазон 59-80 лет). Данные, полученные от двух подростков, были исключены из анализа из-за большого количества неверных ответов (> 25%).

Все участники - носители русского языка как единственного родного. Они имели нормальное или скорректированное до нормального (при помощи очков или линз) зрение и не имели психиатрических заболеваний.

2.2 Материал

Всего в эксперименте было представлено 116 русских существительных (Приложение А1), в четырех формах: именительного падежа единственного числа (начальная форма), именительного падежа множественного числа, творительного падежа единственного числа и творительного падежа множественного числа. Формы именительного падежа единственного и множественного числа были включены в эксперимент, так как восприятие именно этих форм было исследовано в работе [Gimenes et al. 2016]. Форма творительного падежа единственного числа была добавлена, чтобы протестировать косвенную форму единственного числа, что было невозможно сделать на ранее протестированных языках (английском, французском, нидерландском) в связи с их морфологической структурой. Форма творительного падежа множественного числа была включена в эксперимент для выравнивания форм единственного и множественного чисел. Также включение форм творительного падежа множественного числа позволило проверить, насколько валидны полученные в эксперименте данные. Ранее было показано, что формы единственного числа обрабатывается быстрее множественного, а формы именительного падежа быстрее форм косвенных падежей [Gor et al. 2017], [Vasilyeva 2018]. Таким образом, симметричный дизайн позволил определить, присутствуют ли эффекты числа и падежа в наших данных, а следовательно, сделать вывод о качестве собранных данных.

В качестве косвенного падежа был выбран именно творительный, потому что, в отличие от других косвенных падежей русского языка, его формы не омонимичны формам других падежей.

Слова были выбраны таким образом, чтобы они образовали четыре равные по количеству группы на основании частотностей форм. Первую группу составили слова, у которых частотность формы именительного падежа множественного числа и творительного падежа единственного числа не превышают 2 ipm. Во вторую группу попали существительные, у которых частотности этих форм больше или равны 2 ipm. Третья группа включала в себя слова, у которых частотность формы именительного падежа множественного числа меньше 2 ipm, а частотность формы творительного падежа единственного числа больше или равна 2 ipm. Четвертая группа состояла из слов, у которых, напротив, частотность формы именительного падежа множественного числа была больше или равна 2 ipm, а частотность формы творительного падежа единственного числа не превышала 2 ipm. Каждая группа состояла из 29 слов. Такой принцип подбора стимулов позволил включить в эксперимент словоформы различных частотностей.

При подборе стимулов также учитывалась их длина: все словоформы состояли из 4-10 букв. Кроме того, по возможности выбирались такие существительные, у которых ни одна из четырех форм не совпадает с другими формами, например, глаголов или прилагательных.

Методика лексического решения требовала включения в эксперимент псевдослов - цепочек букв, имитирующих слова русского языка, то есть не нарушающих орфографические правила языка. Было подобрано 112 таких псевдослов (Приложение А2), каждое тоже в четырех формах: именительный падеж единственное и множественное число, творительный падеж единственное и множественное число. Все стимулы для эксперимента (настоящие слова и псевдослова) были подобраны с помощью базы данных StimulStat [Alexeeva et al. 2018].

Итак, всего в эксперименте было 912 стимулов: 464 словоформ русских существительных и 448 псевдословоформ. Существительные были распределены по четырем экспериментальным листам методом латинского квадрата, то есть так, чтобы каждый участник исследования видел каждое слово, но только в одной форме. То есть, каждому испытуемому было предъявлено 228 словоформ: 116 словоформ русского языка и 112 псевдословоформ.

2.3 Процедура

Перед началом эксперимента для каждого участника фиксировались их пол и возраст, а также каждому участнику присваивался специальный код из комбинации букв и цифр для того, чтобы сохранить анонимность.

До эксперимента испытуемым не разглашались цели исследования. Перед выполнением задания они получили краткий инструктаж о процедуре эксперимента, затем им была предложена тренировочная версия эксперимента, по процедуре повторяющая основную часть эксперимента. Это было сделано, чтобы испытуемый освоился с процедурой эксперимента. После выполнения тренировочной версии задания, испытуемый, если у него не оставалось вопросов, приступал к основной части эксперимента.

Процедура эксперимента была следующей: в начале участникам в течении 1000-1500 мс предъявлялась фиксационная звездочка (*), а затем им предъявлялся стимул. Задание испытуемого заключалось в установлении, является ли этот стимул словом русского языка или нет. Если участник распознавал цепочку букв как настоящее слова, он должен был нажать на клавиатуре J, если же он считал, что цепочка букв на экране не является словом, он нажимал F. При этом фиксировались правильность и скорость ответов. В рамках основной части эксперимента каждому участнику было предъявлено всего 228 стимулов: 116 настоящих слов и 112 псевдослов. Тренировочная часть состояла из восьми стимулов: четырех слов и четырех псевдослов. Эксперимент был запрограммирован в программном обеспечении PsychoPy3.

2.4 Анализ данных

После проведения эксперимента от каждого участника был получен датасет, содержащий сами стимулы и их ID, падеж, число, тип стимула (слово или псевдослово), частотность словоформы и частотность леммы (для настоящих слов), скорость реакции, правильность ответа и некоторые другие переменные, в том числе об участнике эксперимента (ID, пол, возраст).

Данные были объединены в два датасета - для подростков и пожилых. Были оставлены только те переменные, которые необходимы для анализа, - стимул, ID стимула, тип стимула, частотность формы, частотность леммы, падеж, число, скорость реакции, правильность ответа, ID участника, пол, возраст. Из датасета были удалены участники, доля правильных ответов которых составила меньше 75%. (2 подростка и 0 пожилых). Затем были удалены все псевдослова, а также целевые стимулы, процент правильных реакций на которые был меньше 67% (12 стимулов у подростков и 2 стимула у пожилых). Порог взят из [Gimenes et al. 2016]. После этого были исключены все неверные ответы, которые составили от оставшихся наблюдений 4,8% у подростков и 1,3% у пожилых (от оставшихся наблюдений). Далее были удалены выбросы, а именно реакции, отклоняющиеся от времени средней реакции на 2,5*стандартного отклонения в любую сторону (2,7% наблюдений у подростков и 1,5% наблюдений у пожилых).

Для каждого слова была подсчитана его длина в буквах. Для каждой словоформы было также посчитано количество орфографических соседей (близких по написанию слов) как сумма четырех типов соседей: полученных перестановкой (сон нос), заменой (сок сон), добавлением (сок срок) или удалением букв (срок сок). Данные о количестве таких соседей были получены в StimulStat. Известно, что длина и количество соседей влияют на скорость реакции в задаче на лексическое решение, поэтому они были включены в регрессионную модель (см. ниже) в качестве ковариатов.

Частотность леммы была логарифмирована. Так как частотность леммы и частотность словоформы имеют сильную корреляцию между собой, вместо собственно поверхностной частотности была использована мера «поверхностная информация» (англ. Surface Information) [Gimenes et al. 2016]. «Поверхностная информация - логарифмированный результат деления частотности словоформы на частотность леммы.

Результаты дополнительных преобразований данных о целевых словах, а также такие переменные как длина словоформы и мера соседей отображены в Приложении А1.

Статистический анализ данных был осуществлен с помощью смешанных линейных моделей со случайными эффектами участника и целевого слова. Для этого была использована среда R и библиотеки lme4 и lmerTest. Данные подростков и пожилых взрослых анализировались отдельно. Для каждого из четырех экспериментальных условий (именительного падежа единственного и множественного числа и творительного падежа единственного и множественного числа) были подобраны модели с помощью функции step() из библиотеки lme4. Зависимой переменной выступала скорость реакции (в моделях -1/скорость реакции). Исследовалась ее связь с поверхностной частотностью (в моделях Surface Information), и частотностью леммы (в моделях логарифмированная частотность леммы). В качестве дополнительных независимых переменных в модели были введены длина целевого слова и мера соседей.

2.5 Результаты

Эффекты числа и падежа

Чтобы установить, валидны ли полученные экспериментальные данные, был проведен анализ влияния числа и падежа на время обработки словоформ. В исследованиях [Gor et al. 2017], [Vasilyeva 2018] был доказан эффект числа и падежа на время реакции: формы именительного падежа обрабатываются быстрее форм косвенных падежей, а формы существительных единственного числа обрабатываются быстрее форм множественного числа. Чтобы проверить эффект падежа и числа, был проведен отдельный анализ методом смешанной линейной регрессии на всем массиве данных, в котором независимыми переменными были число, падеж, частотность леммы, поверхностная частотность, длина и количество соседей.

На Графике 1 представлены средние значения времени реакции для всех четырех форм существительных у подростков. Результаты соответствуют ожиданиям. Существительные в начальной форме, то есть в форме именительного падежа единственного числа обрабатываются быстрее всего (720 мс). Формы именительного падежа множественного числа обрабатываются медленнее (747 мс). Формы творительного падежа обрабатываются медленнее форм именительного падежа (768 мс единственное число и 817 мс множественное число). Существительные в форме творительного падежа обрабатываются медленнее всего из-за эффектов падежа и числа. Значимость различий подтверждаются с помощью смешанной линейной модели: выявляется эффект падежа (p <0,05) и числа (p <0,01).

Для пожилых взрослых были получены схожие результаты. На Графике 2 представлены средние значения времени реакции для четырех экспериментальных условий: именительный падеж единственное число (923 мс, быстрее всего), именительный падеж множественное число (986 мс), творительный падеж единственное число (1003 мс) и творительный падеж множественное число (1094 мс, медленнее всего). Обнаружена та же закономерность: формы именительного падежа обрабатываются быстрее форм творительного падежа (p <0,01), формы единственного числа обрабатываются быстрее форм множественного числа (p <0,001).

График 1. Средние значения времени реакции у подростков

По данным средних значений времени реакции можно также сравнить подростков и пожилых. Сравнив два средних, получаем значимое различие: подростки обрабатывают слова быстрее пожилых взрослых (mean1 = 762, mean2 = 1001, t(3604) = -29,037, p <0,001, t-тест для несвязанных выборок).

Эффект частотности словоформы и леммы

Для обеих возрастных групп для каждого типа стимулов были построены отдельные смешанные линейные регрессионные модели. В качестве зависимой переменной выступало время реакции. Предикторы - частотности (логарифмированная частотность леммы и Surface Information), контрольные переменные - длина слова и мера орфографических соседей. Подобранные модели и полученные p-значения для эффектов частотностей леммы и словоформы представлены в Таблице 1 для подростков и в Таблице 2 для пожилых.

График 2. Средние значения времени реакции у пожилых взрослых

Таблица 1. Регрессионный анализ. Подростки

	nom.sg	nom.pl	inst.sg	inst.pl
модель	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + length + (1 | participant) + (1 | target)	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + (log(lemfreq) | participant) + (1 | target)	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + length + (1 | participant) + (1 | target)	RT ~ SI + log(lemfreq) + (1 | target) + (1 | participant)
эффект частотности леммы (p-value)	0,001 **	<0,001 ***	0,002 **	0,001 **
эффект частотности словоформы (p-value)	0,137	0,037 *	0,06 .	0,007 **
Уровни значимости: 0 `***' 0,001 `**' 0,01 `*' 0,05 `.' 0,1 ` ' 1

У подростков для форм единственного числа обоих падежей был обнаружен только эффект леммы, что может являться свидетельством полной декомпозиции таких словоформ при их восприятии. Для форм множественного числа обоих падежей обнаружены оба эффекта, что соответствует модели «двойного пути».

Таблица 2. Регрессионный анализ. Пожилые взрослые

	nom.sg	nom.pl	inst.sg	inst.pl
модель	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + (1 | participant) + (1 | target)	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + (length | participant) + (1 | target)	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + ONM + (1 | participant) + (1 | target)	-1/RT ~ SI + log(lemfreq) + ONM + length + (1 | target) + (1 | participant)
эффект частотности леммы (p-value)	0,001 **	<0,001 ***	0,01 *	0,001 **
эффект частотности словоформы (p-value)	0,719	0,005 **	0,726	0,279
Уровни значимости: 0 `***' 0,001 `**' 0,01 `*' 0,05 `.' 0,1 ` ' 1

У пожилых участников эксперимента был обнаружен только эффект частотности леммы для всех словоформ, кроме именительного падежа множественного числа, - там были выявлены эффекты обеих частотностей.

На данном этапе анализа было выявлено только одно различие в морфологической обработке между двумя возрастными группами. Оно заключается в обработке форм творительного падежа множественного числа: в обеих возрастных группах наблюдается влияние частотности леммы на время реакции, но у подростков также был обнаружен эффект частотности словоформы. Это может означать, что пожилые люди обрабатывают многоморфемные слова поморфемно, а подростки используют метод двойного пути.

Как сказано выше, в целом для форм именительного падежа единственного числа был обнаружен эффект леммы в обеих возрастных группах, что должно означать поморфемный доступ. Однако такой результат может быть из-за особого статуса формы именительного падежа единственного числа в качестве начальной формы. Предположительно, при обработке любой формы активируется и ее начальная форма. Из-за этого при обработке самой начальной формы оказывается важна суммарная частотность всех словоформ одного слова.

Установление порогов частотностей

Для более точного анализа влияния частотности словоформы и леммы на морфологическую обработку для каждой формы был проведен дополнительный анализ, нацеленный на установление порогов частотностей, с переходом которых значим становился тот или иной эффект частотности. Этим анализом мы хотели проверить гипотезу о том, что очень редкие слова хранятся в ментальном лексиконе поморфемно. То есть в задаче на лексическое решение для таких словоформ будет значим только эффект леммы. Однако также могло быть, что после какого-то порога словоформы начинают храниться целиком. Поэтому мы запустили множество моделей сначала постепенно удаляя слова с высокой частотностью. Затем эта процедура была запущена в обратную сторону: удаляя слова с низкой частотностью. Сравнение моделей между собой позволило определить искомые пороги частотностей (или отсутствие таких порогов).

Что касается форм именительного падежа единственного числа, то нам не удалось обнаружить порогов перехода от влияния одной частотности к другой. Для всех таких словоформ играет роль частотность леммы. Это подтверждает вывод об особом статусе данных форм (см. выше).

Для формы именительного падежа множественного числа был найден промежуток частотностей, в котором обнаруживается только эффект леммы, то есть формы с такими частотностями хранятся поморфемно. Эти интервалы различаются между подростками и пожилыми: <1,7 ipm у подростков и 8,5-10,54 ipm у пожилых. Большая часть форм за пределами этих частотностей обрабатываются по модели двойного пути: часть форм хранится целиком, часть - поморфемно (модели показывают отсутствие значимых эффектов частотностей леммы и формы). У пожилых также был обнаружен промежуток, на котором выявляются оба эффекта (7,48-8,5 ipm), что соответствует модели Тафта. Однако стоит немного остановиться на результатах для пожилых. Так как ожидалось, что эффект леммы будет характерен только для низкочастотных слов и обнаруженные промежутки частотностей (8,5-10,54 ipm и 7,48-8,5 ipm) очень узкие, то мы склонны думать, что данные пороги -- артефакты статистического анализа. То есть можно предполагать, что все формы именительного падежа множественного числа в группе пожилых хранятся по модели двойного пути. Однако для более точного вывода необходимо провести повторный эксперимент, увеличив количество словоформ именительного падежа множественного числа в диапазоне от 7,48 до 10,54 ipm.

Для формы творительного падежа единственного числа были обнаружены пороги, ниже которых формы хранятся поморфемно: 0,34 ipm у подростков и 1,36 ipm у пожилых взрослых. У подростков был также обнаружен эффект частотности формы на промежутке от 0,34 до 2,38 ipm, что означает цельнословный доступ для этих форм.

Для формы творительного падежа множественного числа были выявлены как эффект леммы (до 2,89 ipm у подростков и до 1,19 ipm у пожилых), что свидетельствует о поморфемном доступе, так и эффект формы (от 3,4 до 4,59 ipm у подростков и от 1,53 до 2,55 ipm у пожилых людей), что означает цельнословное хранение.



Заключение

Итак, в ходе исследования были получены данные, позволяющие делать выводы об особенностях морфологической обработки людьми разных возрастов, а именно подростками и пожилыми взрослыми. Для этого было изучено влияние частотности словоформы и частотности леммы на скорость реакции. лексикон словоформа морфологический падеж

Результаты для форм именительного падежа единственного числа не противоречат предыдущим исследованиям [Gimenes et al. 2016]: на скорость обработки всех начальных форм влияет частотность леммы, то есть сумма частотностей всех форм одного слова, что происходит из-за особого статуса этой формы. Такие результаты были получены для обеих возрастных групп.

Однако обнаружены и некоторые различия в хранении многоморфемных слов у подростков и людей пожилого возраста. Ожидалось, что за счет более богатого языкового опыта пожилые люди будут хранить больше слов целиком и меньше полагаться на морфемную декомпозицию, то есть, поморфемный доступ должен был применяться только для самых низкочастотных слов. Подтверждение этому можно найти в обработке форм творительного падежа множественного числа: порог частотности, ниже которого формы обрабатываются поморфемно, ниже у пожилых людей, чем у подростков (1,19 ipm против 2,89 ipm). Анализ для других форм, однако, не подтверждает эту гипотезу. Пороги для формы творительного падежа единственного числа у подростков и пожилых 0,34 ipm и 1,36 ipm, соответственно. Низкочастотные формы именительного падежа множественного числа (<1,7 ipm) обрабатываются подростками поморфемно, в то время как для пожилых людей оказалось невозможным установить этот порог. Словоформы с собственной частотностью выше этих порогов обрабатываются согласно модели «двойного пути».

Пороги частотностей, ниже которых словоформы обрабатываются поморфемно были получены ранее для других языков: 0,71 ipm для английского, 0,84 ipm для нидерландского и 1,77 ipm для французского [Gimenes et al. 2016]. Ожидалось, что пороги для русского языка окажутся выше из-за его более богатой морфологии. Однако это не подтвердилось на большей части данных. Высокий порог (2,89 ipm) был обнаружен только для весьма редкой формы - творительного падежа множественного числа. Такой результат получен на данных подростков, для которых был предсказан более высокий порог из-за их небольшого языкового опыта по сравнению со взрослыми.

В будущем стоит провести дополнительный эксперимент, чтобы уточнить влияние частотностей на обработку форм именительного падежа множественного числа пожилыми людьми. Кроме того, можно было бы увеличить количество возрастных групп, например, включить в исследование молодых взрослых. Переменная возраста могла бы рассматриваться как непрерывная при большом количестве испытуемых.



Список использованной литературы

1. Васильева, М. Д. “Ментальный Лексикон: Где же Место Морфологии?.” Российский журнал когнитивной науки 1.4, 2014, с. 31-57.

2. Alexeeva, Svetlana, and Vladislav Mikhailov. “Does COATS Prime COAST? Masked Priming With Transposed-Letter Noun Forms in Russian.” Neurobiology of Speech and Language, 2018, p. 41.

3. Alexeeva, Svetlana, Natalia Slioussar, and Daria Chernova. “StimulStat: A Lexical Database for Russian.” Behavior research methods, vol. 50, no. 6, 2018, pp. 2305-15.

4. Baayen, R. Harald, Ton Dijkstra, and Robert Schreuder. “Singulars and Plurals in Dutch: Evidence for a Parallel Dual-Route Model.” Journal of memory and language, vol. 37, no. 1, 1997, pp. 94-117.

5. Bertram, Raymond, Robert Schreuder, and R. Harald Baayen. “The Balance of Storage and Computation in Morphological Processing: The Role of Word Formation Type, Affixal Homonymy, and Productivity.” Journal of experimental psychology: Learning, memory, and cognition, vol. 26, no. 2, 2000, p. 489.

6. Bradley, Dianne. “Lexical Representation of Derivational Relation.” Juncture, 1980, pp. 37-55.

7. Butterworth, Brian. “Lexical Representation” In B. Butterworth (Ed.), Language Production. Vol. 2. 1983, pp. 257-94.

8. Caramazza, Alfonso, Alessandro Laudanna, and Cristina Romani. “Lexical Access and Inflectional Morphology.” Cognition, vol. 28, no. 3, 1988, pp. 297-332.

9. Clahsen, Harald. “Lexical Entries and Rules of Language: A Multidisciplinary Study of German Inflection.” Behavioral and brain sciences, vol. 22, no. 6, 1999, pp. 991-1013.

10. Colй, Pascale, Cйcile Beauvillain, and Juan Segui. “On the Representation and Processing of Prefixed and Suffixed Derived Words: A Differential Frequency Effect.” Journal of Memory and Language, vol. 28, no. 1, 1989, pp. 1-13.

11. Dawson, Nicola, Kathleen Rastle, and Jessie Ricketts. “Morphological Effects in Visual Word Recognition: Children, Adolescents, and Adults.” Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, vol. 44, no. 4, 2018, p. 645.