幼儿和成人语言预测与动作预测之间的关系

《Language, Cognition and Neuroscience》：The relationship between language prediction and action prediction in toddlers and adults

　　

预测在动作处理和语言理解中均扮演关键角色，然而，个体在动作预测中的差异是否与语言预测中的个体差异相关仍不明确。研究人员采用眼动追踪（eye-tracking），在平行动作预测任务和语义预测任务中，考察了2岁挪威语幼儿（实验1）和挪威语成人（实验2）的预测性注视行为。两组被试在每个任务中均表现出稳健的预测性注视。在幼儿中，未观察到动作预测与语义预测任务之间存在关系。相比之下，在成人中发现了两个任务之间的显著正相关。这些发现表明，尽管预测动作和语言信息的能力在两岁时已存在，但跨领域预测表现的协调出现在发育后期。该结果与以下可能性一致：跨领域的预测加工过程随着经验和成熟而日益协调。

**论文解读：幼儿与成人语言预测与动作预测之间的关系**

**研究背景与问题**

预测（prediction）在动作加工（action processing）和语言理解（language comprehension）中均发挥着核心作用。个体能够预测他人即将发生的动作（动作预测，action prediction），例如看到手伸向杯子时预判其将被送到嘴边；也能预测即将听到的言语信息（语言预测，language prediction），例如听到限制性动词“吃”时预判后续名词指代可食用的物体。尽管已有研究表明动作加工与语言加工之间存在联系，例如动作语义（由动词表征）可以调节物理动作预测的准确性，但尚不清楚在个体水平上，动作预测与语言预测的能力是否相关。以往研究多关注群体水平的跨领域相似性，或仅在材料具有显著语义或运动重叠的条件下考察跨领域互动，但未直接检验同一被试内两个领域预测表现的个体差异是否关联。本研究旨在填补这一空白，通过眼动追踪（eye-tracking, ET）在2岁挪威语幼儿和成人中平行测量动作预测与语义预测（verb-mediated semantic prediction），并检验个体差异是否跨领域共变。幼儿期预测能力仍在发展中，个体变异可能尤为突出，因此选择该年龄组作为研究焦点。

**研究方法**

本研究采用两个实验，使用相同的眼动追踪任务。实验1包含85名2岁挪威语幼儿（来自挪威奥斯陆地区，通过邮件、托儿所和社交媒体招募）和21名成人对照组（验证刺激可靠性）。实验2包含75名挪威语成人（通过在线广告、海报和校园招募）。关键方法包括：两种眼动追踪任务——动作预测任务（呈现工具使用视频，手部抓取工具后移动至目标物体，记录被试对目标物体与竞争物体的注视）和语义预测任务（呈现包含限制性动词的句子，动词后出现名词，记录被试对目标图片与竞争图片的注视）。使用SMI RED250MOBILE便携式眼动仪（250 Hz采样率）记录右眼注视。数据预处理：定义预测时间窗口（动作任务：手抓取工具后300 ms至手到达目标后300 ms；语义任务：动词 onset后300 ms至名词 onset后300 ms；成人使用200 ms缓冲），将注视数据按50 ms间隔分箱，计算log-gaze比率（log(target/competitor)）作为预测性注视强度的指标。使用线性混合效应模型（linear mixed-effects model, LMM）分析，模型包括被试和项目的随机截距，以及动作预测得分的固定效应。

**研究结果**

**实验1（幼儿）**

**动作预测：** 幼儿在动作预测任务中表现出显著的预测性注视，log-gaze比率显著大于零（β=0.96, SE=0.06, t=16.12），表明被试在预测窗口内更多注视目标物体。

**语义预测：** 幼儿在语义预测任务中也表现出显著的预测性注视，log-gaze比率显著大于零（β=0.31, SE=0.063, t=4.90），表明被试利用动词语义预判后续名词。

**动作预测与语义预测的关系：** 线性混合效应模型显示，动作预测得分不能显著预测语义预测得分（β=?0.10, SE=0.35, t=?0.28）。进一步分析仅纳入语义预测表现为正值的幼儿（n=73）、排除低跟踪率或未理解词汇的试次后，结果一致。贝叶斯多级回归（Bayesian multilevel regression）也支持不存在可靠的人群层面关联（后验分布中心接近零，95%可信区间[?0.13, 0.10]）。

**成人对照组：** 成人对照组在动作和语义任务中均表现出稳健预测性注视。探索性分析显示动作预测与语义预测之间存在弱正相关（β=0.65, SE=0.235, t=2.55），似然比检验显著（χ2(1)=5.84, p=0.016），但样本量小，需谨慎解释。

**实验2（成人）**

**动作预测：** 成人同样表现出显著的动作预测性注视（β=0.93, SE=0.046, t=20.21）。

**语义预测：** 成人表现出显著的语义预测性注视（β=0.68, SE=0.05, t=13.45）。

**动作预测与语义预测的关系：** 线性混合效应模型显示动作预测显著正向预测语义预测（β=0.67, SE=0.21, t=3.23），似然比检验确认模型拟合优于不含动作预测的零模型（χ2(1)=9.36, p=0.002）。

**跨组比较：** 将幼儿和成人数据合并分析，动作预测与年龄组的交互作用显著（β=0.14, SE=0.05, t=2.81），表明动作预测与语义预测的关系在年龄组间存在差异：幼儿中无显著关联（β=?0.02, SE=0.04, t=?0.35），成人中为正相关（β=0.12, SE=0.04, t=2.81）。进一步以年龄组内中心化的动作预测得分重复分析，交互作用仍显著（β=0.16, SE=0.05, t=3.48），说明该发育差异并非由整体预测强度差异驱动。

**总结讨论与结论**

**讨论部分：** 幼儿在动作和语义预测任务中均表现出预测性注视，但个体差异未跨领域相关。这一结果与多种理论视角兼容：一方面，强调共享或部分重叠预测机制的理论（如内部模型、前向预测、经验依赖学习）可能预期早期就有一定对齐，但幼儿阶段预测机制可能尚未协调；另一方面，语言预测的领域特定解释（如多重机制并行、语言内表征驱动）可以解释幼儿在各自领域内的成功预测，而不需要跨领域关联。此外，动作预测和语义预测可能处于不同的发育成熟阶段：动作预测在2岁时已相对稳固，而语义预测仍在发展，依赖于词汇-语义表征的巩固，这可能导致两个任务测量的是不同稳定性的能力。认知和语言技能的成熟度（如工作记忆、加工速度、词汇量）也可能限制跨领域关联。幼儿眼动追踪的内在测量变异也可能降低灵敏度，但多种分析方法（排除低质量试次、贝叶斯分析）均支持无效结果，且样本量满足先验功效分析要求。

成人中观察到的正相关表明，预测加工在成年期可能依赖于更抽象的、跨领域可迁移的预测原则，或由更协调的认知资源（如工作记忆、加工速度）支持。该跨领域对齐可能反映了经验积累和发育成熟共同作用的结果，而非早期就存在的单一机制。

**结论部分：** 在成人中观察到的相关，而在幼儿中未观察到，表明跨领域预测表现的协调可能出现在2岁之后。同时，幼儿中缺乏相关可能反映了该年龄阶段各领域预测能力在发育成熟度和稳定性上的差异。这些发现强调了在研究预测加工的发育时需考虑成熟和经验的共同作用。结果与允许语言和非语言领域存在部分重叠或协调预测机制的理论模型一致，同时也凸显了需要纵向和跨语言研究来进一步理解预测系统如何以及何时跨领域对齐。