Jazyková predikce je v psycholingvistice jev, který se objevuje vždy, když se informace o slově nebo jiné jazykové jednotce aktivuje dříve, než se s ní skutečně setkáme. Důkazy získané na základě sledování očí, potenciálů souvisejících s událostmi a dalších experimentálních metod naznačují, že kromě začlenění každého následujícího slova do kontextu tvořeného slovy, s nimiž se uživatelé jazyka setkali dříve, se mohou za určitých podmínek snažit předvídat nadcházející slova.
Zdá se, že k předvídání dochází pravidelně zejména tehdy, když kontext věty značně omezuje možná slova, která ještě nebyla odhalena. Například osoba, která poslouchá větu typu „V létě je horko a v zimě je…“, by s velkou pravděpodobností předpověděla dokončení věty „zima“ dříve, než by ji skutečně slyšela. Předpokládá se, že k určité formě predikce dochází také u některých typů lexikálního primingu, což je jev, kdy se slovo snáze zpracovává, pokud mu předchází příbuzné slovo . Jazyková predikce je aktivní oblastí výzkumu v psycholingvistice a kognitivní neurovědě.
V paradigmatu sledování vizuálního světa poslouchají pokusné osoby větu a zároveň se dívají na řadu obrázků na monitoru počítače. Jejich pohyby očí jsou zaznamenávány, což experimentátorovi umožňuje pochopit, jak jazyk ovlivňuje pohyby očí směrem k obrázkům souvisejícím s obsahem věty. Experimenty tohoto typu ukázaly, že při poslechu slovesa ve větě chápající předvídavě přesouvají oči k obrázku pravděpodobného přímého předmětu slovesa (např. „dort“ místo „míč“ při poslechu „Chlapec bude jíst…“) . Následná šetření s použitím stejného experimentálního uspořádání ukázala, že předmět slovesa může také určovat, který předmět chápající předvídají (např. chápající se dívají na kolotoč spíše než na motorku, když slyší: „Holčička bude jezdit…“).
Stručně řečeno, comprehenders využívají informace z kontextu věty k předvídání významů nadcházejících slov. V těchto experimentech comprehenders používali sloveso a jeho předmět k aktivaci informace o přímém předmětu slovesa předtím, než slyšeli toto slovo. Jiný experiment však ukázal, že v jazyce s flexibilnějším pořádkem slov (němčina) mohou chápající používat kontext i k předvídání předmětu věty.
Technologie sledování očí se používá také ke sledování pohybu očí čtenářů při čtení textu na obrazovce počítače. Data z tohoto druhu experimentu podpořila hypotézu, že čtenáři při přirozeném čtení používají kontextové informace k předvídání nadcházejících slov. Konkrétně čtenáři fixují oči na slovo kratší dobu, pokud se slovo vyskytuje v mírně nebo vysoce omezujícím kontextu, ve srovnání se stejným slovem v neomezujícím kontextu. To platí bez ohledu na frekvenci nebo délku slova. Čtenáři také častěji přeskakují slovo pouze ve vysoce omezujícím kontextu . Následné výzkumy čtení v čínském logografickém písmu ukázaly, že navzdory velkým rozdílům mezi čínským a anglickým pravopisem využívají čtenáři kontextové informace k předvídání podobným způsobem, s tou výjimkou, že čínští čtenáři častěji přeskakovali slova ve středně omezujícím kontextu.
Mezi počítačové modely pohybů očí při čtení, které modelují údaje týkající se předvídatelnosti slov, patří model E-Z Reader Reichleho a jeho kolegů a model SWIFT Engberta a jeho kolegů.
Důkazy z potenciálů souvisejících s událostmi
M100, o kterém se zde hovoří, je magnetickým ekvivalentem vizuálního potenciálu N1 – potenciálu souvisejícího s událostmi, který souvisí se zpracováním zraku a pozorností. M100 byl také spojen s predikcí při porozumění jazyku v řadě experimentů s magnetoencefalografií (MEG). V těchto experimentech účastníci četli slova, jejichž vizuální podoba byla buď předvídatelná, nebo nepředvídatelná na základě předchozího jazykového kontextu nebo na základě nedávno viděného obrázku. Předvídatelnost vizuální podoby slova (nikoli však předvídatelnost jeho významu) ovlivnila amplitudu M100.
Stále se vedou spory o tom, zda tento efekt M100 souvisí s časnou levou přední negativitou (eLAN), potenciální odpovědí na slova související s událostmi, která podle teorie odráží přiřazení lokální struktury fráze mozkem.
Obecně se má za to, že složka P2 odráží percepční zpracování vyššího řádu a jeho modulaci pozorností. Byla však také spojena s predikcí vizuálních forem slov. Reakce P2 na slova ve vysoce omezujících kontextech je často větší než reakce P2 na slova v méně omezujících kontextech. Když účastníci experimentu čtou slova, která jsou prezentována vlevo nebo vpravo od jejich zrakové fixace (což stimuluje nejprve opačnou mozkovou hemisféru), větší P2 pro slova ve vysoce omezujících kontextech je pozorována pouze při prezentaci v pravém zorném poli (zaměřené na levou hemisféru). To je v souladu s hypotézou PARLO, že jazyková predikce je hlavně funkcí levé hemisféry, o níž pojednáváme níže.
N400 je součástí normální odpovědi ERP na potenciálně významné podněty, jejíž amplituda je nepřímo úměrná předvídatelnosti podnětu v určitém kontextu . Při zpracování věty je předvídatelnost slova stanovena dvěma souvisejícími faktory: „pravděpodobnost kloze“ a „větné omezení“. Cloze pravděpodobnost odráží očekávanost cílového slova vzhledem ke kontextu věty, která je určena procentem jedinců, kteří toto slovo dodají při doplňování věty, jejíž poslední slovo chybí. Kutas a jeho kolegové zjistili, že N400 na závěrečná slova vět s pravděpodobností cloze 90 % je menší (tj. pozitivnější) než N400 na slova s pravděpodobností cloze 70 %, který je pak menší u slov s pravděpodobností cloze 30 %.
S tím úzce souvisí věta omezující, která odráží míru, do jaké kontext věty omezuje počet přijatelných pokračování. Zatímco pravděpodobnost cloze je procento jedinců, kteří si vybrali určité slovo, omezení je počet různých slov vybraných reprezentativním vzorkem jedinců. Ačkoli slova, která nejsou předpovězena, vyvolávají větší N400, N400 na nepředpovězená slova, která jsou sémanticky příbuzná s předpovězeným slovem, vyvolává menší N400, než když jsou nepředpovězená slova sémanticky nepříbuzná. Pokud je kontext věty vysoce omezující, sémanticky příbuzná slova získávají další facilitaci v tom smyslu, že N400 na sémanticky příbuzná slova je menší ve větách s vysokým omezením než ve větách s nízkým omezením.
Důkaz o predikci konkrétních slov pochází ze studie DeLonga a kol. DeLong a jeho kolegové využili použití různých neurčitých členů „A“ a „AN“ pro anglická slova začínající souhláskou, resp. samohláskou. Zjistili, že když nejpravděpodobnější dokončení věty začínalo souhláskou, byl N400 větší pro „AN“ než pro „A“ a naopak, což naznačuje, že predikce probíhá při zpracování jazyka jak na sémantické, tak na lexikální úrovni.
P300, konkrétně P3b, je ERP reakcí na nepravděpodobné podněty a je citlivý na subjektivní pravděpodobnost, že se určitý podnět objeví. P300 je úzce spjat s aktualizací kontextu, která může být iniciována neočekávanými podněty.
Po N400 je často pozorována pozdní pozitivita. Nedávná metaanalýza literatury ERP o zpracování jazyka identifikovala dvě různé pozitivity po N400. Při porovnávání pozitivity Post-N400 (PNP) pro kongruentní a inkongruentní závěrečná slova věty je pozorována parietální PNP pro inkongruentní slova. Tato parietální PNP je podobná typické odezvě P600, což naznačuje pokračování nebo revizi analýzy. V rámci kongruentního stavu je při porovnávání slov s vysokou a nízkou pravděpodobností závěrečné věty odpověď PNP (pokud je pozorována) obecně rozložena po celé přední části skalpu. Nedávná studie ukázala, že frontální PNP může odrážet zpracování neočekávané lexikální položky místo neočekávaného pojmu, což naznačuje, že frontální PNP odráží nepotvrzené lexikální předpovědi.
Důkazy z funkčního zobrazování
Funkční magnetická rezonance (fMRI) je neurozobrazovací technologie, která využívá nukleární magnetickou rezonanci k měření hladiny okysličení krve v mozku a míše. Vzhledem k tomu, že nervová aktivita ovlivňuje průtok krve, předpokládá se, že vzor hemodynamické odezvy úzce koresponduje se vzorem nervové aktivity. Jemné prostorové rozlišení, které fMRI poskytuje, umožňuje kognitivním neurovědcům detailně sledovat, které oblasti mozku jsou aktivovány v souvislosti s experimentálním úkolem. Hemodynamická odezva je však mnohem pomalejší než nervová aktivita měřená pomocí EEG a MEG. Tato nízká citlivost na časové informace činí z fMRI méně užitečnou techniku než EEG nebo eyetracking pro studium jazykové predikce.
Jednou z výjimek je test fMRI zaměřený na rozdíly v nervové aktivaci mezi strategickým a automatickým sémantickým primingem. Pokud je doba mezi základním a cílovým slovem krátká (přibližně 150 milisekund), je priming teoreticky založen na automatických nervových procesech. Při delších časových intervalech (blížících se jedné sekundě) se však předpokládá, že pokusné osoby strategicky předvídají příbuzná nadcházející slova a potlačují slova nesouvisející, což vede k postihu za zpracování v případě, že se nesouvisející slovo skutečně objeví. Testování této hypotézy pomocí fMRI ukázalo, že v delších časových intervalech je trest za zpracování nesprávné předpovědi spojen se zvýšenou aktivitou v předním cingulárním gyru a Brocově oblasti.
Rámec PARLO („Production Affects Reception in Left Only“) je teorie neuronálních oblastí podporujících predikci jazyka. Vychází z důkazů, které ukazují, že levá a pravá hemisféra se diferencovaně podílejí na porozumění jazyku. Obecně platí, že nervové struktury, které podporují jazykovou produkci, se u většiny jedinců nacházejí převážně v levé hemisféře a vytvářejí tak hemisférickou asymetrii, která vede k rozdílným schopnostem obou hemisfér zpracovávat jazyk. Vzhledem k prostorově těsným vazbám a provázanosti s jazykovou produkcí se zdá, že porozumění jazyku v levé hemisféře je řízeno očekáváním a kontextem způsobem shora dolů, zatímco pravá hemisféra zřejmě integruje informace způsobem zdola nahoru. Rámec PARLO naznačuje, že při zpracování jazyka dochází k předvídání i integraci, ale závisí na odlišném příspěvku obou mozkových hemisfér.
Teorie překvapení je teorie zpracování vět založená na teorii informace. Podle teorie překvapivosti jsou náklady na zpracování slova určeny jeho vlastní informovaností neboli tím, jak je slovo předvídatelné vzhledem ke svému kontextu. Vysoce pravděpodobné slovo nese malé množství vlastních informací, a proto by mělo být zpracováno snadno, což se měří zkrácením reakční doby, menší odezvou N400 nebo zkrácením doby fixace ve studii čtení se sledováním očí. Empirické testy této teorie ukázaly vysokou míru shody mezi měřítky nákladů na zpracování a hodnotami sebeinformovanosti přiřazenými slovům.