Much work has demonstrated so-called attraction errors in the production of subject–verb agreement (e.g., ‘The key to the cabinets are on the table’, [Bock, J. K., & Miller, C. A. (1991). Broken agreement. Cognitive Psychology, 23, 45–93]), in which a verb erroneously agrees with an intervening noun. Six self-paced reading experiments examined the online mechanisms underlying the analogous attraction effects that have been shown in comprehension; namely reduced disruption for subject–verb agreement violations when these ‘attractor’ nouns intervene. One class of theories suggests that these effects are rooted in faulty representation of the number of the subject, while another class of theories suggests instead that such effects arise in the process of re-accessing subject number at the verb. Two main findings provide evidence against the first class of theories. First, attraction also occurs in relative clause configurations in which the attractor noun does not intervene between subject and verb and is not in a direct structural relationship with the subject head (e.g., ‘The drivers who the runner wave to each morning’). Second, we observe a ‘grammatical asymmetry’: attraction effects are limited to ungrammatical sentences, which would be unexpected if the representation of subject number were inherently prone to error. We argue that agreement attraction in comprehension instead reflects a cue-based retrieval mechanism that is subject to retrieval errors. The grammatical asymmetry can be accounted for under one implementation that we propose, or if the mechanism is only called upon when the predicted agreement features fail to be instantiated on the verb.

When a word is preceded by a supportive context such as a semantically associated word or a strongly constraining sentence frame, the N400 component of the ERP is reduced in amplitude. An ongoing debate is the degree to which this reduction reflects a passive spread of activation across long-term semantic memory representations as opposed to specific predictions about upcoming input. We addressed this question by embedding semantically associated prime-target pairs within an experimental context that encouraged prediction to a greater or lesser degree. The proportion of related items was used to manipulate the predictive validity of the prime for the target while holding semantic association constant. A semantic category probe detection task was used to encourage semantic processing and to preclude the need for a motor response on the trials of interest. A larger N400 reduction to associated targets was observed in the high than the low relatedness proportion condition, consistent with the hypothesis that predictions about upcoming stimuli make a substantial contribution to the N400 effect. We also observed an earlier priming effect (205-240 msec) in the high-proportion condition, which may reflect facilitation because of form-based prediction. In summary, the results suggest that predictability modulates N400 amplitude to a greater degree than the semantic content of the context.

The ability to maintain events (i.e., interactions between/among objects) in working memory is crucial for our everyday cognition, yet the format of this representation is poorly understood. The current ERP study was designed to answer two questions: How is maintaining events (e.g., the tiger hit the lion) neurally different from maintaining item coordinations (e.g., the tiger and the lion)? That is, how is the event relation (present in events but not coordinations) represented? And how is the agent, or initiator of the event encoded differently from the patient, or receiver of the event during maintenance? We used a novel picture-sentence match-across-delay approach in which the working memory representation was "pinged" during the delay, replicated across two ERP experiments with Chinese and English materials. We found that maintenance of events elicited a long-lasting late sustained difference in posterior-occipital electrodes relative to non-events. This effect resembled the negative slow wave reported in previous studies of working memory, suggesting that the maintenance of events in working memory may impose a higher cost compared to coordinations. Although we did not observe significant ERP differences associated with pinging the agent vs. the patient during the delay, we did find that the ping appeared to dampen the ongoing sustained difference, suggesting a shift from sustained activity to activity silent mechanisms. These results suggest a new method by which ERPs can be used to elucidate the format of neural representation for events in working memory.

Abstract Human visual working memory (VWM) is known to be capacity-limited, but the nature of this limit continues to be debated. Recent work has proposed that VWM is supported by a finite (∼ 3) set of content-free pointers, acting as stand-ins for individual objects and binding features together. Here, based on two visual working memory experiments (N=20 each) examining memory for simple and complex objects, we report a sustained MEG response over right posterior cortex whose magnitude tracks the core hypothesized properties of this system: load-dependent, capacity-limited and content-free. These results provide novel evidence for a finite set of content-free pointers underlying VWM.

Abstract What are syntactic relations, and how does our brain infer them from a string of text characters? In the EEG study reported here we aimed to investigate these questions by contrasting syntactically separable compounds (zao4…fan3 → “rebel”) and non-separable compounds (chi2yi2 → “hesitate”) in Mandarin Chinese. Because both kinds of compounds have non-compositional meanings, their syntactic differences provide an elegant means for dissociating syntactic from semantic relations. Because non-separable compounds fit the traditional criteria for “wordhood”, this contrast also provides a means for asking whether syntactic and morphological relations are inferred in qualitatively different ways. We found that, relative to non-separable compounds, syntactically separable compounds elicited a left anterior negativity (LAN) effect between 275-400ms. Even though readers were always presented with the compounds in their unseparated form, our results suggest that the potentially separable compound forms drive the inference of a more complex set of underlying syntactic relations. In a companion manipulation in the same participants, we observed a qualitatively similar LAN effect when comparing non-separable compound nouns with simplex nouns. This finding raises doubts for the existence of a clear-cut distinction between “syntax” and “morphology”, at least in processing.

Abstract Partial speech input is often understood to trigger rapid and automatic activation of successively higher-level representations of words, from sound to meaning. Here we show evidence from magnetoencephalography that this type of incremental processing is limited when words are heard in isolation as compared to continuous speech. This suggests a less unified and automatic word recognition process than is often assumed. We present evidence from isolated words that neural effects of phoneme probability, quantified by phoneme surprisal, are significantly stronger than (statistically null) effects of phoneme-by-phoneme lexical uncertainty, quantified by cohort entropy. In contrast, we find robust effects of both cohort entropy and phoneme surprisal during perception of connected speech, with a significant interaction between the contexts. This dissociation rules out models of word recognition in which phoneme surprisal and cohort entropy are common indicators of a uniform process, even though these closely related information- theoretic measures both arise from the probability distribution of wordforms consistent with the input. We propose that phoneme surprisal effects reflect automatic access of a lower level of representation of the auditory input (e.g., wordforms) while the occurrence of cohort entropy effects is task-sensitive, driven by a competition process or a higher-level representation that is engaged late (or not at all) during the processing of single words.

Abstract The ability to maintain events (i.e. interactions between/among objects) in working memory is crucial for our everyday cognition, yet the format of this representation is poorly understood. The current ERP study was designed to answer two questions: How is maintaining events (e.g., the tiger hit the lion) neurally different from maintaining item coordinations (e.g., the tiger and the lion)? That is, how is the event relation (present in events but not coordinations) represented? And how is the agent, or initiator of the event encoded differently from the patient, or receiver of the event during maintenance? We used a novel picture-sentence match-across-delay approach in which the working memory representation was ‘pinged’ during the delay, in two ERP experiments with Chinese and English materials. First, we found that maintenance of events elicited a long-lasting late sustained difference in posterior-occipital electrodes relative to non-events. This effect resembled the negative slow wave reported in previous studies of working memory, suggesting that the maintenance of events in working memory may impose a higher cost compared to coordinations. Second, in order to elicit a hallmark for agent vs. patient representation in working memory, we pinged agent or patient characters during the delay. Although planned comparisons did not reveal significant differences in the ERPs elicited by the agent pings vs. patient pings, we found that the ping appeared to dampen the ongoing sustained difference, suggesting a shift from sustained activity to activity silent mechanisms. These results represent one of the uses of ERPs to elucidates the format of neural representation for events in working memory.