Logically valid deductive arguments are clear examples of abstract recursive computational procedures on propositions or on probabilities. However, it is not known if the cortical time-consuming inferential processes in which logical arguments are eventually realized in the brain are in fact physically different from other kinds of inferential processes. In order to determine whether an electrical EEG discernible pattern of logical deduction exists or not, a new experimental paradigm is proposed contrasting logically valid and invalid inferences with exactly the same content (same premises and same relational variables) and distinct logical complexity (propositional truth-functional operators). Electroencephalographic signals from 19 subjects (24.2 ± 3.3 years) were acquired in a two-condition paradigm (100 trials for each condition). After the initial general analysis, a trial-by-trial approach in beta-2 band allowed to uncover not only evoked but also phase asynchronous activity between trials. showed that (i) deductive inferences with the same content evoked the same response pattern in logically valid and invalid conditions, (ii) mean response time in logically valid inferences is 61.54% higher, (iii) logically valid inferences are subjected to an early (400 ms) and a late reprocessing (600 ms) verified by two distinct beta-2 activations (p-value < 0,01, Wilcoxon signed rank test). We found evidence of a subtle but measurable electrical trait of logical validity. Results put forward the hypothesis that some logically valid deductions are recursive or computational cortical events.

中文翻译：

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逻辑复杂性的电气分析：逻辑有效/无效演绎推理的探索性脑电图研究

逻辑上有效的演绎论证是关于命题或概率的抽象递归计算过程的明显例子。然而，尚不清楚最终在大脑中实现逻辑论证的皮质耗时推理过程是否实际上与其他类型的推理过程在物理上不同。为了确定是否存在脑电图可辨别的逻辑推论模式，提出了一种新的实验范式，将具有完全相同内容（相同前提和相同关系变量）和不同逻辑复杂性（命题真值-函数运算符）。来自 19 名受试者（24.2 ± 3.3 岁）的脑电图信号是在双条件范式（每种条件 100 次试验）中获得的。在初步的一般分析之后，beta-2 波段的逐个试验方法不仅可以揭示试验之间的诱发活动，还可以揭示试验之间的相位异步活动。表明（i）具有相同内容的演绎推理在逻辑有效和无效条件下引起相同的响应模式，（ii）逻辑有效推理的平均响应时间高出 61.54％，（iii）逻辑有效推理受到早期（ 400 毫秒）和后期再处理（600 毫秒）由两个不同的 beta-2 激活验证（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。beta-2 波段的逐个试验方法不仅可以揭示试验之间的诱发活动，还可以揭示试验之间的相位异步活动。表明（i）具有相同内容的演绎推理在逻辑有效和无效条件下引起相同的响应模式，（ii）逻辑有效推理的平均响应时间高出 61.54％，（iii）逻辑有效推理受到早期（ 400 毫秒）和后期再处理（600 毫秒）由两个不同的 beta-2 激活验证（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。beta-2 波段的逐个试验方法不仅可以揭示试验之间的诱发活动，还可以揭示试验之间的相位异步活动。表明（i）具有相同内容的演绎推理在逻辑有效和无效条件下引起相同的响应模式，（ii）逻辑有效推理的平均响应时间高出 61.54％，（iii）逻辑有效推理受到早期（ 400 毫秒）和后期再处理（600 毫秒）由两个不同的 beta-2 激活验证（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。表明（i）具有相同内容的演绎推理在逻辑有效和无效条件下引起相同的响应模式，（ii）逻辑有效推理的平均响应时间高出 61.54％，（iii）逻辑有效推理受到早期（ 400 毫秒）和后期再处理（600 毫秒）由两个不同的 beta-2 激活验证（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。表明（i）具有相同内容的演绎推理在逻辑有效和无效条件下引起相同的响应模式，（ii）逻辑有效推理的平均响应时间高出 61.54％，（iii）逻辑有效推理受到早期（ 400 毫秒）和后期再处理（600 毫秒）由两个不同的 beta-2 激活验证（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。(iii) 逻辑上有效的推论受到早期（400 毫秒）和晚期重新处理（600 毫秒）的影响，由两个不同的 beta-2 激活（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）验证。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。(iii) 逻辑上有效的推论受到早期（400 毫秒）和晚期重新处理（600 毫秒）的影响，由两个不同的 beta-2 激活（p 值 < 0,01，Wilcoxon 符号秩检验）验证。我们发现了具有逻辑有效性的微妙但可测量的电气特征的证据。结果提出了一些逻辑上有效的推论是递归或计算皮质事件的假设。