Method Article

Mesurer l’apprentissage statistique dans toutes les modalités et domaines des enfants d’âge scolaire via une plate-forme en ligne et des techniques de neuroimagerie

DOI:

10.3791/61474

June 30th, 2020

In This Article

Summary

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Présenté ici est un protocole introduisant un ensemble de tâches d’apprentissage statistique adaptées aux enfants visant à examiner l’apprentissage des modèles statistiques temporels par les enfants dans tous les domaines et les modalités sensorielles. Les tâches développées recueillent des données comportementales à l’aide de la plate-forme web et des données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) basées sur les tâches pour examiner l’engagement neuronal pendant l’apprentissage statistique.

Abstract

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L’apprentissage statistique, une compétence fondamentale pour extraire les régularités dans l’environnement, est souvent considéré comme un mécanisme de soutien de base du développement de la langue maternelle. Bien que de nombreuses études sur l’apprentissage statistique soient menées dans un domaine ou une même modalité, des données récentes suggèrent que cette compétence peut différer en fonction du contexte dans lequel les stimuli sont présentés. En outre, peu d’études étudient l’apprentissage tel qu’il se déroule en temps réel, plutôt sur les résultats de l’apprentissage. Dans ce protocole, nous décrivons une approche pour identifier la base cognitive et neuronale de l’apprentissage statistique, au sein d’un individu, à travers les domaines (linguistiques vs non linguistiques) et les modalités sensorielles (visuelles et auditives). Les tâches sont conçues pour imposer le moins de demande cognitive possible aux participants, ce qui en fait l’idéal pour les jeunes enfants d’âge scolaire et les populations spéciales. La nature web des tâches comportementales offre une occasion unique pour nous d’atteindre des populations plus représentatives à l’échelle nationale, d’estimer les tailles d’effets avec une plus grande précision, et de contribuer à la recherche ouverte et reproductible. Les mesures neuronales fournies par la tâche d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) peuvent informer les chercheurs sur les mécanismes neuronaux engagés pendant l’apprentissage statistique, et comment ceux-ci peuvent différer d’un individu à l’autre sur la base du domaine ou de la modalité. Enfin, les deux tâches permettent de mesurer l’apprentissage en temps réel, car les changements dans le temps de réaction à un stimulus cible sont suivis tout au long de la période d’exposition. La principale limitation de l’utilisation de ce protocole concerne la durée d’une heure de l’expérience. Les enfants pourraient avoir besoin d’accomplir les quatre tâches d’apprentissage statistique en plusieurs séances. Par conséquent, la plate-forme web est conçue en présentant cette limitation afin que les tâches puissent être diffusées individuellement. Cette méthodologie permettra aux utilisateurs d’étudier comment le processus d’apprentissage statistique se déroule dans les domaines et dans les domaines et les modalités chez les enfants de différents milieux de développement.

Introduction

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L’apprentissage statistique est une compétence élémentaire qui soutient l’acquisition de combinaisons régies par des règles dans les intrants linguistiques1. La capacité d’apprentissage statistique réussie chez les nourrissons prédit le succès ultérieur de l’apprentissage des langues2,3. La variabilité des compétences d’apprentissage statistique chez les enfants d’âge scolaire a également été associée au vocabulaire4 et à la lecture5,6. La difficulté dans l’apprentissage statistique a été proposée comme u....

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Protocol

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Tous les participants ont donné leur consentement écrit pour participer et l’étude a été menée conformément à la Commission d’examen institutionnel.

1. Vue d’ensemble du paradigme d’apprentissage statistique utilisé dans le protocole web

  1. Inclure quatre tâches dans le paradigme actuel : l’image (visuelle-nonlinguistique), la lettre (visuelle-linguistique), le ton (auditif-nonlinguistique) et la syllabe (auditive-linguistique).
    1. Construire des stimuli pour les tâches visuelles à l’aide de 12 images de dessins animés extraterrestres autonomes (image) et 12 images de lettres (lettre; B, J, K, A, H, C, F, E, J, G, D, M) montrant....

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Results

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Résultats comportementaux basés sur le Web
Étant donné que le protocole actuel est conçu pour faciliter la diffusion avec les populations développementales, nous avons inclus des résultats préliminaires basés sur le Web sur la base des données de 22 enfants d’âge scolaire en développement (âge moyen (M) = 9,3 ans, écart type (DD) âge = 2,04 ans, gamme = 6,2-12,6 ans, 13 filles). Dans le cas de l’apprentissage statistique sur le Web, les enfants ont obtenu des résultats nettement supérieurs à 0,5 chanc.......

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Discussion

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Les méthodes présentées dans le protocole actuel fournissent un paradigme multimodal pour comprendre les indices comportementaux et neuronaux de l’apprentissage statistique tout au long du développement. La conception actuelle permet d’identifier les différences individuelles dans la capacité d’apprentissage statistique entre les modalités et les domaines, qui peuvent être utilisées pour une étude future de la relation entre l’apprentissage statistique et le développement du langage. Étant donné que la capacité d’apprent.......

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Disclosures

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Les auteurs n’ont rien à révéler.

Acknowledgements

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Nous remercions Yoel Sanchez Araujo et Wendy Georgan pour leur contribution à la conception initiale de la plate-forme web. Nous remercions An Nguyen et Violet Kozloff pour leur travail sur l’amélioration des tâches d’apprentissage statistique sur le Web, la mise en œuvre des tâches de l’IRMf et le pilotage des tâches des participants adultes. Nous remercions Violet Kozloff et Parker Robbins pour leur contribution à la collecte de données chez les enfants. Nous remercions Ibrahim Malik, John Christopher, Trevor Wigal et Keith Schneider du Center for Biological and Brain Imaging de l’Université du Delaware pour leur aide dans la collecte de données de neuroimagerie. Ce....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Dispositif de réponse en ligne à 4 boutonsCambridge Research SystemsSKU : N1348Un tampon de réponse IRMf utilisé pour mesurer le temps de réponse dans le scanner
Embouts de canal courts/mincesComply FoamSKU : 40-15028-11embouts de conduit intra-auriculaire courts et minces sont recommandés pour les enfants afin de protéger l’audition et de leur permettre d’entendre les stimuli pendant qu’ils sont dans le scanner.
jsPsychjsPsychhttps://www.jspsych.org/jsPsych est une bibliothèque JavaScript permettant d’exécuter des expériences comportementales dans un navigateur Web.
Speech SynthesizerPraatVersion 6.1.14Ce programme est un synthétiseur vocal artificiel qui a été utilisé pour créer les stimuli de syllabe.
Tâches d’apprentissage statistique basées sur le WebZenodohttp://doi.org/10.5281/zenodo.3820620 (2020).Toutes les tâches d’apprentissage statistique en ligne sont disponibles en accès libre sur Zenodo.
Les

References

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  1. Saffran, J. R., Newport, L. L., Aslin, R. N. Word Segmentation: The Role of Distributional Cues. Journal of Memory and Language. 35, 606-621 (1996).
  2. Newman, R., Ratner, N. B., Jusczyk, A. M., Jusczyk, P. W., Dow, K. A.

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