Articolo metodologico

L'esperienza è strumentale in sintonia un legame tra linguaggio e cognizione: Prove da 6 a 7-month-old categorizzazione oggetto Infants'

DOI:

10.3791/55435

⸱

19 aprile 2017

 , 
1Psychology Department, Northwestern University

In questo articolo

Sommario

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A 3-4 mesi, l'ascolto di vocalizzazioni primati umani e non umani aumenta la cognizione dei neonati; entro 6 mesi, vocalizzazioni solo umani esercitano questo vantaggio cognitivo. Descriviamo una manipolazione di esposizione che rivela il potente ruolo di formazione della esperienza come neonati specificano che suona per collegare la cognizione, e che per sintonizzare fuori.

Abstract

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Alla nascita, i neonati non solo preferiscono ascoltare vocalizzazioni umane, ma anche hanno cominciato a collegare queste vocalizzazioni alla cognizione: Per i bambini di età inferiore ai tre mesi di età, l'ascolto di linguaggio umano supporta oggetto categorizzazione, una capacità cognitive di base. Questo link precoce è inizialmente larga: a 3 e 4 mesi, vocalizzazioni di esseri umani e primati non umani sostengono categorizzazione. Ma per 6 mesi, i neonati hanno ristretto il link: Solo vocalizzazioni umane supportano oggetto categorizzazione. Qui chiediamo ciò che guida i bambini come sintonizzare i loro inizialmente ampia link per una più precisa uno, impegnata solo dai vocalizzi della nostra specie. Attraverso tre studi, usiamo un nuovo paradigma di esposizione per esaminare gli effetti di esperienza. Si documentano che solo esporre i neonati a vocalizzazioni dei primati non umani consente neonati per preservare il legame precoce stabilito tra questo segnale e categorizzazione. Al contrario, l'esposizione del lattante al discorso all'indietro - un segnaleche non riesce a supportare la categorizzazione a qualsiasi età - non offre tale vantaggio. I nostri risultati rivelano la potenza delle prime esperienze, come i neonati specificare quali segnali, da un set inizialmente ampia, che continueranno a collegare la cognizione.

Introduzione

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neonati umani sono nati pronti ad acquisire il linguaggio, uno strumento culturale e cognitiva che ci definisce come specie e forme radicalmente il nostro sviluppo. Al centro della nostra capacità di apprendimento delle lingue sono due caratteristiche uniche di sviluppo umano: La nostra altriciality e le nostre potenti strategie di apprendimento. Insieme, queste caratteristiche sbloccare un notevole grado di plasticità precoce che permette i bambini di essere molto in sintonia con l'input da loro ambienti. Ad esempio, anche se i bambini vengono al mondo con un insieme di preferenze percettivi e capacità discriminatorie sufficientemente ampio per includere i volti e le voci di primati umani e non umani, entro mesi restringono tali preferenze ai segnali esclusivamente umani 1, 2, 3. Questo processo di restringimento percettivo è adattivo per due motivi: Si aumenta il rapporto segnale-rumore di rilevante comunicativo segnali R12; quelli che guiderà i bambini in modo efficiente e con precisione navigare il loro mondo sociale complesso - e apre la strada per l'integrazione di informazioni attraverso modalità percettive (per esempio, i volti e le voci che integrano) 4 - un elemento essenziale per la natura multimodale del linguaggio umano. Inoltre, a causa della precoce plasticità neonati, restringimento percettivo può essere prevenuta o invertita con l'esposizione ai segnali non nativi (ad esempio, la lingua non nativi, volti umani, ritmi musicali straniere) 5, 6, 8. Questo dimostra che restringimento percettivo è l'esperienza-driven.

Eppure, a padroneggiare la loro lingua madre, i bambini devono fare di più che entrare in sintonia con i volti e le voci dei suoi altoparlanti. Il potere del linguaggio umano è indissolubilmente legata alla cognizione 9. Incredibilmente, anche nel loro primo anno di vita, i bambini abbiano iEgun di collegare linguaggio e cognizione: è sufficiente ascoltare il linguaggio umano promuove la capacità dei neonati di formare categorie di oggetti, un blocco di costruzione per la loro cognizione 10, 11, 12.

Questo non vuol dire che i bambini possono formare solo categorie di oggetti se stanno ascoltando la lingua. Al contrario, decenni di ricerca rivelano che i bambini nei loro primi mesi di vita possono formare almeno alcune categorie di oggetti in assenza di suoni 13. Ma non tutte le categorie di oggetti sono altrettanto facile per i bambini a formare. Le categorie leggermente più difficile fornire una straordinaria opportunità per scoprire l'effetto che, se del caso, la lingua può avere sulla categorizzazione infantile. Per farlo, i ricercatori individuano categorie di oggetti che sono più difficili per i neonati a discernere, in assenza di altre informazioni di supporto (come la lingua) e poi chiedono se la lingua (e altri suoni ) Offrire neonati alcun vantaggio nella categorizzazione.

Usando questa logica, un legame precoce tra linguaggio e oggetto categorizzazione è stata documentata in una novità preferenza paradigma progettato per ospitare i bambini molto piccoli (Figura 1B) 11. Questo paradigma ha due fasi. Durante la fase di familiarizzazione, tutti i neonati visualizzare immagini di una serie di oggetti distinti (ad esempio, dinosauri) presentati sequenzialmente in combinazione con un suono. Durante la fase di test, tutti i bambini vedono due nuove immagini in silenzio: Uno è un nuovo membro della categoria ormai familiare (ad esempio, un altro dinosauro) e l'altro è un membro di una categoria di romanzo (per esempio, un pesce). tempo guardando neonati al test serve come indice di categorizzazione. Se i bambini costituiscono la categoria nel corso di familiarizzazione, poi alla prova dovrebbero distinguere il romanzo dall'immagine familiare. Se i bambini non riescono a farlo, poi alla prova dovrebbero esibirsi al caso"> 14, 15, 16.

I risultati sono stati sorprendenti. A 3, 4, e 6 mesi, i neonati ascolto di lingua durante la familiarizzazione - sequenze, ma non di toni - formate con successo categorie di oggetti 11, 17. Sorprendentemente, il linguaggio non è l'unico suono che esercita questo vantaggio cognitivo: a 3 e 4 mesi, l'ascolto di vocalizzazioni dei primati non umani (Madagascar, lemure dagli occhi azzurri: Eulemur macaco flavifrons) conferisce lo stesso vantaggio cognitivo vocalizzi umani 17. 6 mesi di età, tuttavia, i bambini si sono sintonizzati questo inizialmente vasto collegamento specificamente per vocalizzazioni umane; vocalizzazioni lemur non esercitano più un effetto vantaggioso sulla categorizzazione infantile 17.

Ma quale meccanismo sta alla base aumentando la precisione neonati a collegare lingua ecognizione? Qui, consideriamo il contributo di esperienza neonati. Fa ricca esperienza neonati con il linguaggio umano (e la loro mancanza di esperienza di ascolto a Lemur vocalizzazioni) svolgere un ruolo in quanto restringono il legame tra i segnali inizialmente privilegiati (ad esempio, vocalizzazioni primati umani e non umani) e il processo cognitivo di base dell'oggetto categorizzazione? Certo, non possiamo testare questa manipolando l'esposizione dei neonati al linguaggio. Ma siamo in grado di manipolare la loro esposizione al lemure vocalizzazioni. Ci concentriamo sui bambini a 6 e 7 mesi di età - bambini che, in assenza di esposizione, non più vocalizzazioni collegamento lemuri ed oggetto categorizzazione 17. Nell'esperimento 1, ci chiediamo se breve esposizione al vocalizzazioni lemuri permette loro di conservare il legame tra questo segnale e oggetto categorizzazione. Nell'esperimento 2, ci chiediamo se una breve esposizione al discorso all'indietro - un segnale che non riesce costantemente a sostenere oggetto categorzione in qualsiasi età 17 - promuove anche oggetto di categorizzazione. Nell'esperimento 3, poniamo la questione di esposizione ad un test più severi, esaminando se l'esposizione prolungata a vocalizzazioni lemur permette loro di conservare la loro inizialmente-broad collegamento.

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Protocollo

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Le seguenti procedure sono state approvate dal Comitato Etico Northwestern University e il consenso informato è stato ottenuto dai caregivers di tutti i bambini. Abbiamo reclutato bambini di essere cresciuti in ambienti con l'esposizione di oltre il 50% a inglese 11, 17. Neonati in tutti gli esperimenti prima ascoltato una colonna sonora in cui abbiamo manipolato loro esposizione alla sia vocalizzazioni lemur o discorso all'indietro; Hanno poi partecipato ad un compito oggetto di categorizzazione. Nei variava tutti i neonati era (a) il tipo di segnale hanno sentito nella manipolazione esposizione e il compito categorizzazione (sia vocalizzazioni lemur o discorso all'indietro) e (b) la misura della fase di esposizione (sia breve esposizione in laboratorio o esposizione prolungata a casa). Per tutti i bambini, il compito di categorizzazione è avvenuta in laboratorio.

1. Materiali

  1. Come creare le manipolazioni di esposizione
    1. Selezionare 8 campioni distinti di vocalizzazioni lemure e 8 campioni distinti di discorso all'indietro, ciascuno da 2 a 4 s di durata. Insieme, gli 8 campioni devono produrre 30 s di ciascun segnale acustico. Assicurarsi che i segmenti lemur vocali e all'indietro sono abbinati il più possibile per durata (per esempio, ~ 3 s di durata) e di frequenza media (ad esempio, ~ 300 Hz).
      1. Per ottenere vocalizzazioni lemuri, cercare un database di vocalizzazioni di animali o contattare un ricercatore che raccoglie vocalizzazioni di animali.
      2. Per creare segmenti di parola indietro, utilizzare un programma software (ad esempio, Audacity) computer portatile e di (1) registrare un assistente di ricerca di lingua ~ 3 s frasi in discorso infantile diretto e (2) temporalmente inversa (in Audacity: Effetto> Reverse) ogni segmento discorso.
    2. Scegli un pezzo di musica strumentale classica, che è più lungo di 4 min. Qui, abbiamo usato il primo 4 min di quartetto d'archi di Beethoven in Do minore, Op 18 n ° 4: III.Menuetto.
    3. Utilizzare un programma software di editing audio (ad esempio, Audacity) per importare la musica (in Audacity: File> Importa) e selezionare una parte del pezzo che è di circa 4 minuti di durata (evidenziare ed eliminare il resto del pezzo).
      1. Creare 2 colonne distinte inserendo (cioè, copiare e incollare) 8 segmenti selezionati di ciascun tipo (vocalizzazioni lemur o discorso all'indietro) nella colonna sonora.
      2. Per creare la colonna sonora "Lemur", aprire i file audio 8 lemure vocalizzazione nello stesso programma software (ad esempio, Audacity) e inserirli nel file con la musica.
        1. Per fare ciò, evidenziare un intero vocalizzazione lemure, passare a Modifica> Copia, posizionare il cursore nel file musicale, e passare a Modifica> Incolla. Inserire le vocalizzazioni a intervalli irregolari per tutta la colonna sonora. Non li metterà a frase confini musicali. Fate questo due volte per ogni vocalizzazione lemure, insertili ng in un ordine pseudorandomized per garantire che nessun 2 vocalizzazioni identici si verificano in una riga. Insieme, questo produce un 5 min ciclo (4 min di musica, intervallata da 1 min di vocalizzazioni lemuri).
        2. Ripetere questo 5 min colonna sonora in modo che l'intera colonna sonora dura circa 10 min. Per fare ciò, evidenziare l'intera sezione 5 min, vai a Modifica> copia, posizionare il cursore alla fine della sezione 5-min, e vai a Modifica> Incolla.
      3. Per creare la colonna sonora di 10 min "Backward Speech", sostituire ogni vocalizzo lemure nella colonna sonora Lemur con un segmento selezionato di discorso a ritroso, utilizzando lo stesso ordine pseudorandomized.
  2. Come creare l'attività di categorizzazione
    1. Materiale visivo: Creare 2 set di disegni al tratto a mano. In ciascuna serie, comprende 9 membri della stessa categoria oggetto (qui, utilizzare 9 disegni distinti di dinosauri e 9 disegni distinti di pesce). Utilizzare una different colore brillante per ogni disegno all'interno di una determinata categoria. Scansione questi disegni su un computer e salvarli come file immagine. Si noti che i disegni devono essere oggetti non familiari ai bambini alle età testati.
    2. materiali acustici: Selezionare una vocalizzazione lemure e un segmento discorso a ritroso che non sono stati inclusi in una delle manipolazioni di esposizione (1.1.3). Abbinare i segmenti di parola lemur e indietro il più possibile per durata (per esempio, ~ 3 s di durata) e per frequenza media (ad esempio, ~ 300 Hz).
    3. Programmare un compito in MATLAB che comprende una fase di familiarizzazione e di una fase di test; questa operazione sarà proiettata su un 5 ft da 5 ft schermo davanti al bambino.
      1. Programmare la fase di familiarizzazione tale che 8 degli esemplari visivo da una sola categoria (ad esempio, 8 dinosauri, ognuna con un colore diverso) appaiono in sequenza. Ogni esemplare dovrebbe apparire per 20 s, sia sul lato destro o sinistro della schermata, in modo alternato. create 2 distinte versioni, accoppiando ogni esemplare familiarizzazione con uno degli stimoli acustici sottostanti ( "Lemur" e "indietro condizioni Speech", rispettivamente). In entrambe le condizioni, lo stimolo acustico deve avvenire due volte su ogni processo di familiarizzazione; una volta quando viene visualizzato il modello visivo, e ancora una volta 10 s più tardi.
        1. Nella condizione Lemur, programma ogni familiarizzazione esemplare appaia contemporaneamente con un vocalizzazione lemure.
        2. Nella condizione Discorso indietro, programma di ciascun esemplare di familiarizzazione di apparire simultaneamente con un segmento discorso all'indietro.
      2. Durante la fase di test, presentare la 9 ° esemplare della categoria familiare (ad esempio, un altro dinosauro) ed un esemplare dall'altro categoria (ad esempio, un pesce). Queste due immagini devono essere identici nel colore e presentata contemporaneamente (quello presentato a destra e l'altra sul lato sinistro dello schermo) in silenzio per 20 s.
    4. A programmare il compito categorizzazione, contrappeso (1) quale categoria sarà presentato durante la fase di familiarizzazione, (2) il lato in cui viene visualizzata la prima immagine familiarizzazione, e (3) il lato in cui appariranno i nuovi e familiari immagini di test .

2. Procedure generali

  1. fase esposizione
    1. Posizionare il bambino vicino al caregiver o sul loro ginocchia in una zona tranquilla. Posizionare un laptop o tablet nel campo visivo del bambino (da 1 a 4 piedi dal bambino).
    2. Usare il laptop o tablet per presentare sia la Lemur o la colonna sonora vocale indietro.
  2. compito di categorizzazione
    1. In una stanza di prova semi-oscurata in laboratorio, sedere il caregiver su una sedia 4 ft da un 5 ft da 5 ft schermo. Collegare il computer portatile con il compito di categorizzazione programmato in MATLAB per (1) lo schermo che mostrerà il compito di categorizzazione e (2) un progector che proietterà il compito sullo schermo.
    2. Sedere il bambino sul grembo del caregiver, rivolto in avanti.
    3. Istruire il caregiver per evitare di influenzare il comportamento del bambino in alcun modo. Più in particolare, di istruirli a rimanere in silenzio e ancora per tutta la durata del compito e per mantenere il loro bambino centrato, utilizzando la loro linea mediana come guida. Fornire caregiver con un paio di occhiali oscurati per garantire che essi non possono vedere i materiali visivi.
    4. Accendere il proiettore.
    5. Accendere apparecchio di controllo per catturare il comportamento dei neonati durante il compito.
    6. Inizia il compito di categorizzazione premendo il tasto "Esegui" in MATLAB: Presentare la condizione Lemur se il bambino è stato esposto alla colonna sonora Lemur e la condizione Discorso indietro se il bambino è stato esposto alla colonna sonora vocale indietro.
  3. Coding (unico compito di categorizzazione)
    1. Codice l'insorgenza e offset di le di ogni bambinoft e guarda a destra sia durante la fase di familiarizzazione e di test.
    2. Escludere i bambini che (1) guardano meno di 6 degli esemplari di familiarizzazione; (2) sembrano durante meno del 40% della fase di familiarizzazione. escludere anche neonati se c'è interferenza parentale, errore sperimentale o guasto tecnico, o se le loro prestazioni a prova è superiore 2 SD dalla media.
  4. Analisi
    1. Per la fase di familiarizzazione, calcolare il totale della quantità di tempo ogni bambino guardò gli oggetti di familiarizzazione.
    2. Per la fase di test, calcolare un punteggio preferenza per ogni bambino: (tempo alla ricerca totale immagine di prova romanzo) / (tempo alla ricerca totale per entrambe le immagini di prova).

3. Esperimento 1: breve esposizione al Lemur Vocalizations

  1. I partecipanti
    1. Reclutare 14 neonati a 6 a 7 mesi di età.
  2. Procedura
    1. Invita °e caregiver e bambino in una stanza tranquilla e confortevole. Nel nostro laboratorio, questa camera è adiacente alla sala prove.
    2. Manipolazione di esposizione: Gioca la colonna sonora Lemur una volta, con il visualizzatore musica (ad esempio, iTunes) presenti sullo schermo.
    3. compito stelle: Quando la colonna sonora finisce, guidare il caregiver e il bambino nella stanza di prova. Inizia il compito di categorizzazione (condizione Lemur).

4. Esperimento 2: breve esposizione to Speech Backward

  1. I partecipanti
    1. Identico al Esperimento 1.
  2. Procedura
    1. Invita il caregiver e il bambino in una stanza tranquilla e confortevole.
    2. manipolazione di esposizione: Gioca la colonna sonora Discorso indietro una volta, con il visualizzatore di musica presente sullo schermo.
    3. compito stelle: Quando la colonna sonora finisce, guidare il caregiver e il bambino nella stanza di prova. Inizia il compito di categorizzazione (BackwaDiscorso condizione rd).

5. Esperimento 3: L'esposizione prolungata a Lemur Vocalizations

  1. I partecipanti
    1. Reclutare 14 neonati a 4,5 mesi di età.
  2. Procedura
    1. Per telefono, invitare il caregiver a partecipare ad uno studio a lungo di 6 settimane. Spiegare che lo studio impone loro di esporre il loro bambino, a casa, a 10 minuti di colonna sonora che contiene 8 min di musica e 2 min di vocalizzazioni Lemur (vale a dire, Lemur colonna sonora). Spiegare che lo studio ha una durata di 6 settimane, a partire quando il bambino è di 4,5 mesi e termina quando il bambino è di 6 mesi di età.
    2. Fornire caregiver con questo preciso schema 7, 8, 18 rastrematura
      1. Settimana 1: Gioca la colonna sonora di bambino una volta al giorno, ogni giorno.
      2. Settimana 2: Gioca la colonna sonora per neonato una volta ogni due giorni.
      3. Settimana 3: giocare la colonna sonora per neonato 3 volte durante la settimana.
      4. Settimane 4-6: Gioca la colonna sonora di infante 2 volte a settimana.
    3. Per garantire la fedeltà della manipolazione dell'esposizione durante la manipolazione di esposizione 6 settimane, condividere con gli operatori sanitari un documento interattivo online che (a) delinea il loro ruolo ad ogni passo per tutto il periodo di 6 settimane e (b) chiede loro di registrare ogni data e l'ora che hanno giocato la colonna sonora per il loro bambino.
    4. Inviare promemoria settimanale per telefono o e-mail per mantenere gli operatori sanitari impegnati e in pista.
    5. Durante la Settimana 5, programmare una visita di laboratorio per la settimana successiva (Settimana 6). Istruire gli operatori sanitari che i bambini dovrebbero ascoltare la colonna sonora da 2 a 4 giorni prima della visita del laboratorio in programma; i bambini non dovrebbero ascoltare la colonna sonora sia il giorno o il giorno precedente la loro visita.
      NOTA: Alla visita del laboratorio, non v'è alcuna manipolazione di esposizione: I bambini partecipano solo nel compito di categorizzazione da experiment 1 (condizione Lemur).

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Risultati

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Utilizzando le procedure descritte in precedenza (figura 1), abbiamo eseguito tre esperimenti per testare gli effetti dell'esposizione come i bambini affinare i legami tra certi suoni e la cognizione.

I risultati dell'esperimento 1 ha rivelato che una breve esposizione a vocalizzazioni lemuri ha avuto un effetto sorprendente. Sette mesi di età esposti a lemure vocalizzazioni preferire in modo affidabile l'imma...

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Discussione

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Qui descriviamo una procedura per esaminare il ruolo dell'esperienza nel collegare suoni e processi cognitivi di base nella prima infanzia. I nostri esperimenti combinati documentano la prima prova che l'esperienza gioca un ruolo centrale nel guidare i bambini per specificare che segnala, da un ampio set iniziale di possibilità, si sfruttare al core processi concettuali che in ultima analisi, forniscono le basi del significato. Essi rivelano anche un'interfaccia complessa fra natura e cultura: Anche se l'...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Questa ricerca è stata sostenuta da un NSF Graduate Research Fellowship a Danielle R. Perszyk e una borsa di studio NIH a Sandra R. Waxman (R01HD083310).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Laptop 1Utilizzare per presentare la colonna sonora dell'esposizione; preferibilmente utilizzando iTunes Visualizer
Laptop 2Utilizzare per programmare e presentare attività di categorizzazione
Laptop 3 (opzionale)Utilizzare per codificare il comportamento dell'aspetto infantile (può anche utilizzare uno dei laptop di cui sopra)
Software di codificaSuperCoderUtilizzare per la codifica dell'aspetto infantile comportamento
VideoregistratoreUtilizzare per registrare il volto dei neonati (comportamento di osservazione durante l'attività di categorizzazione)
MixerUtilizzare per integrare le informazioni provenienti dal videoregistratore (comportamento di osservazione del bambino) e gli stimoli visivi (attività di categorizzazione) 
LettoreUtilizzare per registrare l'ingresso dal videoregistratore (comportamento di aspetto infantile)
TelevisoreUtilizzare per visualizzare l'ingresso dal mixer (schermo nello schermo; attività di categorizzazione nell'angolo dello schermo che mostra il comportamento di aspetto del bambino) 
Utilizzare per proiettare sullo schermo stimoli visivi dell'attività di categorizzazione
AltoparlantiUtilizzare per presentare stimoli uditivi durante l'attività di categorizzazione
OcchialiUtilizzare per bloccare la vista del custode durante l'attività di categorizzazione
Software di analisi statisticaRUtilizzare per analizzare il comportamento di osservazione del bambino
DVD Proiettore da sole oscurati

Riferimenti

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