経験がチューニングで言語と認知間のリンクインストゥルメンタルである：6-から7カ月齢の幼児のオブジェクトの分類に証拠

サマリー

3-4ヵ月の時点で、人間と非ヒト霊長類発声を聞いては乳児の認知を高め、 6ヶ月で、唯一人間の発声は、この認知優位性を発揮します。私たちは、チューニングアウトに認知しているにリンクするサウンドを幼児が指定したような経験の強力な造形の役割を明らかに露出操作を説明します。

要約

出生時、幼児だけでなく、人間の発声を聞い好むが、また認知にこれらの発声をリンクし始めている：年齢の三ヶ月ほどの乳幼児については、人間の言語を聞いてオブジェクトの分類をサポートし、コアの認知能力を。この早熟のリンクは最初は幅広いです：3と4ヵ月の時点で、人間とヒト以外の霊長類の両方の発声は、分類をサポートしています。しかし、6ヶ月で、幼児はリンクを縮小している：人間だけ発声は、オブジェクトの分類をサポートしています。ここでは、私たちの種の発声によってのみ従事してより正確な1、に彼らの曲彼らの当初の広範なリンクとして乳幼児を案内するもの尋ねます。 3つの研究間、我々は経験の効果を検討するための新規の露出パラダイムを使用しています。私たちは、単にヒト以外の霊長類の発声に乳幼児を暴露すると、この信号と分類間の早期確立されたリンクを維持するために幼児を可能にすることを文書化します。対照的に、逆方向音声に乳児を露出する - 信号それはどの年齢で分類をサポートするために失敗した - そのような利点を提供しています。幼児は、 その信号を指定し、当初幅広いセットから、彼らは認知にリンクしていきますよう私たちの調査結果は、初期の経験の力を明らかにする。

概要

人間の幼児は、言語、種として私たちを定義し、基本的に我々の開発を形作る文化的、認知ツールを取得する準備が生まれています。私たちのaltricialityと私たちの強力な学習ストラテジー：学習言語のための私達の能力の中心は、人間開発の2つのユニークな機能です。一緒に、これらの機能は、その環境からの入力に非常に敏感であることを乳幼児ができます早期可塑性の著しい程度のロックを解除します。例えば、乳児はヶ月以内に、彼らはこれらの設定は、排他的にヒト信号^1、2、3に狭く、知覚優先ヒトおよび非ヒト霊長類の顔と音声を含むのに十分に広い差別容量のセットで世界に来ません。知覚狭窄のこのプロセスは、2つのカウントに適応である：それは、関連するコミュニケーション信号Rの信号対雑音比を増加させます12;そしてそれは、知覚モダリティ間で情報を統合するための道を開く（ 例えば 、統合の顔や声^）4 - -幼児案内しますものは、効率的かつ正確に彼らの複雑な社会の世界をナビゲートするために人間の言語のマルチモーダルな性質のために不可欠な要素です。また、乳幼児の早期可塑性のため、知覚狭窄を防止することができ、または非天然シグナル（ 例えば 、非ネイティブ言語、非ヒトの顔、外国の音楽のリズム^）5、6、8への暴露と逆。これは、知覚的狭小化が経験主導型であることを示しています。

しかし、彼らの母国語を習得するために、乳児はその話者の顔や声の調子でより多くを行う必要があります。人間の言語のパワーは密接認知⁹にリンクされています。信じられないほど、でも生活の最初の年に、乳児はBを持っています単に人間の言葉に耳を傾けオブジェクトカテゴリを形成する幼児の能力、彼らの認知^10、11、12のためのビルディングブロックを促進する：言語と認知をリンクするegun。

これは、彼らが言語を聞いている場合、乳児にのみオブジェクトカテゴリを形成することができるということではありません。逆に、研究の十年は、生後1ヶ月で幼児がどんな音¹³が存在しない状態で、少なくともいくつかのオブジェクトカテゴリを形成することができることを明らかにしました。しかし、すべてのオブジェクトカテゴリは、幼児が形成するためにも同様に簡単です。少し難しいのカテゴリが存在する場合、言語は幼児分類に持ってどのような影響を与える、発見するための強力な機会を提供します。そうするために、研究者は、幼児が（言語のような）他のサポート情報が存在しない場合に識別して、言語（および他の音かどうかを尋ねるするのがより困難であるオブジェクトカテゴリを識別する ）の分類では、乳児に任意の利点を提供します。

このロジックを使用して、言語とオブジェクトの分類間の早期のリンクは非常に若い幼児（ 図 ^1b）11に対応するように設計された新規性優先パラダイムに記載されていました。このパラダイムは、2つのフェーズがあります。習熟段階の間、全ての乳児は、音と一緒に連続して提示異なるオブジェクト（ 例えば 、恐竜）の一連の画像を表示します。テスト段階では、全ての乳児は沈黙の中で二つの新しい画像を閲覧する：一つは、今ではおなじみのカテゴリ（ 例えば 、他の恐竜）の新しいメンバーであり、その他は、新規カテゴリ（ 例えば 、魚）のメンバーです。テストで幼児探しの時間は、分類の指標となります。幼児が習熟中のカテゴリーを形成した場合、テストでは、彼らは、おなじみの画像から小説を区別する必要があります。幼児がそうしなかった場合、テストでは、彼らはチャンスで実行する必要があります「> ^{14、15、16。}

結果は印象的なされました。ではなくトーンシーケンス- -首尾よく形成された物体カテゴリ^11、17 3、4、および6ヶ月、習熟時に言語を聞いた乳児で。驚くべきことに、言語は、この認知優位性を発揮する音だけではありません：3と4ヵ月の時点で、ヒト以外の霊長類の発声を聞いて（マダガスカル、青い目のキツネザル：Eulemurはflavifronsをマカコ ）人間の発声¹⁷と同じ認知利点を与えます。生後6ヶ月のことで、しかし、乳児は、ヒト発声に、この最初に広範なリンクをチューニングしています。キツネザルの発声は、もはや幼児分類¹⁷に有利な効果を発揮しません。

しかし、どのようなメカニズムは、言語をリンクに乳児の増加精度を根底にし、認知？ここでは、乳児の経験の寄与を考慮してください。彼らは当初、特権の信号（ 例えば 、ヒトおよびヒト以外の霊長類発声）とオブジェクトの分類のコア認知プロセスの間のリンクを狭めるとして人間の言語（と発声をキツネザルするリスニング経験の彼らの不足）の乳児の豊富な経験が役割を果たしていますか？確かに、我々は言語に乳児の露出を操作することで、これをテストすることはできません。しかし、我々は、キツネザルの発声への露出を操作することができます。私たちは、年齢の6と7ヶ月で幼児に焦点を当てて- 、露出のない状態で、もはやキツネザルの発声やオブジェクトの分類^17をリンクしていない乳幼児を。実験1では、我々は、キツネザルの発声に短時間曝露は、この信号と、オブジェクトの分類との間のリンクを維持するためにそれらを許可するかどうかを尋ねます。実験2では、我々は後方スピーチに短時間曝露するかどうかを尋ねる - 一貫オブジェクトcategorをサポートするために失敗した信号をどの年齢¹⁷で化-また、オブジェクトの分類を促進します。実験3では、我々は、キツネザルの発声に、より長時間の暴露が彼らの最初に、広範なリンクを維持するためにそれらを許可するかどうかを調べ、より厳格なテストへの暴露の質問を置きます。

プロトコル

以下の手順は、ノースウェスタン大学の治験審査委員会によって承認されたインフォームドコンセントは、すべての乳幼児の養育者から入手しました。私たちは、英語^11、17に50％以上の暴露と環境で育てられた乳児を募集しました。すべての実験で幼児が最初の我々はキツネザルの発声または後方スピーチのいずれかへの露出を操作しているサウンドトラックに耳を傾け、彼らはその後、オブジェクトの分類作業に参加しました。どのような幼児にわたって変化していた（a）は、彼らが露光操作に聞いた信号の種類と分類タスク（キツネザルの発声または後方スピーチのいずれか）と（b）の露光相の範囲（ラボで短時間の曝露または長時間の暴露のいずれか家に）。すべての乳児の場合は、分類タスクは、研究室で行われました。

1.材料

1. 露光操作を作成する方法
   1. キツネザルの発声の8つの別個のサンプルと後方音声の8つの異なるサンプル、持続時間が各2〜4秒を選択します。一緒に、8つのサンプルは、各音響信号の30秒を得なければなりません。キツネザルおよび逆方向音声セグメントは期間中可能な限り厳密に一致していることを確認し（ 例えば 、〜持続時間3秒）と平均周波数（ 例えば 、〜300ヘルツ）のために。
      1. キツネザルの発声を得るためには、動物の発声のデータベースを検索したり、動物の発声を収集し、研究者に問い合わせてください。
      2. 後方音声セグメントを作成するには、（1）幼児向けの演説の中で研究助手を話す〜3秒の文章を記録し、（2）一時的に（：効果>リバースのAudacityで）逆に、ラップトップおよびソフトウェア・プログラム（ 例えば 、Audacityで）を使用します各音声素片。
   2. 4分より長い古典器楽の曲を選択してください。ここでは、Cマイナー、オペアンプ18第4号でベートーベンの弦楽四重奏の最初の4分を使用した：III。Menuetto。
   3. 持続時間が約4分で作品の一部を選択（ハイライトと作品の残りの部分を削除）：（[ファイル]> [インポートのAudacityで）音楽をインポートするオーディオ編集ソフトウェアプログラム（ 例えば 、Audacityで）を使用します。
      1. 音楽のサウンドトラックに（ すなわち 、コピー＆ペースト）8つの選択された各タイプのセグメント（キツネザルの発声または逆方向音声）を挿入することによって、2つの異なるサウンドトラックを作成します。
      2. 「キツネザル」のサウンドトラックを作成するには、同じソフトウェア・プログラム（ 例えば 、Audacityで）で8キツネザルの発声音ファイルを開くと、音楽と、ファイルにそれらを挿入します。
         1. そのためには、全体のキツネザルの発声を強調表示し、> [コピーを編集した音楽ファイルにカーソルを置き、そして> [貼り付けを編集するためにナビゲートするために移動します。サウンドトラック全体に不規則な間隔で発声を挿入します。音楽の句境界でそれらを置かないでください。 inserti、各キツネザルの発声のためにこれを2回行いますNO 2人の同一の発声が連続して発生しないことを確実にするpseudorandomizedためにそれらをngの。一緒に、これは（キツネザルの発声の1分間が散在音楽の4分）、5分間のループをもたらします。
         2. 全体のサウンドトラックが約10分続くように、この5分のサウンドトラックを繰り返します。そのためには、全体の5分のセクションを強調表示し、[編集]> [コピー] 5分間のセクションの末尾にカーソルを置き、そして> [貼り付けを編集するためにナビゲートするために移動します。
      3. 10分「下位スピーチ」サウンドトラックを作成するために、同じpseudorandomized順序を使用して、逆方向音声の選択されたセグメントとキツネザルのサウンドトラックの各キツネザルの発声を交換してください。
2. 分類タスクを作成する方法
   1. ビジュアル素材：手で線画の2セットを作成します。各セットにおいて、（ここで、恐竜と魚の9つの異なる図面の9つの異なる図面を使用して）同一のオブジェクトカテゴリの9つのメンバーを含みます。 differenを使用してください各所与のカテゴリ内描画するための明るい色をTです。コンピュータにこれらの図面をスキャンし、画像ファイルとして保存します。図面は、試験した年齢で幼児になじみのないオブジェクトでなければならないことに注意してください。
   2. 音響材料は、一のキツネザルの発声と露光操作（1.1.3）のいずれかに含まれていなかった後進1つの音声素片を選択します。持続時間にわたって可能な限り厳密にキツネザルおよび逆方向音声セグメントと一致する（ 例えば 、〜持続時間3秒）と平均周波数（ 例えば 、〜300ヘルツ）。
   3. プログラムの習熟フェーズとテストフェーズを含んMATLABでの作業。このタスクは、乳児の前に5フィートスクリーンによって5フィート上に投影されます。
      1. プログラム単一のカテゴリ（ 例えば 、8匹の恐竜、それぞれ異なる色）から視覚的標本の8が順次現れるように習熟段階。各標本は、交互に、右または画面の左側のいずれかで、20秒間表示されます。クリートE 2つの異なるバージョンが、（それぞれ「キツネザル」および「下位スピーチ」条件）下音響刺激の一つとそれぞれ習熟標本をペアリング。両方の条件では、音響刺激は、各習熟裁判に二回行われるべき。視覚的な模範は10秒後に再び現れ、そしてときに一度。
         1. キツネザルの状態では、それぞれの習熟見本プログラムは、キツネザルの発声と同時に表示されます。
         2. 逆方向音声状態において、プログラムは、各習熟標本は、後方音声セグメントと同時に表示されています。
      2. テストフェーズ中に、馴染みのカテゴリ（ 例えば 、別の恐竜）、および他のカテゴリからの標本（ 例えば 、FISH）から9 ^番目の標本を提示します。これら2枚の画像は色が同一と20秒間静かに（一方は右に提示し、画面の左側に他の）同時に提示されるべきです。
   4. 分類タスクのプログラミングでは、カウンタバランスは、（1）新規かつ馴染みのテスト画像が表示された習熟段階、第習​​熟画像が表示された（2）側、及び（3）側の間に提示されるカテゴリ。

2.一般的な手順

1. 暴露相
   1. 静かなエリアにある介護者またはそのラップで近い幼児を置きます。 （幼児から1~4フィートから）乳児の視野範囲内にラップトップまたはタブレットを置き。
   2. キツネザルや後方スピーチのサウンドトラックのいずれかを提示するためにノートパソコンやタブレットを使用してください。
2. 分類タスク
   1. 研究室における半暗く試験室で、5フィートスクリーンによって椅子に5フィートから4フィートに介護者を着座。分類タスクと、（2）projeを表示する（1）画面にMATLABでプログラム分類タスクにラップトップを接続します画面上にタスクを投影しますCTOR。
   2. 前向き、介護者の膝の上に幼児を着席。
   3. どのような方法で、乳児の行動に影響を与える避けるために、介護者に指示します。具体的には、静かなままで、まだタスクの期間を通じて、ガイドとしての正中線を使用して、彼らの幼児を中心に保つためにそれらを指示します。彼らは視覚的な資料を見ることができないことを保証するためにブラックアウト眼鏡で介護を提供します。
   4. プロジェクターの電源をオンにします。
   5. タスク全体の幼児の行動をキャプチャする録画機器の電源をオンにします。
   6. MATLABで「ファイル名を指定して実行」を押して、分類作業を開始します：幼児はキツネザルのサウンドトラックや幼児が後方スピーチのサウンドトラックにさらされた場合、下位スピーチ条件にさらされた場合、キツネザルの条件を提示。
3. コーディング（分類タスクのみ）
   1. コード発症し、各乳児のルのオフセットフィートとの両方の習熟やテスト段階で右に見えます。
   2. （1）習熟手本未満の6を見て、幼児を除外します。 （2）習熟相の40％未満の間に見えます。また、親の干渉、実験誤差や技術的な障害が発生した場合、乳児を除外、またはテストでその性能は平均から2 SDよりも大きい場合。
4. 分析
   1. 習熟段階のために、合計を各乳児に習熟オブジェクトを見た時間の量を計算します。
   2. （新規のテスト画像に対する全ルッキング時間）/（両方のテスト画像に対する全ルッキング時間）：テスト段階のために、それぞれの乳児のための嗜好度を算出します。

3.実験1：キツネザル発声への短時間の曝露

1. 参加者
   1. 生後6〜7ヶ月で14人の幼児を募集。
2. 手順
   1. 目を招待静かで、快適なお部屋への電子の介護者と幼児。私たちの研究室では、この部屋には、試験室に隣接しています。
   2. 露出操作：画面上の音楽ビジュアライザ（ 例えば 、iTunesの）存在し、一度キツネザルのサウンドトラックを再生します。
   3. 分類タスク：サウンドトラックが終了すると、試験室に介護者や幼児を導きます。分類タスク（キツネザル条件）を開始します。

4.実験2：後方スピーチへの短時間の曝露

1. 参加者
   1. 実験1と同じ。
2. 手順
   1. 静かで快適な部屋に介護者や幼児を招待。
   2. 露出操作：画面上に存在ミュージックビジュアライザで、一度後方スピーチのサウンドトラックを再生します。
   3. 分類タスク：サウンドトラックが終了すると、試験室に介護者や幼児を導きます。 （Backwaを分類タスクを開始しますRDスピーチ条件）。

5.実験3：キツネザル発声への長期暴露

1. 参加者
   1. 年齢の4.5ヶ月で14人の幼児を募集。
2. 手順
   1. 電話で、6週間の長い研究に参加するために介護者を招待。研究では、音楽やキツネザルの発声（ すなわち 、キツネザルのサウンドトラック）の2分の8分が含まれている10分のサウンドトラックに、自宅で、彼らの幼児を公開するためにそれらを必要としていることを説明します。研究では、幼児が4.5ヶ月で、乳児は生後6ヶ月の時に終了時に始まり、6週間続くことを説明します。
   2. この正確なテーパスケジュール^7、8、18を介護者に提供
      1. 週1：毎日、一日一回、乳児へのサウンドトラックを再生します。
      2. 2週目：1日おきに1回、乳児へのサウンドトラックを再生します。
      3. の第3週：週の間に幼児3回のサウンドトラックを再生します。
      4. 週4-6：週の乳児への2回のサウンドトラックを再生します。
   3. 6週間の露光操作を通して露光操作の忠実性を確保するために、介護者との（a）は6週間の期間を通して、すべての段階で自分の役割を概説し、（B）にそれぞれ日付と時刻を記録するためにそれらを要求すること、オンラインでインタラクティブなドキュメントを共有しますこれは彼らの乳児へのサウンドトラックを果たしました。
   4. 介護者が従事してトラックに保つために電話かメールで毎週のリマインダを送信します。
   5. 週5時には、次の週（週6）のための研究室訪問をスケジュールします。幼児は2〜4日、スケジュールのラボ訪問の前に、サウンドトラックに耳を傾ける必要があることを介護者に指示し、乳児はサウンドトラックのいずれかの日か、彼らの訪問の前日に耳を傾けてはいけません。
      注：ラボの訪問では、何の露光操作がない：乳児はExperimenから分類タスクにのみ参加しますT 1（キツネザル条件）。

結果

（ 図1）上で概説した手順を使用して、我々は、幼児は、特定の音と認知の間のリンクを絞り込むよう曝露の影響をテストするために3つの実験を実行しました。

実験1の結果は、キツネザルの発声に短時間曝露が顕著な効果を持っていたことを明らかにしました。キツネザルの発声に露出七ヶ歳を確実新規テスト画像、M = 0.57、SD = 0.09、好ましいです。 T（13）= 3.12、P = 0.008、D = 1.73（ 図2）。オブジェクトカテゴリを形成する上で彼らの成功は、彼らはキツネザルの発声^17を調整されていた後の年齢で、露出せずにこれを行うには乳児の障害に発散します。これとは対照的に、実験2の結果は、後方スピーチへの短時間の曝露は効果がなかったことを明ら...

ディスカッション

ここでは、乳児期早期における音とコア認知プロセスをリンクに経験の役割を調べるための手順の概要を説明します。私たちの組み合わせの実験はその経験が可能の幅広い初期設定から、信号を指定するために幼児を導くのに中心的な役割を果たしている最初の証拠を文書化し、彼らは最終的に意味の基盤を提供コア概念プロセスに活用します。経験は幼児が最初に認知¹⁷にリンク信号の幅広いセットを決定する際に、もしあれば、少し役割を果たしているが、経験が最初に特権からチューンアウトに無関係な信号を乳幼児を導く上で重要である：彼らはまた、自然と養育間の複雑なインターフェースを明らかにする彼らは意味にリンクしていきますそれらの中には、代わりに、曲を設定します。

当社のエクスポージャー手順は、ときキツネザルの発声やオブジェクトの分類との間のリンクはOTHだろう、6と7ヶ月でそれを実証していますerwiseは単に、この信号に幼児をさらすことは、劇的な効果があり^、17を切断されています。同様に知覚狭窄文献

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
ラップトップ 1			露出サウンドトラックのプレゼンテーションに使用 できれば iTunes Visualizer
ラップトップ 2			プログラミングと分類タスクの提示に使用
ラップトップ 3 (オプション)			幼児探し行動のコーディングに使用 (上記のラップトップのいずれかを使用することもできます)
コーディング ソフトウェア	SuperCoder		乳幼児探しのコーディングに使用行動
ビデオレコーダー			乳児の顔を記録するために使用(分類タスク中の見ている行動)
ミキサー			ビデオレコーダーからの情報(乳児の見ている行動)と視覚刺激(分類タスク)を統合するために使用してください。
DVDプレーヤー			ビデオレコーダーからの入力を記録するために使用します(乳児の視線動作)
テレビ			ミキサーからの入力を表示するために使用(スクリーンインスクリーン、乳児の視線行動を示す画面の隅にある分類タスク)
			分類作業の視覚刺激を画面に投影するために使用
スピーカー			分類作業中に聴覚刺激を提示するために使用
ブラックアウトされたサングラス			分類作業中に保護者の視界を遮断するために使用
統計解析ソフト	R		乳幼児の視線分析に使用