Sprachwahrnehmung und verarbeitung in der frühen Kindheit

Transkript

1 Sprachwahrnehmung und verarbeitung in der frühen Kindheit Anja van Kampen Erkennen des Lautinventars der Muttersprache

2 5. Sitzung: Inhalte Kategoriale Wahrnehmung im 1. Lebenshalbjahr Entwicklung im 2. Lebenshalbjahr Referat Wahrnehmung nicht-nativer Kontraste (Konsonanten) Wahrnehmung Vokale Zusammenfassung Einführung EKP (sehr sehr kurz) Darstellung einer EKP-Untersuchung (Cheour et al. 1998)

3 Schlussfolgerungen: Die ersten 6 Monate Kinder können Laute unabhängig von Inputvariabilität erkennen Wichtig, um Laute auf bedeutungsrelevante vs. bedeutungsirrelevante Variation zu trennen Probleme: Aber nur für kleines Inventar gezeigt Evidenz primär von englische lernenden Kindern aus USA und Kanada Experimentelles Setting bildet keine natürliche Lernsituation ab

4 Schlussfolgerungen: Die ersten 6 Monate Ist dafür ein spezialisierter sprachlicher Mechanismus nötig? Kinder zeigen ähnliche Diskriminierungsleistungen für Töne und kompensieren musikalisches Tempo Tiere können Lautdiskrimination lernen Keine eindeutige Evidenz für oder gegen spezialisierten Mechanismus Aber Grundlage bei Kindern - vermutlich allgemeine auditive Kapazitäten, die auf bestimmtes Aufgabengebiet angewendet werden

5 Entwicklung: 2.Lebenshalbjahr Wahrnehmungsfähigkeit grenzt sich auf sprachrelevante Kontraste ein Analog zu learning-by-selection in neurologischer Entwicklung Zuerst Überfluss an neuronalen Verbindungen, die später gekappt werden Für Sprache Aslin & Pisoni 1980: Verlust an Sensitivität für bestimmte Kontraste Neuanpassung an Kategorien Verengung oder Erweiterung von Kategorien

6 Entwicklung: 2.Lebenshalbjahr Vergrößerung (enhancement): Stimuli an der Nachbarschaft einer perzeptuellen Grenze werde besser diskriminiert Abschwächung (attenuation): Stimuli an der Grenze von Kategorien werden weniger diskriminierbar

7 Entwicklung: 2.Lebenshalbjahr Einengung (sharpening) von Kategoriegrenzen Erweiterung (broadening) von Kategoriegrenzen Neuanpassung (realignment): Perzeptuelle Grenze zwischen zwei phonetischen Kategorien verändert sich

8 Innately Guided Learning Innately guided learning : Vorprogrammierung zum Lernen bestimmter Dinge in bestimmter Weise Jede angeborene oder früh erworbene Fähigkeit sollte Kinder befähigen, relevante Informationen zu extrahieren und Regularitäten zu entdecken Erklärt Geschwindigkeit, mit der verschiedene Spezies bestimmte Fähigkeiten erwerben D.h. Kinder sind von Beginn an in der Lage, bestimmte Informationen vom Input zu selegieren

9 Innately Guided Learning Neigung, auf bestimmte Signale mehr zu achten als auf andere Diese Signale werden im Gedächtnis gespeichert Evidenz, dass Kinder auf Sprachlaute anderes reagieren als auf andere akustische Signale Bevorzugung von Sprache über andere akustische Reize Musik bevorzugt mit Gesang als ohne Gesang

10 Innately Guided Learning Woher kommt Neigung für Sprache? Pränatale Erfahrung: Kinder nehmen Spracheigenschaften der Mutter und der Umgebung wahr Offene Frage: Welche Eigenschaften sind für Kinder besonders interessant?

11 Innately Guided Learning (Fazit) Entwicklungen während des ersten Lebensjahres benötigen nicht per se sprachlich spezialisierte Verarbeitungsmechanismen Aber in einigen Domänen anscheinend trotzdem angeborene Fähigkeiten (innately guided) Z.B. Erkennung bestimmter phonetischer Cues In anderen Domänen reichen allgemeine Fähigkeiten plus angeborene Präferenzen Z.B. Kategorisierung

12 Entwicklung: 2. Lebenshalbjahr Das erste Lebensjahr scheint besonders effektive Zeit zum Lernen dieser phonetischen Eigenschaften zu sein Womöglich, weil andere Bereiche (Syntax, Semantik) vorerst vernachlässigt werden Phonetisch-phonologische Korrelationen sind z.t. Grundlage für Syntax- und Lexikonerwerb ( prosodic bootstrapping hypothesis)

13 Entwicklung: 2. Lebenshalbjahr Wann verlieren Kinder die Eigenschaft, non-native Kontraste zu diskriminieren? Referat: Werker & Tees (1984) Cross-Language Speech Perception: Evidence for Perceptual Reorganization During the First Year of Life

14 Zusammenfassung Säuglinge können nicht-native phonetische Unterschiede wahrnehmen, Erwachsene nicht (immer) Abnahme dieser Fähigkeit während des 1. Lebensjahres Abnahme steht im Zusammenhang mit spezifischer Spracherfahrung Fixierung auf Phoneminventar der Muttersprache erleichtert Spracherwerb

15 Nicht-native Kontraste Zahlreiche Untersuchungen bestätigen Abnahme der Wahrnehmungsfähigkeit zwischen 6 und 12 Monaten (Werker & Lalonde, 1988; Tsushima et al., 1994 (japan [la] vs. [ra]) Erklärung (Werker & Lalone, 1988) Veränderung von phonetischer zu phonemischer Repräsentation von Lauten Problem: Diskriminierungsfähigkeit bleibt für andere nicht-native Kontraste erhalten (Zulu- Klicks)

16 Wahrnehmung der Vokale Kuhl: ab 6 Monate zeigt sich Einfluss der Muttersprache Vokalwahrnehmung Bildung von Vokal-Prototypen mit 6 Monaten Prototypen sind perzeptuelle Magneten Kritik: jeder Sprecher hat seine eigenen Prototypen

17 Vokale: Perzeptueller Magnet-Effekt Kuhl (1994): Prototypen sind besonders gute Exemplare bestimmter Kategorien Bilden eine perzeptuelle Referenz für zu verarbeitende phonetische Einheiten Benachbarte Exemplare werden vom Prototyp angezogen Konsequenz: perceptual space ist dichter in Umgebung von Prototypen

18 Wahrnehmung der Vokale Perzeptueller Magnet-Effekt möglicherweise Ursache für Abnahme der Sensitivität für nicht-native Kontraste Schwedische Kinder zeigen Magneteffekt für [y] nicht für [i]; amerikanische für [i], aber nicht für [y] Englische Kinder haben von und 6-8 haben Probleme, deutsche Vokale [y]-[u] zu differenzieren; mit 4-6 Monaten keine Schwierigkeiten Also: Diskriminationsleistungen für Vokale nimmt früher ab als für Konsonanten Vielleicht wegen größerer perzeptueller Salienz???

19 Zusammenfassung Kinder verlieren im Verlauf des ersten Lebensjahres die Fähigkeit, viele nicht-native Kontraste zu diskriminieren Aber Abnahme betrifft nicht alle Kontraste in gleicher Weise Vokale früher als Konsonanten Perzeptuell nahe (Hindi dentale Plosive) früher als entfernte Kontraste (Zulu-Klicks)

20 Ereigniskorrelierte Potentiale Eine ganz kurze Einführung

21 Einige der benötigten Materialien

22 Und so sehen die Probanden aus Alle Bilder entnommen aus Gregor Kohls (2003) Einführung in das Thema ereigniskorrelierte Potentiale, Anja van Kampen Seite 1 Sprachwahrnehmung und verarbeitung in der frühen Kindheit WS 09/10

23 Was passiert bei der Ermittlung von EKPs? Das EEG misst die elektrische Aktivität des Gehirns an der Kopfoberfläche. Wird nun einer Versuchsperson ein bestimmter Stimulus präsentiert, z.b. eine grammatische Verletzung in einem Satz, dann lassen sich sogenannte ereigniskorrelierte Hirnpotentiale (kurz EKP) im EEG ermitteln. Die ereigniskorrelierten Potentiale stellen eine Untersuchungsmethode mit sehr genauer zeitlicher Auflösung dar, d.h., man kann die Verarbeitung von u.a. sprachlichen Reizen beobachten, während sie passiert (on-line).

24 Grundlegendes zum EEG 1924: Hans Berger leitete zum ersten Mal ein EEG von der Kopfhaut eines Menschen ab (veröffentlicht 1929) Bioelektrische Massenaktivität wird hierfür mittels Elektroden von der Kopfoberfläche abgegriffen (nichtinvasives Verfahren) Gemessen werden Potentialdifferenzen, d.h. elektrische Spannungsänderungen zwischen mind. zwei Punkten (mit einer Amplitude von circa µv) Die ableitbare Hirnaktivität umfasst einen Frequenzbereich von <0,5-40 Hertz (Hz; Wellen pro Sekunde) Anwendung in klinischer Diagnostik (z.b. bei Epilepsie) und in der Grundlagenforschung (z.b. Neurolinguistik)

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26 Was sind EKPs? Ereigniskorrelierte Hirnpotentiale sind im Gegensatz zur hirnelektrischen Spontanaktivität Potentialverschiebungen,die vor, während oder nach einem sensorischen, motorischen oder psychischen Ereignis im EEG messbar sind (Rösler, 1982).

27 Worum geht es?

28 Artefakte Artefakte sind Signale, die nicht der neuronalen Aktivität des Gehirns entstammen; Man unterscheidet technische und biologische EEG-Artefakte; Ursachen für technische Artefakte können z.b. sein: Elektrische Störquellen (z.b. Fahrstühle, medizinische Geräte); Schlecht befestigte Elektroden (hoher Übergangswiderstand); Kabel- und Elektrodendefekte (Kabelbruch, Kontaktfehler). Ursachen biologischer Artefakte sind: Augenbewegungspotenziale (häufiges Artefakt); Muskelpotenziale; Herzschlagartefakte (Elektrode auf Arterie).

29 Mittelungsverfahren Problem: EKP-Amplituden stellen nur 1/10 der EEG- Amplituden dar. EKPs werden von der Spontanaktivität des Gehirns verdeckt. Das Mittelungsverfahren eliminiert diese Spontanaktivität und fördert die spezifischen EKPs zutage.

30 Ergebnis: Die Darstellung der ereigniskorrelierten Potentiale EKP-Komponenten

31 Die Bezeichnung der Komponenten und Potentiale Zur Bezeichnung von EKP-Komponenten werden zumeist folgende zwei Parameter herangezogen Polarität der Komponente (N=Negativ, P=Positiv, Vorsicht: negativ wird nach oben, positiv nach unten abgetragen) und Peaklatenz (Latenz der max. Amplitude) z.b. N100 (Negativierung um 100 msec) oder P600 (Positivierung um 600 msec)

32 Komponentenklassifikation Frühe, mittlere und späte Komponenten EKP-Komponenten frühe mittellatente späte Bei den späten Komponenten handelt es sich meist um endogene Komponenten, welche vorrangig durch psychologische Faktoren wie Instruktion, Aufgabenkontext oder Erwartung Anja van Kampen Seite beeinflusst 1 Sprachwahrnehmung werden. und verarbeitung in der frühen Kindheit WS 09/10 exogene vs. endogene Komponenten: frühe & mittlere Komponenten werden auch als exogen bezeichnet, da sie an die physikalischen Eigenschaften des Reizes gekoppelt und weitestgehend unabhängig vom momentanen Zustand des Organismus sind (z.b. Aufmerksamkeitszuwendung oder nicht).

33 Experimentelles Vorgehen Es gibt einen immer wieder dargebotenen Standardreiz (z.b. /ba/) In größeren Abständen wird eine sog. devianter Reiz (z.b. /pa/ dargeboten Gemessen wird die Differenz zwischen den Potentiallinien für die beiden Reize

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38 Cheour, M., Cepnoniene, R., Lehtokowski, A., Luuk, A., Allik, J. & Näätänen, R. (1998). Development of language-specific phoneme representations in the infant brain. Nature neuroscience 1 (5), Der Nachweis von Spezialisierung der Phonemwahrnehmung innerhalb der 2. Hälfte des ersten Lebensjahres

39 Die MMN korreliert mit der physikalischen Entfernung des abweichenden vom ständigen Stimulus MMN mismatch negativity Beschreibt einen negativen Ausschlag im EEG als Reaktion eines (devianten) Stimulus im Verhältnis zu einem immer wiederkehrenden Standardstimulus. Bsp: Standard /ba/, deviant /pa/ Ablauf: auditive Präsentation von /ba/, /ba/, /ba/, /ba/, /ba/, /ba/, /ba/, /pa/, /ba/, /ba/, /ba/,

40 Worum geht es im Experiment? Im Finnischen und Estnischen gibt es /e/ und /ö/. Im Estnischen gibt es den Vokal /õ/, zwischen /o/ und /ö/, im Finnischen aber nicht!

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42 Erwachsene Standardstimulus /e/ bei Finnen geringere Amplitude für /õ/ als für /ö/, obwohl / õ / physikalisch weiter entfernt von /e/. Erklärung: /ö/ ist ein Phonem Bei Esten höherer Ausschlag für / õ/, weil weiter entfernt. Erklärung: /ö/ und / õ/ sind beides Phoneme, deshalb gleiche Reaktion

43 Kinder 9 finnische Kinder mit 6 und 12 Monaten 9 estnische Kinder mit 12 Monaten

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45 Finnische Kinder mit 6 Monaten zeigten erwartungsgemäß größere Amplitude für / õ/ als für /ö/, weil weiter von /e/ entfernt. Mit 12 Monaten anders herum: Deutlich höhere Amplitude für /ö/, obwohl weiter entfernt vom Standardton, weil phonematisch in der Sprache. Estnische Kinder dagegen zeigen mit 12 Monaten noch das gleiche Muster wie finnische Kinder mit 6 Monaten, aber beide Ausschläge höher. D.h., der Ausschlag korrelierend zur physikalischen Entfernung zum Standardton bleibt erhalten, weil die phonematische Kategorie vom Input bestätigt und somit auch erhalten wurde. Dieses Ergebnis entspricht zudem den Daten der Erwachsenen.