L7PHO (CM3) Acquisition de la parole: perception, spécialisation dans la langue maternelle

1. L7PHO (CM3) Acquisition de la parole: perception, spécialisation dans la langue maternelle  (P. Hallé, LPP) 15 Octobre 2008

2. CM3: Acquisition 2 : Dans la première partie, bilan des capacités de perception phonétique puis phonémique des enfants de 0 à 2 ans. Sensibilité aux aspects prosodiques versus segmentaux. Dans la seconde partie, bilan des capacités des enfants de 6 à 12 mois à segmenter les énoncés de parole en mots, puis à reconnaître des mots. Ici aussi, l’accent est mis sur la « spécialisation » des enfants vers leur langue maternelle. => savoir décrire le passage d’une phase initiale dominée par les aspects prosodiques à une phase plus « segmentale ». => savoir décrire le passage du nouveau-né « phonéticien universel » à l’enfant « spécialisé » dans les contrastes de sa langue. => savoir décrire les différents paradigmes expérimentaux permettant de tester les capacités de perception des enfants.

3. Perception : aspects généraux • Dès 2 mois, orientation préférentielle pour sons de parole (Columbo & Bundy, 1983: précurseurs du paradigme HPP) • Traitement de la parole dans Hémisphère Gauche, de la musique dans Hémisphère Droit: expés en dichotique avec nouveaux-nés (Bertoncini et al. 1989); expés fMRI avec enfants 3 mois; OT avec nouveaux-nés … • Préférence voix maternelle à 2-3 mois (Mehler et al., 1978) basée sur la prosodie; dès la naissance (DeCasper & Fifer, 1980); sur la base d'indices de timbre (Floccia et al., 2000). • Préférence pour la langue maternelle de 0 à 5-6 mois … • Discrimination entre langues ssi l'une est maternelle ou bien ssi 2 classes rythmiques différentes

4. Les nouveaux-nés réagissent différemmentà la musique et au langage Réaction au changement => parole traitée dans HG, musique dans HD par nouveaux-nés ? (Bertoncini et al., 1989, Brain & Language)

5. fMRI study (2-month-olds) (Dehaene-Lambertz et al., 2002, Science, Fig. 2) B: Statistical map of asymmetry of activation by sound, showing that the planum temporale was significantly more activated in the left hemisphere than in the right. C: Statistical map of the comparison between forward and backward speech, showing greater activation by forward speech in the left angular gyrus.

6. Optical Topography study (neonates) LEFT RIGHT a––– forward speech (FW) b ––– backward (BW) c––– silence (SIL) (a) OT channels: red/blue dots for emitter/detector optical fibers.(b) channels 7–12: temporal regions below the Sylvian fissure; channels 1–6: frontoparietal regions above the Sylvian fissure

7. PARADIGMEHAS: High Amplitude Sucking(Succion non nutritive) • habituation : stimulation présentée de façon contingente à la succion jusqu'à atteinte critère de baisse (la répétition crée l’ennui …) ; on mesure le taux de succion (mais il y a des variantes) • déshabituation : changement ou non de stimulation (“shift”) VD* : variation du taux de succion après – avant le shift Ce que HAS a montré : capacités de discrimination pour distinctions phonétiques “universelles” (?). 1er ex. (1971): [ba-ba], [ba-pa] pas de discrimination (/ba/-/ba/ anglais)[pa-pha] bonne discrimination (/ba/-/pa/ anglais) *VD = variable dépendante ≈ mesure

8. HAS: de 1971 à nos jours: variantes • classique: (TS=taux succion)“habituation-dishabituation” (présentation si TS > seuil)mesure = (TS) “post-shift” • “operant learning”: fondé sur ence de 2 rythmes basiques: TS lent / TS rapide: => lent<-> S1; rapide <-> S2(association “apprise” en 5 mn) mesure = nb épisodes S1 vs. S2

9. Etude séminale de Eimas et al. (1971): contraste /b/-/p/ [pa]  [pha] [ba]  [pa] [pha]  [pha] déshab habituation

10. Préférence pour la langue maternelle: nouveaux-nés français, exposés à passages en français vs. russe(Mehler et al., 1988, Cognition)

11. Discrimination entre langues non-natives(Nazzi, Bertoncini, & Mehler, 1998, JEP: HPP) rhythmic group Non-rhythmic group

12. ORIENTATION: Bilingues vs. monolingues Catalan/Castillan (4 mois) Experiment 4b Mean orientation latencies of monolingual Spanish infants (n = 10), monolingual Catalan infants (n = 10) and bilingual Catalan/Spanish infants (n = 10) to Catalan and Spanish sentences. Experiment 4a Mean orientation latencies of infants from monolingual (either Catalan or Spanish, n = 10) and Catalan/Spanish bilingual environments (n = 10), to maternal and English sentences. Bosch & Sebastian-Galles, (1997), Cognition

13. Point sur la discrimination des langues par les enfants • possible si les 2 langues comparées  "classes rythmiques" différentes; exemples: {italien, espagnol} vs. {anglais, néerlandais} • possible si l'une des deux est la maternelle, même si les 2 de la même classe rythmique; exemples: catalan vs. castillan;anglais BE vs. {anglais AE, néerlandais, allemand} • vrai pour nouveaux-nés jusque vers 4-5 mois. • bilingues futurs: à 4 mois, mauvaise discrimination entre les 2 futures langues; discrimination entre l'une des 2 et une 3ème, mais profil de performance particulier (traitement plus lent ?) • performances obtenues avec parole filtrée => basées surindices prosodiques.

14. Quels indices prosodiques ? • “mélodie” ? (contours F0) • rythme ? (notion assez floue ~ patterns de durées) • => technique de resynthèse au lieu de filtrage passe-bas 400 Hz (Ramus, 1999-2002); possible de neutraliser un ou plusieurs paramètres; paramètres segmentaux; paramètre ‘intonation’; paramètre ‘rythme’; paramètre ‘intensité’ … Il est ensuite possible de manipuler séparément contours d'intensité, de F0, et durées.

15. Exemples de phrases resynthétisées avec MBROLA(Ramus & Mehler, 1999, JASA, 105) original : こちらの方は形成外科の専門家です。 C/V: 19/18 kotira.no kata.wa keiseigeka.no senmonka des saltanaj : tatalana tataja ta:sa:tatana sannanta tas sasasa : sasasasa sasasa sa:sa:sasasa sassassa sas sasasa avec F0 constant : This supermarket had to close due to economic problems. C/V: 27/16 (original) sasasa F0 constant

16. Les bébés distinguent donc par exemple le japonais du hollandais : Ramus & Mehler (1999). JASA. Baby Mais d’autres aussi distinguent le japonais du hollandais … Toro, Trobalon, & Sebastián-Gallés (2003), Animal Cognition. Rats Cotton-top tamarin monkeys Ramus, Hauser, Miller, Morris, & Mehler (2000). Science.

17. => Nouveau-né déjà “spécialisé en prosodie” Segments: nouveau-né = phonéticien universel ? • Discrimination de nombreux contrastes des langues du monde, qu'ils soient natifs ou non. • Mais il s'agit surtout de contrastes basiques correspondant à des discontinuités perceptives(1) peut-être universelles (e.g., Eimas 71: [pa]-[pha])(2) communes avec d'autres espèces animales.

18. Les chinchillas perçoivent /d/-/t/ comme les humains (chinchillas) Kuhl & Miller (1978). JASA, 63, 905-917

19. Les macaques perçoivent /b-d-g/ comme les humains (rhesus monkeys) Kuhl & Padden (1983). JASA, 73, 1003-1010

20. Capacités initiales à discriminer des contrastes de : Voisement• Eimas et al., 1971: [ba]-[pa]-[pha] 1-4 mois OK pour [pa]-[pha], pas [ba]-[pa]• Trehub & Rabinovitch, 1972: [da]-[ta] (naturel) 2 mois• Enfants Kikuyu (Streetter, 1976), milieu hispanophone (Lasky et al., 1975; Eilers et al., 1979) : ils distinguent [ba] de [pa] de [pha] Place • Eimas 1974, Morse 1976, etc: [ba]-[da]-[ga] (synthétique), 1 mois.• Jusczyk 1977: [ab]-[ad] (en coda) • Trehub 1976: tchèque [zha]-[rha] par enfants américains Manière• nasale–occlusive (/ba/-/ma/), Eimas & Miller 1980 • approximante–occlusive (/ba/-/wa/), Hillenbrand, 1979 • entre approximantes (/ra/-/la/), Eimas, 1975 Voyelles • /a/-/i/ ou /a/-/u/ (naturelles isolées ou en contexte CV (Trehub, 1973) • Trehub 1976: contraste orale–nasale (français) par bébés américains• Kuhl et col., 1974-1980: contrastes divers: e.g., /a/-/o/, /i/-/a/ par 2-4 mois

21. Loss of sensitivity to nonnative consonant contrasts(Conditioned Head Turn: Werker & Tees, 1984) Hindi dental-retroflex stops: [t]-[T] (Salish) Nthlakampx velar-uvular ejectives: [k’]-[q’]

22. PARADIGME: Orientation avec renforcement (description schématique : nombreuses variantes) • entraînement (contraste simple: e.g., un /i/ vs. un /a/)- orientation vers source récompensée si l’un des 2 stimuli (e.g., /i/), non récompensée si l’autre (e.g., /a/) - stimuli “background” vs. “comparison”- essais avec changement (test) vs. essais contrôle- atteindre le critère = 9 essais sur 10 avec “bonne réponse” • test (contraste à tester: e.g., des /i/ variés vs. des /a/ variés)- même procédure qu’à l’entraînement -VD(s) : nombre d’essais pour atteindre le critère, pourcentage d’enfants atteignant le critère, pourcentage d’orientations correctes pour les essais test vs. d’orientations incorrectes pour les essais contrôle. N.B. La version complète : 3-7 sessions de 20 minutes / jours différents

23. TRIAL STRUCTURE OBSERVATION PRE INTERVAL POST CHANGE TRIAL /a/3 /a/2 /a/6 /a/1/i/2 /i/6 /i/5/a/4 /a/3 /a/5 CONTROL TRIAL /a/3 /a/2 /a/6 /a/1/a/4 /a/5 /a/2 /a/4 /a/3 /a/5 • 4 6 8 10 12 14 16 18 20 • TIME (sec)

24. Deuxième période (6-12 mois): spécialisationMagnet effect à ~6 mois non prototype prototype

25. Language-specific magnet effect at 6 months PME: Score de généralisation (i.e., de non-discrimination) (A) Formant frequencies of vowels surrounding an American /i/ prototype (red) and a Swedish /y/ prototype (blue). (B) Results of tests on American and Swedish infants (6 months) indicating an effect of linguistic experience. Infants showed greater generalisation when tested with the native prototype. PME: Perceptual magnet effect. (Kuhl et al., 1992, Science, 255)

26. PARADIGME: Fixation visuelle renforcée(habituation/déshabituation) (description schématique) • habituation : stimulus sonore S1 présenté de façon contingente à la fixation visuelle d’une scène intéressante pour l’enfant (analogue à la phase d’habituation en HAS : la répétition crée l’ennui …) ; on mesure les durées de fixation (latences) • déshabituation : changement ou non de stimulation VD : “post-shift recovery”, les durées de fixation pour 3-4 essais après changement moins les durées de fixation pour les derniers essais d’habituation (mais  variantes).

27. Fixation Visuelle: habituation/déhabituation (équivalent visuel de la procédure HAS) Phase 1:/kË/ présentée à la demande: habituation (l’enfant finit par ne plus s’intéresser à ces /kË/) Phase 2:/ki/ présentée à la demande: déshabituation (l’enfant s’intéresse à ces nouveaux sons /ki/ s’il les distingue de /kË/) ILLUSTRATION VIDÉO

28. Testing discrimination performance at 6 to 12-14 mos • Werker & colleagues : Conditioned Head Turn • Best & colleagues : Conditioned Visual Fixation example : norwegian contrast /Ë/-/i/

29. No loss for NA consonant contrasts (Best et al., 1995)

30. Progrès dans la langue maternelle (Kuhl et al., 2006, Dev. Science) Effects of age on discrimination of AE /ra-la/ by American and Japanese infants at 6–8 and 10–12 months (percent correct scores) • amélioration pour américains• déclin pour japonais (Sundara et al., in press, Cognition)Contraste /d/-/D/: progrès pour monolingues anglais et français; performances inférieures pour les français et les bilingues adultes. Des progrés encore vers 6 ans (lecture ?) et jusqu'à 10-12 ans(Hazan & Barrett, 2000, J. Phon.)

31. Déclin et progrès : cas des jeunes "bilingues" monolingues (Sebastian-Gallés, in press, TICS) Contraste catalan /e/-/E/: • monolingues catalan : stable entre 4 et 8 mois• monolingues castillan :déclin à 8 mois• bilingues catalan-castillan :déclin passager à 8 mois, progrès à 12 mois bilingues (mesure de déshabituation)

32. Influence de l'environnement vers 9 mois n-exposed/not Chinese/Am. av-exposed Discrimination du contraste Mandarin qi-xi /t˛hi/-/˛i/ à 10-12 mois: C : (base) 10-12 mois monolingues chinois vs. américainsA, B (effet de l'exposition ou non à du chinois): enfants américains de 9 mois non exposés (bleu hachuré), exposés en situation naturelle (A) ou par DVD vidéo ou audio (B) à du chinois (motherese). => La situation naturelle permet aux bébés américains d'apprendre le chinois… (Kuhl, Tsao, & Liu, 2003, PNAS)

33. Autres aspects de la spécialisation en perception • 9 mois : préférence pour patterns Strong-Weak (enfants américains) (Jusczyk, Cutler, & Redanz, 1993) : prosodique. • 9 mois : préférence pour séquences phonotactiques légales(Jusczyk et al., 1993) : segmental. • 9 mois : préférence pour CVC de probabilité phonotactique élevée(Jusczyk et al., 1994) : segmental.

34. Sommaire: spécialisation en perception • Réglage sur la langue maternelle dès la naissance pour les aspects prosodiques (première période) • spécialisation pour les voyelles dès 5-6 mois • spécialisation pour les consonnes vers 10-12 mois(Mais il y a des exceptions: consonnes "non assimilables" à des sons de parole restent bien discriminées) • corrélation progrès dans la langue maternelle et déclin pour les langues non-natives; aussi: performances à 10-12 mois prédictives du développement ultérieur.

35. EXTRAS: mots

36. LE PROBLEME DU “LEXICAL BOOTSTRAPPING” Pour apprendre des mots, l'enfant doit y être exposé de façon répétée. Or il est rare que l'on parle aux enfants par "mots isolés". L'enfant doit donc repérer/reconnaître des mots dans le flot de parole continue. Mais comment peut-il reconnaître des mots sans les connaître préalablement ?

37. Sensibilité a la cohésion des groupes prosodiques • (méthode : insertion de pause coïncidant ou non avec des frontières prosodiques) • 5-6 mois : phrases et propositions (ssi "motherese") mm si langue non-native. • 8-9 mois : syntagmes (ssi motherese). Restriction à la langue maternelle.11 mois : mots (ou groupes clitiques). • Exemples : (A) sentences / propositions • Un petit garçon promenait un gros chien // qui tirait fort sur sa laisse.// Tous les arbres du chemin étaient en fleurs. • Un petit garçon promenait // un gros chien qui tirait fort sur sa laisse. Tous les arbres // du chemin étaient en fleurs. • (B) Syntagmes (NP, VP) • Un petit garçon // promenait un gros chien qui tirait fort sur sa laisse. Tous les arbres du chemin // étaient en fleurs. • Un petit garçon promenait un // gros chien qui tirait fort sur sa laisse. Tous les arbres du // chemin étaient en fleurs.

38. CPS (Closure Positive Shift) déviations ERP aux frontières de groupe prosodique(Steinhauer et al., 1999) adultes (PZ) 8-9 mois (P4) Peter verspricht // Anna zu entlasten // und das Büro zu putzenPeter promet // d’aider Anna //et de nettoyer le bureau Peter verspricht Anna zu arbeiten // und das Büro zu putzenPeter promet à Anna de travailler // et de nettoyer le bureau

39. Détection des récurrences => groupement Saffran, Aslin, & Newport (1996). Statistical learning by 8-month-old infants.Science, 274, 1926-28. (1) Familiarisation (2 minutes)   : bidakupadotigolabubidakugolabubidakupadoti… (2) Test : réactions différentes (novelty effect) pour bidaku, padoti, golabu (les "mots") et bidobu, datigo, kupala (des "non-mots")

40. Some issues with TPs pas si mélange de 2 et 3 s OK si tous 2 sou tous 3 s Résultats sensibles à la longueur des mots : ?(Johnson & Tyler, soumis) S1 S2 S3 S4.7 .7 .3 c1 v1 c2 v2 c3 v3 c4 v4.7 .7 .7 .3.7 .7 .7 TPs entre segments ou entre syllabes ?(Aslin et al., 2005) TPs sur segments l'emporteraient…

41. Capacités de reconnaissance de mots mémorisés(âge en mois) training test 6 7½ 8½ 9 Exemples pour (a) : cup, dog: reconnustup, bawg: pas reconnus hamlet, kingdom: reconnusham, king, hammed, kinged : pas reconnus beret, guitar, ret, tar : pas reconnus

42. Reconnaissance des motssans entraînement (mots familiers) • reconnaissance de son propre prénom: 4 mois 1/2(Jusczyk & Mandel, 1996) • matching son-image à 6 mois : - association visage du père avec dad ou daddy, de la mère avec mum(Tincoff & Jusczyk, 1999) - hand et foot avec vidéo correspondante (mais résultats fragiles, non répliqués : 8 sur 14 enfants font l’association correcte)

43. premiers mots reconnus: données expérimentales • Mise en évidence avec le paradigme HPP L’enfant s’intéresse davantage aux mots qu’il connaît (il “regarde” plus longtemps ballon que félin). • reconnaissance/préférence trouvée vers 10-11 mois pour des enfants : - français (Hallé & de Boysson-Bardies, 1994, 1996) - japonais (Hallé et al., 1996) - anglais (Vihman et al., 2003, 2004) - hollandais (Swingley, 2005, Dev. Science)

44. mots familiers vs. rares (enfants anglais) : durées d'orientation **

45. ERP study 13-17 mois : avantage pour les mots connus bilatéral 20 mois : avantage pour les mots connus latéralisé à gauche

46. Formats de représentation dans le lexique réceptif initial : différences inter-langues (1) les 11-mois français "reconnaissent" :canard, chaussure, etc. ganard, chanard : encore reconnus calard, chauture : ne sont pas reconnus (2) les 11-mois anglais "reconnaissent" :button, dirty, etc. busson, dirny : encore reconnus vutton, nirty : ne sont pas reconnus

47. altération consonne initiale C1 ou médiale C2 : enfants anglais et français (11 mois) ** **

48. => codage dans le 1er lexique réceptif "spontané" • Vers 11 mois, les déviations acceptées sont spécifiques à la langue apprise. • Mais, commun à l’anglais et au français : les syllabes fortes sont “codées” plus strictement. - en anglais, c’est (très souvent) la première syllabedirty : dirny est reconnu, mais nirty ne l’est pas. - en français, c’est plutôt la dernière syllabe (allongement final) canard : chanardest reconnu, mais calard ne l’est pas. • Vers 11 mois, le codage est donc relativement “élastique” mais les syllabes fortes sont codées assez strictement. La structure en consonnes et voyelles (le squelette) est aussi codée strictement. Il reste beaucoup de choses à creuser …

49. Switch procedure (with VF)(après apprentissage d’associations mot-objet) habituation lif lif lif lif lif lif déshabituation neem neem neem… or: neem neem neem neem lif lif lif … expected: VF recovery after switch

50. Travaux de Werker et col., de Swingley et col. Switch procedure (Werker) 1. switch “facile” (e.g. lifneem) détecté à 14 mois (= association mot-objet apprise), pas avant(Werker et al., 1998, Dev. Psy.) 2. switch “subtil” (e.g. dih bih) non détecté à 14 mois.(Stager & Werker, 1997, Nature) 3. idem pour bin  din, bin  pin, pin  din (place+voicing)(Pater, Stager, & Werker, 2004, Language) 4. switch subtil dih bihdétecté à 17 mois (ou à 14 si vocabulaire important). (Werker et al., 2002, Infancy) 5. switch /d/ /b/détecté pour mots familiers (e.g., doll  ball) à 14 mois (Fennel & Werker, 2003, Language & Speech)