Artikelsamenvatting van Critical periods in speech perception: new directions door Werker & Hensch - 2015 - Chapter

Wat maakt de menselijke spraakontwikkeling uniek?

Het vermogen om menselijke taal te verwerven is een van de wezenlijke kenmerken van onze soort. Hoewel veel dieren communicatiesystemen hebben, kan alleen de menselijke taal een oneindig aantal nieuwe zinnen maken, niet alleen om behoeften en verlangens te delen, maar ook om commentaar te geven op het verleden en de toekomst, om nieuwe mogelijkheden te overwegen en om poëzie te construeren. en verhalend. Tegen de leeftijd van 4–5 jaar hebben jonge kinderen bijna alle regels van hun moedertaal onder de knie en kunnen ze de meeste structuren produceren en begrijpen, waarbij de daaropvolgende ontwikkeling er in de eerste plaats een is van toenemende woordenschat. Hoewel baby's pas na 7-10 maanden beginnen met canoniek brabbelen en hun eerste woordjes meestal pas op deze leeftijd of later produceren, beginnen ze hun leven met biologische vooroordelen die de verwerving van taal in het algemeen ondersteunen en zijn ze al begonnen - bij de geboorte - het proces van verwerving van de moedertaal via perceptie van de oppervlakte-eigenschappen van de taal/talen die worden ervaren.

Wat zijn kritieke periodes?

CP's (critical periods; kritieke periodes) zijn waargenomen in verschillende soortensystemen. Dergelijke perioden zijn nodig om een optimale neurale weergave van de omgeving tot stand te brengen om toekomstige acties te sturen. De klassieke notie van een CP is een venster, meestal in de vroege ontwikkeling, waarin een systeem openstaat voor structurering of herstructurering op basis van input uit de omgeving. Voor en na deze periode kunnen omgevingsinvloeden de gevoeligheid of reactie-eigenschappen van dat specifieke systeem niet beïnvloeden.

Wat zijn de biologische factoren die invloed hebben op kritieke periodes?

Verschillende biologische factoren luiden de start van een kritieke periode in.

• Moleculaire triggers voor plasticiteit kunnen neurale circuits verschuiven van een onrijpe naar plastische toestand, waardoor een CP wordt geopend. De rijping van neurale circuits die gebruik maken van de neurotransmitter gamma-aminoboterzuur (GABA) ligt ten grondslag aan de aanvangstijdstip van plasticiteit, wat ook de input van de omgeving weerspiegelt. Recent biologisch inzicht in het tijdsverloop van de kritische periode (CP). De langzame rijping van de prikkelende-remmende (E-I) circuitbalans bepaalt het aanvankelijke begin en de uiteindelijke sluiting van een venster van hersenplasticiteit. Dientengevolge is CP-timing op zich kneedbaar, waardoor vroegrijpe, vertraagde, verlengde, versmalde, gedempte of heropend plasticiteit mogelijk is. Dit laatste omvat het verwijderen van moleculaire remmen die tot uiting komen in de volwassenheid om anders plastic circuits te stabiliseren en te consolideren.
• Plasticiteit wordt gemedieerd door moleculaire factoren die herbedrading van een neuraal circuit mogelijk maken als reactie op zintuiglijke ervaring. Tijdens deze open periode kan ervaring of het gebrek daaraan leiden tot significante (en soms snelle) veranderingen in bedrading; daarom is dit een tijd van zowel kansen als kwetsbaarheid. Er wordt een biochemische sequentie geactiveerd, die in eerste instantie synaptische ruimte vrijmaakt door de werking van uitgescheiden proteasen.
• Moleculaire remmen op plasticiteit consolideren uiteindelijk het neurale circuit van een plastische naar een stabiele toestand, waardoor de CP wordt gesloten. Het einde van de plasticiteit omvat dus verrassend genoeg actieve processen die de veranderingen behouden die zich tijdens de plastische periode hebben voorgedaan. Verschillende remachtige factoren komen naar voren na de CP om overmatige herbedrading van circuits te beperken.

Welke kritieke periodes zijn er in de spraakontwikkeling?

Spraakverwerking vertoont zowel evolutionaire als op ervaring gebaseerde invloeden. Anatomische organisatie die spraakverwerking ondersteunt, is zichtbaar in het menselijk brein vanaf een zwangerschapsduur van 29 weken, zelfs voorafgaand aan een specifieke luisterervaring. Vanaf de eerste levensmomenten wordt het vocale gedrag van baby's beïnvloed door prenatale luisterervaring. Pas op de leeftijd van 4 à 5 maanden onderscheiden baby's de moedertaal van een andere taal binnen dezelfde ritmische klas en vertonen ze een selectieve voorkeur voor de moedertaal van een andere taal binnen dezelfde ritmische klas. De timing van afstemming op ritmische kenmerken binnen de klas lijkt volwassen beperkt te zijn. Naarmate baby's afgestemd raken op de ritmische kenmerken van de moedertaal en die afstemming gebruiken om samenstellende eenheden eruit te halen, volgt perceptuele afstemming op fijnere eigenschappen van de moedertaal.

Wat houdt foneemperceptie in?

Het sterkste bewijs voor CP's in perceptuele afstemming op de eigenschappen van de moedertaal komt van werk over foneemdiscriminatie. Hoewel het standaardbegrip is dat ervaringsfuncties dienen om initiële waarnemingsgevoeligheden op te wekken of te verscherpen, geeft dit aan dat het vermogen om veel van de medeklinkeronderscheidingen te onderscheiden die in alle talen van de wereld worden gebruikt, aanwezig is bij jonge baby's voorafgaand aan specifieke luisterervaring. De talen van de wereld gebruiken verschillende spraakgeluidinventarissen om betekenis te onderscheiden. Het feit dat de perceptie van zoveel verschillende soorten spraakklankcontrasten op hetzelfde punt in de ontwikkeling kleiner wordt, komt overeen met een van de kenmerken van een CP. De periode van 10 tot 12 maanden lijkt onder volwassen controle te staan. Tot een leeftijd van 10 maanden is de perceptie van spraakklanken bij baby's vrij eenvoudig te veranderen. Op de leeftijd van 10 maanden is echter, zodra de categorieën van moedertaalgeluid beginnen te stollen, dubbele blootstelling nodig om dezelfde hoeveelheid verandering teweeg te brengen.

Welke factoren kunnen de timing van kritieke perioden in de taalontwikkeling veranderen?

Een goed begrip van de biologische routes die het begin en einde van CP's veroorzaken, stelt iemand in staat om die paden te onderzoeken om de plasticiteit te herstellen. Dieet kan bijvoorbeeld de CP-timing veranderen. Baby's die tweetalig opgroeien, beperken zich uiteindelijk tot twee reeksen fonemische categorieën, één voor elk van hun talen. Onder typische omstandigheden bepaalt de timing van het openen van een CP de timing van de sluiting ervan. Baby's die doof geboren worden, lopen een aanzienlijk risico op blijvende taalstoornissen.

Hoe ziet latere taalverwerving eruit?

Gevoeligheid voor fonetische details is nodig om de spraakklankcategorieën van de moedertaal te leren en uiteindelijk om die gereorganiseerde spraakklankcategorieën te gebruiken om taalverwerving te begeleiden. Er bestaat een relatie tussen het vermogen om fonologische categorieën te gebruiken om het leren van woorden te begeleiden op 18 maanden en taalvaardigheid op 3-4 jaar. Als zodanig is de relatie tussen fonetische perceptie in de kindertijd en later lezen misschien niet direct, maar kan in plaats daarvan worden gemedieerd door fonologische processen.

Wat zijn perceptuele besparingen?

Dierstudies hebben aangetoond dat vroege zintuiglijke ervaringen blijvende sporen kunnen achterlaten die kunnen worden afgetapt wanneer soortgelijke omgevingen later in het leven worden aangetroffen. Het is moeilijk te testen of er blijvende effecten zijn van vroege taalervaring, omdat er in de meeste gevallen sprake is van interferentie vanaf de eerste taalervaring. Onderzoek naar spraakverstaan bij volwassenen die als kind van het ene land naar het andere zijn geadopteerd, biedt echter een manier om te testen op blijvend effect. De resultaten geven aan dat met slechts incidentele blootstelling aan de eerste taal, niet meer dan ongeveer een uur per maand, de gevoeligheid voor de spraakklankonderscheidingen van de moedertaal behouden kan blijven. Het bewijs is zelfs nog duidelijker voor een blijvend effect van vroege ervaringen op visuele taaldiscriminatie. Hoewel volwassenen veel minder dan baby's in staat zijn om talen te onderscheiden terwijl ze naar zwijgende pratende gezichten kijken, presteren ze beter dan toeval.

Hoe kunnen kritieke periodes worden heropend?

Een voortdurende vraag is of de leeftijdsgerelateerde veranderingen in fonetische perceptie een volledig verlies van gevoeligheid inhouden. Diermodellen geven nu aan dat het volwassen brein intrinsiek plastisch is en actief wordt gestabiliseerd door een verscheidenheid aan remachtige factoren in het volwassen leven. Als gevolg hiervan is het mogelijk om CP-niveaus van plasticiteit te heropenen door deze remmen oordeelkundig op te heffen. Stimulatie van de basale voorhersenen of de nervus vagus verhoogt de neuromodulerende tonus om CP-plasticiteit bij volwassenen te produceren die voldoende is om een knaagdiermodel van tinnitus te corrigeren. Epigenetische handtekeningen zoals DNA-methylering, histonacetylering en fosforylering begeleiden de sluiting van CP's. In diermodelwerk is aangetoond dat langdurige sensorische deprivatie (zoals donker fokken of witte ruis op volwassen leeftijd) de E-I-balans verandert en de plasticiteit heropent.

Wat zijn de belangrijkste conclusies van het huidige artikel?

Samengevat, baby's beginnen hun leven met een reeks perceptuele vooroordelen, leermechanismen en neurale systemen die hen naar taal oriënteren, een eerste basis vormen voor categorisering en hen in staat stellen de eigenschappen van de moedertaal te leren. Baby's raken achtereenvolgens afgestemd op deze eigenschappen, beginnend met de meest globale prosodische kenmerken van de moedertaal en uiteindelijk tot gedetailleerde fonetische analyse. In ten minste enkele gevallen lijkt de timing van afstemming onder volwassen controle te staan, wat suggereert dat er sprake is van een kritieke of gevoelige periode. De perceptuele afstemming op de kenmerken van de moedertaal ondersteunt de verwerving van de relevante structuren, bijvoorbeeld van aanwijzingen voor woordvolgorde of van woordbetekenistoewijzingen. Bovendien zorgt afstemming van de eigenschappen op elke laag voor meer gerichte aandacht voor het volgende niveau van specificiteit.

In dit artikel hebben we recent werk over CP's in de ontwikkeling van spraakperceptie besproken binnen het mechanistische raamwerk om te begrijpen hoe sensorische CP's op biologisch niveau werken. We zijn hoopvol dat we, door nieuwe inzichten uit de neurowetenschap naar een van de langst bestaande debatten op het gebied van taalverwerving te brengen, voorbij de oude restricties kunnen gaan om wetenschappers en clinici op verschillende gebieden beter te positioneren om een beter begrip te krijgen van hoe taalontwikkeling zich ontvouwt. en om effectievere interventies te implementeren wanneer de ontwikkeling misgaat.