Word Learning in the Developing Brain: ERP Dynamics of Learning Word-Object Associations

Popular Abstract in SwedishBarnets andra levnadsar praglas till stor del av en enorm utveckling av sprakliga fardigheter. Omkring ettarsaldern borjar de flesta barn saga sina forsta ord. Det produktiva ordforradet (de ord barnet kan saga) vaxer till en borjan ganska langsamt, men inlarningstakten okar successivt. Mellan 1 ½ och 2 ar genomgar manga barn nagot som brukar kallas for ”ordforradsspurt”, dar inlarningen av nya ord tar ordentlig fart. Samtidigt borjar de ofta kunna kombinera ord till korta meningar. Lika slaende som ordforradens snabba utveckling i den har aldern, ar de stora individuella skillnaderna i hur manga ord olika barn kan saga. Medan ett barn vid 20 manader kan ha 250 ord i sitt produktiva ordforrad kanske ett annat barn bara kan saga 20 ord. Generellt ligger ordforstaelsen langt fore ordproduktionen, sa barn forstar manga fler ord an de sager. Anda ar forstaelse och produktion av ord sammankopplade. Den har avhandlingen tar sin utgangspunkt i ett intresse av att forsta vad som ligger bakom den snabba utvecklingen av ordforradet samt de stora individuella skillnaderna i ordforradets storlek bland barn i den har aldern. Specifikt undersoks hur barn med olika stora produktiva ordforrad skiljer sig at vad galler ordforstaelse, det vill saga hur de faktiskt bearbetar ord som de hor och dessas referenter. For att kunna mata dessa forstaelseprocesser medan de pagar har en elektrofysiologisk utrustning (EEG) anvants, som mater hjarnans aktivitet kontinuerligt med en tidsupplosning pa millisekundniva. En stor grupp barn har fatt titta pa bilder av objekt som benamnts med ord. Detta har inkluderat bade objekt som ar valkanda for sma barn tillsammans med dess riktiga ord samt nya latsasobjekt som benamnts med latsasord for att simulera nyordsinlarning. Projektet ar det forsta i sitt slag som bedrivits longitudinellt, det vill saga samma barn har fatt utfora samma sorts uppgift vid 20 manaders alder och sedan pa nytt vid 24 manader. Analyserna fokuserade huvudsakligen pa specifika handelserelaterade elektrofysiologiska signaler (s.k. event-related potentials: ERP) kopplade till bearbetningen av ett ords betydelse (N400) samt visuell uppmarksamhet av objekten (Nc). Aven andra responser, t.ex. en respons kopplad till fonologisk bearbetning av sjalva ordet (ordets ljudform, som bearbetas fore dess betydelse), analyserades. Dessa elektrofysiologiska matt relaterades sedan till matt pa barnens sprakformaga och allmanna utveckling enligt foraldraskattningar samt ett explicit matt pa ordforstaelse och objektigenkanning i en separat uppgift, dar barnen fick peka ut ords referenter bland bilder pa flera olika objekt. Tre olika studier utfordes som utforskade olika aspekter av det omfattande datamaterialet. Studie I undersokte barnens formaga att koppla riktiga bekanta ord till sina objekt nar bilderna pa objekten endast visade overgripande form eller isolerade delar (t.ex. en ankas yttre siluett jamfort med ogonen, nabben och vingen av en anka). Tidigare forskning har visat att barn mellan 1½ och 2 ar blir allt battre pa att uppmarksamma och identifiera objekt utifran overgripande form, och att denna formaga korrelerar med ordforrad. For att mata hur effektivt barnen kopplade ett ord till det ratta objektet jamfordes deras respons till ordet nar det presenterades med ratt objekt (bild av en anka foljs av ordet ”anka”) med nar ordet presenterades med fel objekt (bild av en hund foljs av ordet ”anka”). Om bilden av objektet framkallat en forvantan hos barnet att hora ett visst ord, sa bor man se en skillnad i ERP-respons nar fel ord hors jamfort med nar det forvantade ordet hors. Denna skillnad kallas for en N400 inkongruenseffekt och tolkas som att den semantiska bearbetningen av det ratta ordet (ordets betydelse) var mindre kravande tack vare den prediktion som bilden mojliggjorde. Resultaten visade att barnen overlag reagerade likadant pa en inkongruens nar orden foregatts av vanliga bilder pa hela objektet, oavsett deras produktiva ordforrad. Daremot fanns ett samband mellan barnens ordforrad och deras semantiska bearbetning av orden nar de presenterades tillsammans med siluetter av objekten. Barn med storre ordforrad visade en starkare N400 inkongruenseffekt i siluettbetingelsen an barn med mindre ordforrad. Detta indikerar att barn med storre ordforrad hade lattare att kanna igen objekten utifran enbart form och saledes lattare aktiverade ratt ord. N400-effekten i siluettbetingelsen korrelerade aven med vart explicita matt pa hur val barnen kunde peka ut ratt objekt nar de endast visades som siluetter. Studie II undersokte hur barnens formaga att snabbt koppla ett nytt ord till ett helt nytt objekt utvecklades fran 20 till 24 manader, samt om det fanns relevanta individuella skillnader i hur barnen bearbetade de nya orden under pagaende inlarning. Det visade sig att barnen vid 20 manader inte klarade av att helt koppla orden till objekten efter fem presentationer, men bara fyra manader senare klarade gruppen som helhet av samma uppgift. Detta visade sig som en signifikant N400-effekt till felaktiga ord-objekt-par jamfort med korrekta ord-objekt-par vid 24 manader, men ingen tendens till en sadan effekt fanns vid 20 manader. Vid bada testtillfallena pavisades ett samband mellan storleken pa barnens ordforrad och hur deras semantiska bearbetning av orden forandrades under inlarningsfasen, som omfattade fem presentationer av varje nytt ord-objekt-par. Barn med storre ordforrad visade en linjar minskning av N400-responsen for varje presentation, vilket indikerar att de for varje ytterligare presentation bearbetade kopplingen mellan ordet och objektet lite lattare. En sadan minskning av N400-responsen vid upprepning ar karaktaristisk hos vuxna. Barn med mindre ordforrad daremot uppvisade en sadan minskning av N400 forst mot slutet av inlarningsfasen. Detta indikerar att barn med mindre ordforrad behovde fler presentationer innan de borjade koppla ihop ordet med objektet. Mattet pa den fonologiska bearbetningen av orden forandrades daremot enligt samma monster oavsett sprakkompetens. Skillnaden som var relevant for ordforradet lag saledes specifikt i bearbetningen av ordens betydelse, inte ordens ljudform i sig. Slutligen fokuserade Studie III pa datamaterialet fran 20 manader, da gruppen som helhet inte klarade av att lara sig de nya ord-objekt-associationerna under experimentet. Vi undersokte om det fanns en mindre grupp barn som klarade detta battre, och i sa fall vad de hade gemensamt. Vi intresserade oss for hur barnen bearbetade de nya objekten under inlarningen, da de successivt blev mer bekanta. Darfor analyserades visuella ERP-responser (hjarnans reaktion pa endast bildvisningen innan ordet presenterades) och hur dessa forandrades under inlarningsfasen. Vi fann att en respons som relateras till uppmarksamhet och intresse (Nc) minskade linjart for varje ytterligare gang ett objekt visades. Detta tyder pa att barnens uppmarksamhet och intresse minskade nagot allteftersom objekten blev mer bekanta. Det visade sig att styrkan pa den har upprepningseffekten predicerade N400-effekten till orden, sa att barn vars uppmarksamhet minskade snabbare i storre utstrackning reagerade pa felaktiga parningar av orden och objekten i testfasen. Den grupp av barn som hade starkast repetitionseffekt pa Nc-responsen visade ocksa en statistiskt signifikant N400 inkongruenseffekt till de nyinlarda orden. Detta kan tyda pa att de barn som snabbare lyckades skapa en representation av de nya objekten, och saledes ”trottnade” lite fortare nar de upprepades, hade battre formaga att lara sig vad objekten kallades. Det tyder i sin tur pa att det inte bara ar ordbearbetning som ar relevant for formagan att lara sig nya ord, utan aven formagan att snabbt kanna igen och skapa representationer av objekt. Sammantaget visar resultaten fran den har forskningen att skillnader i barns produktiva vokabular (hur manga ord de kan saga) i aldern 20-24 manader kan kopplas till specifika och snabba processer i hjarnan involverade i att bearbeta och forsta ord och objekt samt deras inbordes relation. Overlag sker pa enbart fyra manader en stor forbattring av barns formaga att snabbt forsta kopplingen mellan nya ord och objekt, samtidigt som det produktiva ordforradet i genomsnitt tredubblas under samma period. Barn med stora ordforrad visar tecken pa att snabbare uppfatta ett nytt ords betydelse an barn med sma ordforrad, trots att uppgiften endast kraver passiv bearbetning av stimuli och inte att orden ska uttalas. Dessutom verkar aven visuell bearbetning av objekt spela en roll i utvecklingen av ordforradet, da barn som mer effektivt bearbetade nya objekt hade storre chans att lara sig vad objekten hette. Vi fann ocksa stod for teorin att tillvaxten av det produktiva ordforradet i den har aldern ar kopplad till en okad formaga att kanna igen den overgripande formen hos objekt. Detta kan hora ihop med att objekt ofta ar kategoriserade utifran likheter i form och att okad erfarenhet av benamning okar uppmarksamheten for de visuella egenskaper som objekt har gemensamt. (Less)