Undersøgelse finder nye funktioner i babysnak på ethvert sprog

Jorden rundt, mødre taler anderledes til deres børn, end de gør til andre voksne - og Princeton -forskere har fundet en ny måde at kvantificere det vokale skift på.

Med deres børn, mødre skifter til en særlig kommunikativ tilstand kendt som "motherese" eller "baby talk" - en overdrevet og lidt musikalsk form for tale. Selvom det kan lyde fjollet for voksne, forskning har vist, at det spiller en vigtig rolle i sprogindlæring, engagere spædbørns følelser og fremhæve strukturen i sproget, at hjælpe babyer med at afkode puslespillet med stavelser og sætninger.

Og nu, Princeton -forskere har identificeret "en ny cue, som mødre implicit bruger til at støtte babyers sprogindlæring, "sagde Elise Piazza, en postdoktoral forskningsassistent med Princeton Neuroscience Institute (PNI). "Vi fandt for første gang, at mødre ændrer deres vokale klang.

"Timbre er bedst defineret som den unikke kvalitet af en lyd, "forklarede Piazza." Barry Whites silkeagtige stemme lyder anderledes end Tom Waits 'grusomme - selvom de begge synger den samme tone. "

Hun og hendes kolleger fandt ud af, at timbre -skiftet var konsekvent på tværs af kvinder, der taler 10 sprog, herunder engelsk, og at forskellene er stærke nok til pålideligt at blive udvalgt af en maskinlæringsalgoritme. Deres arbejde fremgår af journalen Nuværende biologi .

For at undersøge timbre af babysnak, Piazza og hendes kolleger, Marius C? T? Lin Iordan, også en PNI postdoktoral forskningsassistent, og Casey Lew-Williams, adjunkt i psykologi, inviterede 12 engelsktalende kvinder til Princeton Baby Lab, hvor forskere studerer, hvordan babyer lærer at se, tale og forstå verden. Forskerne registrerede mødrene, mens de legede med eller læste for deres 7--12 måneder gamle spædbørn, og mens de talte med en voksen eksperimentator.

Kvantificering af babysnak

Forskerne kvantificerede derefter hver mors stemmefingeraftryk-den overordnede statistiske profil for hendes klang-ved hjælp af et mål kaldet mel-frekvens cepstrum. De fandt ud af, at voksenstyret og spædbarnsstyret tale havde betydeligt forskellige fingeraftryk.

"Det er så konsekvent på tværs af mødre, "sagde Piazza." De bruger alle den samme slags skift til at gå mellem disse tilstande. "

Hun og hendes kolleger fandt ud af, at mødrenes taletimbre var så forskellige, at en computeralgoritme pålideligt kunne klassificere spædbarns- og voksenstyret tale, selv ved kun at bruge et sekund optaget tale.

Forskerne undersøgte ikke fædre eller andre omsorgspersoner. "Vi brugte mødre til at holde det samlede pitchinterval nogenlunde konsistent på tværs af deltagerne, "sagde Piazza." Dog, Jeg ville forudsige, at vores fund ville generalisere ganske godt over for fædre. "

Babysnak er ikke en ny opdagelse, selvfølgelig.

"Vi har længe vidst, at voksne ændrer den måde, de taler på, når de henvender sig til babyer, "sagde Jenny Saffran, en professor i psykologi ved University of Wisconsin-Madison, der ikke var involveret i denne forskning. "De taler langsommere, bruge kortere sætninger, tale ved en højere tonehøjde og swoop deres tone op og ned oftere end når de taler til andre voksne. "

Hvad adskiller dette arbejde, Saffran forklarede, var, at "dette er den første undersøgelse, der spurgte, om [mødre] også ændrer deres stemmes klang, manipulere den slags funktioner, der adskiller musikinstrumenter fra hinanden. Dette er fascinerende, fordi talere tydeligvis ikke er klar over at ændre deres klang, og denne nye undersøgelse viser, at det er et meget pålideligt træk ved den måde, vi taler til babyer på. "

Da Princeton -teamet havde konstateret, at de 12 mødre alle havde målbare forskydninger i deres vokale klang, de begyndte at tænke på, hvordan man kunne udvide undersøgelsen, sagde Piazza.

"Vi spekulerede på, om dette kunne generalisere til mødre, der ikke taler engelsk, "sagde hun." Så vi tog et andet sæt med 12 mødre, der ikke talte engelsk som deres modersmål, og bad dem kun tale i deres hjemland, ikke-engelsk sprog i alle optagelserne. Så nu har vi denne nye, rigt datasæt med optagelser fra mandarin, Polere, Russisk - i alt ni forskellige sprog. "

Da de så på dataene, forskerne fandt ud af, at dette skift mellem klang mellem voksne og børn var "meget konsekvent" på tværs af sprog fra hele verden:kantonesisk, Fransk, Tysk, Hebraisk, Ungarsk, Mandarin, Polere, Russisk og spansk.

Disse skift i klang kan repræsentere en universel form for kommunikation med spædbørn, sagde Piazza.

Er klangfarve det samme som tonehøjde?

"Forestil dig, at hele orkesteret samtidig spiller præcis den samme tonehøjde, mens de stiller op, "sagde Piazza." Du hører de forskellige rige timbres, der adskiller de forskellige instrumentfamilier. "

Stemmebeskrivere som raspy, grusomt, hæs, nasal, eller fløjlsagtig gælder for klangfarve, ikke pitch, tilføjede hun. "Vi bruger det hele tiden til at skelne mellem mennesker, dyr og andre lyde, " hun sagde.

Piazza og hendes kolleger isolerede et skift i stemmefingeraftrykket ved babysnak "gennem en kombination af smarte metoder til måling af klangfarve og maskinlæringsalgoritmer, "sagde Patrick Shafto, dataforsker og lektor i matematik og datalogi ved Rutgers University. Resultatet er "den første vellykkede kvantitative formalisering af vokalklang, der er blevet valideret gennem modellering og en automatisk metode til at klassificere spædbarnsstyret mod voksenstyret tale på tværs af sprog."

Deres teknik til at kvantificere klang kan også åbne døre til andre former for taleanalyse, bemærkede Piazza.

"Vores resultater kunne gøre talegenkendelsessoftware hurtigt i stand til at identificere denne talemodus på tværs af sprog. Vores arbejde inviterer også til fremtidige undersøgelser af, hvordan højttalere justerer deres klang, så de kan rumme en lang række forskellige målgrupper, såsom politiske vælgere, studerende og romantiske partnere. "