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

mødre interagerer med deres babyer i Princeton Baby Lab, hvor forskere identificerede konsekvente skift i vokal timbre mellem mødre, der taler eller læser til deres børn og taler til andre voksne.

Center foto af Sameer A. Khan/Fotobuddy, venstre og højre fotos af Elise Plads

med deres børn skifter mødre til en speciel kommunikativ tilstand kendt som “motherese” eller “baby talk” — en overdrevet og noget musikalsk form for tale. Selvom det måske lyder fjollet for voksne, har forskning vist, at det spiller en vigtig rolle i sprogindlæring, engagerer spædbørns følelser og fremhæver strukturen i sprog for at hjælpe babyer med at afkode puslespillet med stavelser og sætninger.

en mor taler til sin baby.

lydklip med tilladelse fra forskerne

og nu har Princeton-forskere identificeret “et nyt signal, som mødre implicit bruger til at støtte babyers sprogindlæring,” sagde Elise-pladsen, en postdoktoral forskningsassistent med Princeton Neuroscience Institute (PNI). “Vi fandt for første gang, at mødre skifter deres vokale Klang.

den samme mor taler til en forsker i Princeton Baby Lab, der illustrerer skiftene i tonehøjde, kadence og klangfarve mellem almindelig tale og “motherese.”

lydklip med tilladelse fra forskerne

” Timbre defineres bedst som den unikke kvalitet af en lyd, ” forklarede pladsen. “Barry hvid silkeagtig stemme lyder anderledes end Tom venter’ gruset en – selvom de begge synger den samme tone.”

hun og hendes kolleger fandt ud af, at timbre-skiftet var konsistent på tværs af kvinder, der taler 10 sprog, herunder engelsk, og at forskellene er stærke nok til at blive pålideligt udvalgt af en maskinlæringsalgoritme. Deres undersøgelse vises i dag i tidsskriftet Current Biology.for at undersøge Baby talk ‘ s Klang, inviterede Marius C. K. Iordan og hendes kolleger, også PNI postdoc, og Casey lektor i psykologi, 12 engelsktalende kvinder ind i 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 – til 12 måneder gamle spædbørn, og mens de talte med en voksen eksperimentator.

fra venstre: Casey Lise, Lise Pipe og Marius C List List Iordan forskning børneudvikling i Princeton Baby Lab.

foto af

Nick Donnoli, kontor for kommunikation

kvantificering af babytale

forskerne kvantificerede derefter hver mors vokale fingeraftryk — den samlede statistiske profil for hendes klangfarve — ved hjælp af et mål kaldet mel-frekvens cepstrum. De fandt ud af, at voksenstyret og spædbarnsstyret tale havde markant forskellige fingeraftryk.

“det er så konsekvent på tværs af mødre,” sagde pladsen. “De bruger alle den samme slags skift til at gå mellem disse tilstande.”

hun og hendes kolleger fandt ud af, at mødrenes taleklang var forskellig nok til, at en computeralgoritme kunne lære at pålideligt klassificere spædbarns – og voksenstyret tale, selv ved kun at bruge et sekund af optaget tale.

forskerne undersøgte ikke fædre eller andre plejere. “Vi brugte mødre til at holde det samlede toneområde ret ensartet på tværs af deltagerne,” sagde pladsen. “Jeg vil dog forudsige, at vores resultater ville generalisere ganske godt til fædre.”

Baby talk er selvfølgelig ikke en ny opdagelse.”vi har længe vidst, at voksne ændrer den måde, de taler på, når de henvender sig til babyer,” sagde Jenny Saffran, professor i psykologi ved University of Madison, der ikke var involveret i denne forskning. “De taler langsommere, bruger kortere sætninger, taler på en højere tonehøjde og svinger deres tonehøjde op og ned oftere, end når de taler til andre voksne.”

hvad der adskiller dette arbejde, forklarede Saffran, var, at ” dette er den første undersøgelse, der spørger, om de også ændrer timbre af deres stemme, manipulerer de slags funktioner, der adskiller musikinstrumenter fra hinanden. Dette er fascinerende, fordi højttalere klart ikke er opmærksomme på at ændre deres klangfarve, og denne nye undersøgelse viser, at det er et meget pålideligt træk ved den måde, vi taler med babyer på.”

da Princeton-teamet havde konstateret, at de 12 mødre alle havde målbare skift i deres vokale Klang, begyndte de at tænke på, hvordan man kunne udvide undersøgelsen.”vi spekulerede på, om dette kunne generalisere til mødre, der ikke taler engelsk,” sagde hun. “Så vi tog et andet sæt på 12 mødre, der ikke talte engelsk som deres modersmål, og bad dem kun om at tale på deres oprindelige, ikke-engelske sprog i alle optagelserne. Så nu har vi dette nye, rige datasæt med optagelser fra Mandarin, Polsk, Russisk — ni forskellige sprog i alt.”

da de kiggede på dataene, fandt forskerne, at dette klangskifte mellem voksen – og børnestyret tale var” meget konsistent ” på tværs af sprog fra hele verden: kantonesisk, fransk, tysk, hebraisk, ungarsk, Mandarin, polsk, russisk og spansk.

disse skift i Klang kan repræsentere en universel form for kommunikation med spædbørn, sagde pladsen.

er timbre det samme som tonehøjde?

“Forestil dig, at hele orkesteret samtidig spiller den nøjagtige samme tonehøjde, som de indstiller,” sagde pladsen. “Du hører de forskellige rige timbres, der adskiller de forskellige instrumentfamilier.”

vokale deskriptorer som raspy, grus, hæs, nasal eller fløjlsagtig gælder for timbre, ikke tonehøjde, tilføjede hun. “Vi bruger det hele tiden til at skelne mellem mennesker, dyr og andre lyde,” sagde hun.”gennem en kombination af smarte metoder til måling af timbre og maskinlæringsalgoritmer,” sagde Patrick Shafto, en dataforsker og lektor i matematik og datalogi ved Rutgers University. Resultatet er “den første vellykkede kvantitative formalisering af vokal timbre, som er blevet valideret gennem modellering og en automatisk metode til klassificering af spædbarnsstyret versus voksenstyret tale på tværs af sprog.”

deres teknik til kvantificering af timbre kunne også åbne døre til andre typer taleanalyse, bemærkede pladsen.

” vores resultater kunne gøre det muligt for talegenkendelsesprogrammer hurtigt at identificere denne taletilstand på tværs af sprog. Vores arbejde inviterer også fremtidige udforskninger af, hvordan højttalere tilpasser deres klang til at rumme en bred vifte af publikum, såsom politiske bestanddele, studerende og romantiske partnere.”

denne forskning blev støttet af et PNI C. V. Starr Postdoc stipendium og grant HD079779 fra National Institute of Child Health and Human Development.