E ora, i ricercatori di Princeton hanno identificato “un nuovo spunto che le madri implicitamente usano per sostenere l’apprendimento delle lingue dei bambini”, ha detto Elise Piazza, una ricerca post-dottorato associata al Princeton Neuroscience Institute (PNI). “Abbiamo scoperto per la prima volta che le madri spostano il loro timbro vocale.

” Il timbro è meglio definito come la qualità unica di un suono”, ha spiegato Piazza. “La voce setosa di Barry White suona diversa da quella ghiaiosa di Tom Waits, anche se entrambi cantano la stessa nota.”

Lei e i suoi colleghi hanno scoperto che il cambio di timbro era coerente tra le donne che parlano 10 lingue, incluso l’inglese, e che le differenze sono abbastanza forti da essere selezionate in modo affidabile da un algoritmo di apprendimento automatico. Il loro studio appare oggi sulla rivista Current Biology.

Per indagare il timbro del baby talk, Piazza e i suoi colleghi, Marius Cătălin Iordan, anche un ricercatore post-dottorato PNI, e Casey Lew-Williams, un assistente professore di psicologia, hanno invitato 12 donne di lingua inglese nel Princeton Baby Lab, dove i ricercatori studiano come i bambini imparano a vedere, parlare e capire il mondo. I ricercatori hanno registrato le madri mentre giocavano o leggevano ai loro bambini di 7-12 mesi e mentre parlavano con uno sperimentatore adulto.

Quantificare baby talk

Gli scienziati hanno quantificato ogni madre vocali di impronte digitali — il generale di statistica del profilo del suo timbro — utilizzando un indicatore chiamato mel-frequenza cepstrum. Hanno scoperto che il linguaggio diretto agli adulti e quello diretto ai bambini aveva impronte digitali significativamente diverse.

“È così coerente tra le madri”, ha detto Piazza. “Tutti usano lo stesso tipo di spostamento per andare tra quelle modalità.”

Lei e i suoi colleghi hanno scoperto che il timbro del discorso delle madri differiva abbastanza che un algoritmo informatico poteva imparare a classificare in modo affidabile il discorso diretto da bambino e adulto, anche usando solo un secondo di discorso registrato.

I ricercatori non hanno studiato padri o altri operatori sanitari. ” Abbiamo usato le madri per mantenere la gamma di pitch complessiva abbastanza coerente tra i partecipanti”, ha detto Piazza. “Tuttavia, prevederei che le nostre scoperte generalizzerebbero abbastanza bene ai padri.”

Baby talk non è una nuova scoperta, ovviamente.

“Sappiamo da molto tempo che gli adulti cambiano il modo in cui parlano quando si rivolgono ai bambini”, ha detto Jenny Saffran, professore di psicologia presso l’Università del Wisconsin-Madison che non è stato coinvolto in questa ricerca. “Parlano più lentamente, usano frasi più brevi, parlano ad un tono più alto e picchiano il loro tono su e giù più spesso di quando parlano ad altri adulti.”

Ciò che distingue questo lavoro, ha spiegato Saffran, è che ” questo è il primo studio a chiedere se cambiare anche il timbro della loro voce, manipolando i tipi di caratteristiche che differenziano gli strumenti musicali l’uno dall’altro. Questo è affascinante perché chiaramente gli altoparlanti non sono consapevoli di cambiare il loro timbro, e questo nuovo studio dimostra che è una caratteristica altamente affidabile del modo in cui parliamo ai bambini.”

Una volta che il team di Princeton aveva stabilito che le madri 12 avevano tutti cambiamenti misurabili nel loro timbro vocale, hanno iniziato a pensare a come espandere lo studio, ha detto Piazza.

” Ci siamo chiesti se questo potrebbe generalizzare alle madri che non parlano inglese”, ha detto. “Così abbiamo preso una seconda serie di madri 12, che non parlavano l’inglese come lingua madre, e abbiamo chiesto loro di parlare solo nella loro lingua nativa, non inglese in tutte le registrazioni. Così ora abbiamo questo nuovo, ricco set di dati di registrazioni da mandarino, polacco, russo — nove lingue diverse in tutto.”

Quando hanno esaminato i dati, i ricercatori hanno scoperto che questo cambiamento di timbro tra il discorso diretto da adulti e bambini era” altamente coerente ” tra le lingue di tutto il mondo: cantonese, francese, tedesco, ebraico, ungherese, mandarino, polacco, russo e spagnolo.

Questi cambiamenti di timbro possono rappresentare una forma universale di comunicazione con i bambini, ha detto Piazza.

Il timbro è lo stesso del tono?

“Immagina che l’intera orchestra suoni simultaneamente lo stesso identico tono mentre si sintonizza”, ha detto Piazza. “Si sentono i diversi timbri ricchi che separano le diverse famiglie di strumenti.”

Descrittori vocali come roca, ghiaiosa, rauca, nasale o vellutata si applicano al timbro, non al tono, ha aggiunto. “Lo usiamo tutto il tempo per distinguere persone, animali e altri suoni”, ha detto.

Piazza e i suoi colleghi hanno isolato un cambiamento nell’impronta vocale del baby talk “attraverso una combinazione di metodi intelligenti di misurazione del timbro e algoritmi di apprendimento automatico”, ha affermato Patrick Shafto, scienziato dei dati e professore associato di matematica e informatica alla Rutgers University. Il risultato è “la prima formalizzazione quantitativa di successo del timbro vocale che è stata convalidata attraverso la modellazione e un metodo automatico per classificare il discorso diretto al bambino rispetto a quello diretto agli adulti attraverso le lingue.”

La loro tecnica per quantificare il timbro potrebbe anche aprire le porte ad altri tipi di analisi del linguaggio, ha osservato Piazza.

” I nostri risultati potrebbero consentire al software di riconoscimento vocale di identificare rapidamente questa modalità vocale in tutte le lingue. Il nostro lavoro invita anche future esplorazioni di come gli altoparlanti regolare il loro timbro per ospitare una vasta gamma di pubblico, come elettori politici, studenti e partner romantici.”

Questa ricerca è stata supportata da una borsa di studio post-dottorato PNI CV Starr e grant HD079779 dell’Istituto nazionale di salute infantile e sviluppo umano.