na całym świecie matki mówią inaczej do swoich dzieci niż do innych dorosłych — a naukowcy z Princeton znaleźli nowy sposób na kwantyfikację tej zmiany głosu.

matki oddziałują ze swoimi dziećmi w Princeton Baby Lab, gdzie naukowcy zidentyfikowali konsekwentne zmiany barwy głosu między matkami mówiącymi lub czytającymi do swoich dzieci i rozmawiającymi z innymi dorosłymi.

środkowe zdjęcie Sameera A. Khana/Fotobuddy, lewe i prawe Zdjęcia Elise Piazza

wraz z dziećmi matki przechodzą w specjalny tryb komunikacji znany jako „motherese” lub „baby talk” — przesadzona i nieco muzyczna forma mowy. Chociaż może to zabrzmieć głupio dla dorosłych, badania wykazały, że odgrywa ważną rolę w nauce języka, angażując emocje niemowląt i podkreślając strukturę języka, aby pomóc dzieciom w dekodowaniu układanki sylab i zdań.

matka rozmawia ze swoim dzieckiem.

klipy Audio dzięki uprzejmości naukowców

a teraz naukowcy z Princeton zidentyfikowali „nowy sygnał, który matki pośrednio wykorzystują do wspierania nauki języka u dzieci”, powiedziała Elise Piazza, współpracownik naukowy z Princeton Neuroscience Institute (pni). „Po raz pierwszy odkryliśmy, że matki zmieniają barwę głosu.

ta sama matka rozmawia z badaczem w Princeton Baby Lab, ilustrując przesunięcia wysokości, kadencji i barwy między regularną mową a „motherese.”

klip Audio dzięki uprzejmości badaczy

” barwa najlepiej definiuje się jako unikalną jakość dźwięku”, wyjaśnia Piazza. „Jedwabisty głos Barry’ ego White ’ a brzmi inaczej niż głos Toma Waitsa — nawet jeśli obaj śpiewają tę samą nutę.”

ona i jej koledzy odkryli, że zmiana barwy jest spójna u kobiet mówiących 10 językami, w tym angielskim, i że różnice są wystarczająco silne, aby można było niezawodnie wybrać algorytm uczenia maszynowego. Ich badania pojawiają się dziś w czasopiśmie Current Biology.

aby zbadać barwę mowy dziecka, Piazza i jej współpracownicy, Marius Cătălin Iordan, również doktor habilitowany PNI, oraz Casey Lew-Williams, adiunkt psychologii, zaprosili 12 anglojęzycznych kobiet do laboratorium Princeton Baby Lab, gdzie badacze badają, jak dzieci uczą się widzieć, mówić i rozumieć świat. Naukowcy zarejestrowali matki, gdy bawiły się z niemowlętami w wieku od 7 do 12 miesięcy lub czytały je, a także rozmawiały z DOROSŁYM eksperymentatorem.

od lewej: Casey Lew-Williams, Elise Piazza i Marius Cătălin Iordan badają rozwój dziecka w Princeton Baby Lab.

zdjęcie autorstwa

Nick Donnoli, Office Of Communications

kwantyfikacja mowy dziecka

naukowcy obliczyli następnie odcisk palca wokalnego każdej matki — ogólny profil statystyczny jej barwy — za pomocą miary zwanej cepstrum częstotliwości mel. Odkryli, że mowa skierowana do dorosłych i do niemowląt ma znacząco różne odciski palców.

„to takie konsekwentne u wszystkich matek” – powiedział Piazza. „Wszyscy używają tego samego rodzaju zmiany, aby przejść między tymi trybami.”

ona i jej koledzy odkryli, że barwa mowy matek różni się na tyle, że algorytm komputerowy może nauczyć się niezawodnie klasyfikować mowę skierowaną do niemowląt i dorosłych, nawet używając tylko jednej sekundy nagranej mowy.

naukowcy nie badali ojców ani innych opiekunów. „Użyliśmy matek, aby ogólny zakres boiska był dość spójny wśród uczestników” – powiedział Piazza. „Przewiduję jednak, że nasze odkrycia całkiem dobrze uogólnią się na ojców.”

Baby talk nie jest oczywiście nowym odkryciem.

„od dawna wiemy, że dorośli zmieniają sposób mówienia, gdy zwracają się do dzieci”, powiedziała Jenny Saffran, profesor psychologii na Uniwersytecie Wisconsin-Madison, który nie był zaangażowany w te badania. „Mówią wolniej, używają krótszych zdań,mówią na wyższym poziomie i częściej poruszają się w górę iw dół niż w przypadku innych dorosłych.”

to, co wyróżnia tę pracę, wyjaśnia Saffran, to to, że ” jest to pierwsze badanie, które zadaje pytanie, czy również zmienić barwę ich głosu, manipulując rodzajami cech, które odróżniają Instrumenty Muzyczne od siebie. Jest to fascynujące, ponieważ wyraźnie kolumny nie są świadome zmiany barwy, a to nowe badanie pokazuje, że jest to wysoce niezawodna cecha sposobu, w jaki mówimy do dzieci.”

gdy zespół z Princeton ustalił, że wszystkie 12 matek ma wymierne zmiany w barwie głosu, zaczęli myśleć o tym, jak rozszerzyć badanie, powiedział Piazza.

„zastanawialiśmy się, czy to może uogólnić na matki, które nie mówią po angielsku” – powiedziała. „Wzięliśmy więc drugi zestaw 12 matek, które nie mówiły po angielsku jako swojego ojczystego języka i poprosiły je, aby we wszystkich nagraniach mówiły tylko w swoim ojczystym, nieangielskim języku. Mamy więc teraz ten nowy, bogaty zbiór danych nagrań z mandaryńskiego, polskiego, rosyjskiego — w sumie dziewięć różnych języków.”

Kiedy przyjrzeli się danym, naukowcy odkryli, że ta zmiana barwy między mową skierowaną do dorosłych i dzieci była „wysoce spójna” w językach z całego świata: kantońskim, francuskim, niemieckim, hebrajskim, węgierskim, mandaryńskim, polskim, rosyjskim i hiszpańskim.

te przesunięcia barwy mogą stanowić uniwersalną formę komunikacji z niemowlętami, powiedział Piazza.

czy barwa jest taka sama jak tonacja?

„wyobraź sobie, że cała orkiestra gra jednocześnie dokładnie taką samą tonację, jak dostrajają” – powiedział Piazza. „Słychać różne bogate barwy, które oddzielają różne rodziny instrumentów.”

deskryptory wokalne, takie jak chrypka, chrypka, nosowa, czy aksamitne, dotyczą barwy, a nie tonu-dodała. „Używamy go cały czas, aby odróżnić ludzi, zwierzęta i inne dźwięki”, powiedziała.

Piazza i jej współpracownicy wyizolowali zmianę w wokalnym odcisku palca baby talk „poprzez połączenie sprytnych metod pomiaru barwy i algorytmów uczenia maszynowego”, powiedział Patrick Shafto, analityk danych i profesor nadzwyczajny matematyki i Informatyki na Uniwersytecie Rutgersa. Rezultatem jest ” pierwsza udana formalizacja ilościowa barwy głosu, która została potwierdzona poprzez modelowanie i automatyczną metodę klasyfikacji mowy skierowanej do niemowląt w porównaniu do mowy skierowanej do dorosłych w różnych językach.”

ich technika kwantyfikacji barwy może również otworzyć drzwi do innych rodzajów analizy mowy, zauważył Piazza.

„nasze wyniki mogą umożliwić oprogramowaniu do rozpoznawania mowy szybką identyfikację tego trybu mowy w różnych językach. Nasza praca zachęca również do przyszłych badań nad tym, jak głośniki dostosowują swoją barwę, aby pomieścić szeroką gamę odbiorców, takich jak wyborcy polityczni, studenci i romantyczni partnerzy.”

badania te były wspierane przez staż podoktorski PNI C. V. Starr i grant HD079779 z Narodowego Instytutu Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka.