Avtäcka ljudet av motherese, baby talk över språk
runt om i världen talar mödrar annorlunda till sina barn än de gör för andra vuxna — och Princeton-forskare har hittat ett nytt sätt att kvantifiera den vokalskiftet.
mödrar interagerar med sina barn i Princeton Baby Lab, där forskare identifierade konsekventa förändringar i vokal timbre mellan mödrar som talar eller läser för sina barn och pratar med andra vuxna.
med sina barn växlar mödrar till ett speciellt kommunikativt läge som kallas” motherese ”eller” baby talk ” — en överdriven och något musikalisk form av tal. Även om det kanske låter dumt för vuxna, har forskning visat att det spelar en viktig roll i språkinlärning, engagerar spädbarns känslor och belyser strukturen i språket, för att hjälpa barn att avkoda pusslet med stavelser och meningar.
en mamma talar till sin bebis.
och nu har Princeton-forskare identifierat” en ny cue som mödrar implicit använder för att stödja spädbarns språkinlärning”, säger Elise Piazza, en postdoktoral forskningsassistent med Princeton Neuroscience Institute (PNI). ”Vi fann för första gången att mödrar flyttar sin vokal timbre.
samma mamma talar till en forskare i Princeton Baby Lab, som illustrerar skiftningarna i tonhöjd, kadens och timbre mellan vanligt tal och ”moder.”
”Timbre definieras bäst som den unika kvaliteten på ett ljud”, förklarade Piazza. ”Barry Whites silkeslen röst låter annorlunda än Tom Waits grusiga-även om de båda sjunger samma ton.”
hon och hennes kollegor fann att timbreskiftet var konsekvent över kvinnor som talar 10 språk, inklusive engelska, och att skillnaderna är tillräckligt starka för att på ett tillförlitligt sätt kunna plockas ut av en maskininlärningsalgoritm. Deras studie visas idag i tidskriften Current Biology.
för Att undersöka det klang av baby talk, Piazza och hennes kollegor, Marius Cătălin Iordan, också en PNI postdoktoral forskning associera, och Casey Lew-Williams, biträdande professor i psykologi, bjudit in 12 engelsktalande kvinnor i Princeton Baby Lab, där forskare studerar hur barn lär sig att se, tala och förstå världen. Forskarna registrerade mödrarna medan de lekte med eller läste för sina 7 – till 12 månader gamla spädbarn och medan de pratade med en vuxen experimenterare.
från vänster: Casey Lew-Williams, Elise Piazza och Marius C Occurtcuberlin Iordan forskning barnutveckling i Princeton Baby Lab.
kvantifiera baby talk
forskarna kvantifierade sedan varje mors vokala fingeravtryck — den övergripande statistiska profilen för hennes timbre — med hjälp av ett mått som kallas mel-frekvensen cepstrum. De fann att vuxenstyrt och spädbarnsriktat tal hade signifikant olika fingeravtryck.
”det är så konsekvent över mödrar”, sa Piazza. ”De använder alla samma typ av skift för att gå mellan dessa lägen.”
hon och hennes kollegor fann att mödrarnas talklang skilde sig tillräckligt för att en datoralgoritm kunde lära sig att på ett tillförlitligt sätt klassificera spädbarns – och vuxenstyrt tal, även med bara en sekund av inspelat tal.
forskarna undersökte inte fäder eller andra vårdgivare. ”Vi använde mödrar för att hålla det totala tonhöjden ganska konsekvent mellan deltagarna”, säger Piazza. ”Men jag skulle förutsäga att våra resultat skulle generalisera ganska bra till fäder.”
Baby talk är naturligtvis inte en ny upptäckt.
”Vi har länge vetat att vuxna förändrar hur de talar när de adresserar barn”, säger Jenny Saffran, professor i psykologi vid University of Wisconsin-Madison som inte var inblandad i denna forskning. ”De talar långsammare, använder kortare meningar, pratar på en högre tonhöjd och sveper sin tonhöjd upp och ner oftare än när de pratar med andra vuxna.”vad som skiljer detta arbete från varandra, saffran förklarade, var att” det här är den första studien som frågar om man också ändrar timbre av sin röst, manipulerar de typer av funktioner som skiljer musikinstrument från varandra. Detta är fascinerande eftersom tydligt talare inte är medvetna om att ändra sin timbre, och den här nya studien visar att det är en mycket pålitlig funktion av hur vi pratar med spädbarn.”när Princeton-teamet hade fastställt att de 12 mödrarna alla hade mätbara skift i sin vokal timbre började de tänka på hur man skulle expandera studien, sa Piazza.
” Vi undrade om detta kan generalisera till mödrar som inte talar engelska,” sa hon. ”Så vi tog en andra uppsättning av 12 mödrar, som inte talade engelska som modersmål, och bad dem bara tala på sitt inhemska, icke-engelska språk i alla inspelningarna. Så nu har vi denna nya, rika dataset av inspelningar från Mandarin, Polska, Ryska — nio olika språk i alla.”
när de tittade på data fann forskarna att denna timbreskiftning mellan vuxen – och barnstyrt tal var ”mycket konsekvent” över språk från hela världen: kantonesiska, franska, tyska, hebreiska, ungerska, Mandarin, polska, ryska och spanska.
dessa skift i timbre kan representera en universell form av kommunikation med spädbarn, säger Piazza.
är timbre samma som tonhöjd?
”Föreställ dig att hela orkestern samtidigt spelar exakt samma tonhöjd som de stämmer upp”, sa Piazza. ”Du hör de olika rika klangerna som skiljer de olika instrumentfamiljerna.”
Vocal deskriptorer som raspig, grusig, hes, nasal eller flätig gäller för timbre, inte tonhöjd, tillade hon. ”Vi använder det hela tiden för att skilja människor, djur och andra ljud”, sa hon.Piazza och hennes kollegor isolerade ett skifte i vokalfingeravtrycket av baby talk ”genom en kombination av smarta metoder för att mäta timbre och maskininlärningsalgoritmer”, säger Patrick Shafto, datavetenskapare och docent i matematik och datavetenskap vid Rutgers University. Resultatet är ” den första framgångsrika kvantitativa formaliseringen av vokal timbre som har validerats genom modellering och en automatisk metod för att klassificera spädbarnsriktat kontra vuxenriktat tal över språk.”
deras teknik för att kvantifiera timbre kan också öppna dörrar till andra typer av talanalys, noterade Piazza.
” våra resultat kan göra det möjligt för taligenkänningsprogramvara att snabbt identifiera detta talläge över språk. Vårt arbete inbjuder också framtida utforskningar av hur talare anpassar sin klang för att rymma en mängd olika publikgrupper, som politiska väljare, studenter och romantiska partners.”
denna forskning stöddes av en PNI CV Starr Postdoctoral Fellowship och grant HD079779 från National Institute of Child Health and Human Development.