Чувствительность крыс к принципу последовательности сонорности: биологические основы языка

Чувствительность к принципу последовательности сонорности у крыс (Rattus norvegicus)

Несмотря на свое разнообразие, человеческие языки демонстрируют универсальные структуры. Ярким примером является слог - важная структура усвоения языка. Структура слогов определяется Принципом Последовательности Сонорности (ППС), лингвистическим ограничением, согласно которому интенсивность фонем должна увеличиваться в начале слога, достигать пика в ядре (гласный) и снижаться в конце. Такая структура создает интенсивностный паттерн арочной формы. У людей чувствительность к ограничениям, накладываемым ППС на слоги, появляется при рождении, что вызывает вопросы о ее происхождении.

Мы исследовали биологические механизмы, лежащие в основе ППС, тестируя нечеловеческий вид, не способный к вокальному научению, с использованием тех же языковых материалов, что и для людей. Крысы различали хорошо структурированные слоги (например, "pras") и плохо структурированные (например, "lbug") после ознакомления со слоговыми структурами, соответствующими ППС. В отличие от этого, мы не наблюдали доказательств того, что крысы, ознакомленные со слогами, нарушающими это ограничение, различали их при тестировании.

Это исследование предоставляет первые доказательства чувствительности к ППС у нечеловеческого вида, которая, вероятно, проистекает из эволюционно древних межвидовых биологических предрасположенностей к естественным акустическим паттернам. Ранняя чувствительность людей к ППС, возможно, emerges from общего слухового processing, которое благоприятствует звукам, изображающим арочную огибающую, common среди вокализаций животных. Древние сенсорные механизмы, ответственные за обработку вокализаций в дикой природе, would constitute входными воротами для усвоения человеческого языка.

Введение

Несмотря на важную вариабельность, наблюдаемую в человеческих языках, среди них можно найти некоторые общие структуры. Языки действительно укоренены в универсальных ограничениях, которые формируют их структуры и обучаемость. Фундаментальный нерешенный вопрос заключается в том, как такие универсальные лингвистические ограничения возникают у людей и какие биологические механизмы могут лежать в их основе.

ППС - это фонологическое ограничение, которое определяет внутреннюю структуру слогов, общую для большинства языков мира. С рождения молодые младенцы спонтанно обрабатывают речевой поток как единицы, которые roughly соответствуют слогам, которые становятся важными элементами последующей лингвистической processing.

Универсальность принципа последовательности сонорности

Лингвистические исследования показывают, что хорошо структурированные слоги очень часты across languages по сравнению со слогами, которые не соответствуют ППС. Новорожденные в возрасте от двух до пяти дней чувствительны к нарушениям ППС. Взрослые люди воспринимают нарушения ППС даже в языках, на которых они не говорят.

Биологические основы звукового восприятия

ППС создает интенсивностный паттерн с характерной арочной огибающей, которая имитирует мелодию нескольких вокализаций животных. Мы предполагаем, что чувствительность людей к ППС при рождении emerges from общих механизмов слуховой обработки, которые благоприятствуют звукам, изображающим арочную огибающую.

Методология исследования

Целью настоящего исследования было изучение биологических механизмов в корнях ППС, тестирование крыс Long-Evans (Rattus norvegicus) на способность различать человеческие слоги, которые соответствуют versus нарушают ППС.

Участники эксперимента

Тридцать шесть самок крыс Long-Evans в возрасте 3 месяцев были использованы в исследовании. Двенадцать крыс были случайным образом assigned к каждому из 3 экспериментов: Rise, Plateau и Fall.

Стимулы и процедура

Мы использовали те же стимулы, что и в исследовании с новорожденными - CCVC слоги (согласный-согласный-гласный-согласный). Слоги были классифицированы based on различной степени соответствия ППС.

• Rise слоги определяются прототипическим подъемом интенсивности от начала к ядру
• Plateau слоги показывают плоскую интенсивность от начала к ядру
• Fall слоги представляют обратный (падающий) паттерн интенсивности

Результаты эксперимента

Мы измерили различение между знакомыми и новыми слогами при тестировании как функцию количества реакций носового ковыряния для каждого типа слога. Результаты показывают, что в экспериментах Rise и Plateau крысы успешно различали знакомые и новые тестовые слоги.

Крысы показали значительно большее количество ответов для слогов Rise versus Fall в эксперименте Rise, и для слогов Plateau versus Rise в эксперименте Plateau

Напротив, в эксперименте Fall крысы не показали значительных различий в ответах на слоги Fall versus Rise. Этот pattern результатов демонстрирует, что крысы распознавали интенсивностные паттерны, с которыми они были ознакомлены, различая знакомые versus новые тестовые слоги только тогда, когда такие паттерны adhere к ППС.

Анализ предпочтений естественных паттернов

Мы также проанализировали потенциальное преимущество обработки для типа слога, изображающего наиболее естественный интенсивностный паттерн. Результаты показывают значительное различие: крысы, ознакомленные с слогами Rise, responded significantly больше во время ознакомления, чем крысы, ознакомленные с слогами Plateau и Fall.

Обсуждение результатов

Наше исследование демонстрирует, что крысы могут различать слоги, когда они ознакомлены с интенсивностными контурами, которые obey ППС. Оно также показывает чувствительность к правильности формирования слогов, определяемой сонорностными ограничениями.

Эти findings хорошо согласуются с преимуществом обработки хорошо структурированных слогов, observed у человеческих новорожденных и взрослых независимо от их родных языков. Кроме того, такие findings указывают на то, что ППС не только facilitates усвоение слоговых структур у людей, но также благоприятствует обработке определенных акустических паттернов у других животных.

Эволюционные implications

Наши findings демонстрируют, что чувствительность к некоторым лингвистическим ограничениям, таким как ППС, проистекает из эволюционно древних биологических предрасположенностей, shared с другими видами. У людей такие предрасположенности would allow разбор речи на фундаментальные лингвистические единицы.

Заключение

Настоящее исследование предоставляет первые доказательства чувствительности к лингвистическому Принципу Последовательности Сонорности у нечеловеческого вида. Такая чувствительность would отражать общие предпочтения к естественным паттернам, также found в других domains.

Наши результаты демонстрируют, что чувствительность к некоторым лингвистическим ограничениям stems from эволюционно древних биологических предрасположенностей, общих с другими видами. Древние сенсорные механизмы, ответственные за обработку calls дикой природы, would thus constitute входными воротами для усвоения человеческого языка.