Plasticity in speech perception – effects of learning, age and bilingualism

Abstract

Brain plasticity enables us to learn to perceive languages. Theories and models of non-native language learning predict learning difficulties in phonological areas where the native and non-native phonological systems overlap and where a category boundary of one language may lie somewhere within a category of another language. Phonologically, these areas are interesting within the two native languages of bilinguals from birth also.

In this thesis, both psychophysiological and behavioural measurements were used to explore the neural plasticity in relation to learning, age, and bilingualism. The research questions were, whether phonological processing is different between different kinds of bilinguals and whether it is different between bilinguals from birth and monolinguals. A further research question was, whether different background factors, such as manner and age of learning, affect memory trace formation. The bilinguals from birth, simultaneous bilinguals, seem to have a shared phonological system for the two languages, whereas later bilinguals, sequential bilinguals, seem to have separate phonological systems for the languages. The shared system in the simultaneous bilinguals leads to slower processing compared to sequential bilinguals and monolinguals. The languages seem to be active all the time in the shared phonological system irrespective of the language context. Whereas the sequential bilinguals, with the separate systems, can even ignore their native language in a second language context. The studies on the manner and age of learning revealed that both classroom and laboratory training lead to similar functioning of memory traces. The laboratory training effects also seem to be permanent. However, the age of learning affects memory trace formation: While the young adults show memory trace formation during laboratory training, the elderly do not show the same effect.

In conclusion, different types of bilinguals process speech differently and simultaneous bilinguals’ speech processing is different from that of monolinguals’. Training in classroom and in laboratory lead to similar functioning of memory traces. Age, however, affects plasticity and laboratory training does not lead to similar training effects in the elderly compared to young adults.

<b>Plastisiteetti puheen havaitsemisessa – Oppiminen, ikä ja kaksikielisyys</b>

Kielen omaksuminen tai oppiminen on mahdollista muovautuvien aivojemme vuoksi. Vieraan kielen oppimisteoriat ennustavat oppimisvaikeuksia sellaisilla fonologisilla alueilla, joilla äidinkielen ja vieraan kielen äännejärjestelmät ovat limittäiset eli alueilla, joilla toisen kielen äännekategorian raja sijoittuu toisen kielen äännekategorian sisään. Tällaiset fonologiset seikat ovat mielenkiintoisia myös syntymästään asti kaksikielisten kohdalla.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia neuraalista muovautuvuutta vieraan kielen havaitsemisessa oppimisen, iän ja kaksikielisyyden suhteen käyttäen sekä psykofysiologisia että behavioraalisia menetelmiä. Tutkimusten oli toisaalta tarkoitus selvittää, eroaako puheen neuraalinen prosessointi samanaikaisilla ja peräkkäisillä kaksikielisillä sekä eroaako puheen havaitseminen samanaikaisilla kaksikielisillä ja yksikielisillä. Toisaalta selvitettiin, muokkaantuuko yksikielisten puheen prosessointi samankaltaiseksi kuin peräkkäisillä kaksikielisillä kuuntele ja toista harjoittelun myötä ja ovatko harjoittelun vaikutukset pysyviä. Lisäksi selvitettiin eri taustatekijöiden –oppimistavan ja -iän – vaikutuksia muistijälkien syntyyn. Tutkimusten mukaan samanaikaisilla kaksikielisillä näyttää olevan yksi yhtenäinen fonologinen järjestelmä, kun taas peräkkäisillä kaksikielisillä näyttää olevan kaksi erillistä järjestelmää. Yhtenäisessä järjestelmässä molemmat kielet ovat koko ajan aktiivisia kielikontekstista riippumatta, mikä hidastaa prosessointia suhteessa erilliseen järjestelmään. Peräkkäiset kaksikieliset taas voivat toisen kielensä kontekstissa jättää äidinkielensä täysin huomiotta. Oppimistapaan ja -ikään liittyvät tutkimukset osoittivat luokkahuone- ja laboratorioharjoittelun johtavan samanlaiseen muistijälkien toimimiseen. Laboratorioharjoittelun vaikutukset näyttivät myös olevan pysyviä. Oppimisikä vaikuttaa kuitenkin muistijälkien syntyyn eri tavoin: nuorille aikuisille syntyy muistijäljet laboratorioharjoittelun vaikutuksesta, mutta vastaavaa ei nähdä iäkkäämmillä, jo eläkkeellä olevilla henkilöillä.

Näyttää siis siltä, että eri tyyppiset kaksikieliset prosessoivat puhetta eri tavoin ja että samanaikaisten kaksikielisten puheen havaitsemisen prosessointi eroaa yksikielisistä. Kuuntele ja toista harjoittelulla voidaan saavuttaa puheen neuraalisen prosessoinnin taso, joka on samankaltainen kuin peräkkäisillä kaksikielisillä. Ikä kuitenkin vaikuttaa muovautuvuuteen eikä sama harjoittelu toimi iäkkäämmillä henkilöillä samalla tavalla kuin nuorilla aikuisilla.