Domain-general mechanisms underlying individual differences in language acquisition

Abstract

Language acquisition requires a child to effectively structure and process sensory input. Language is heavily based on regularities and statistical probabilities in phonemic patterns, syntactic structures, semantics, and pragmatics. Considering the remarkable diversity in the manifestation and characteristics of language, it is nothing short of miraculous that most children effortlessly acquire language. Nevertheless, language acquisition varies among individuals and does not always occur without difficulties. Children typically utter their first words around their first birthdays. Late talkers are children who, for no obvious reason, still produce few or no words by the age of two. In this thesis, I explore domain-general mechanisms (i.e., mechanisms shared across different sensory modalities or areas of cognition) that have been suggested to underlie individual differences in language abilities and examine whether these mechanisms differ across children with and without a history of late talking. In all the studies included in this thesis, the participants were 7–10- year-old children, half of whom had a history of late talking. By investigating the relationship between the suggested mechanisms and early language development, I also aimed to identify potential candidates that could explain language outcomes in late talkers. In Study I, we observed a relationship between the speed of processing and language abilities but no associations between attentional inhibition and language. In Study II, the learning of regularities was found to be associated with language abilities in children with a history of typical early development but not in late talkers. In Study III, we measured electrical brain responses to sounds; the amplitudes of the responses were found to be associated with language abilities, suggesting that differences in language abilities are related to early-level auditory processing. In Study IV, we observed a relationship between the pronounced within-individual variability in response times and language abilities. Based on this finding, I propose the Intra-Individual Variability hypothesis of language, which suggests that instability in processing linguistic inputs may lead to differences in language abilities. In this thesis, I posit that this hypothesis provides a meaningful framework for interpreting the findings of Study I–III as well.

<b>Yleisen tiedonkäsittelyn eroavaisuudet kielellisen kehityksen yksilövaihtelun selittäjinä</b>

Kielen oppiminen edellyttää monenlaisia aistitiedon jäsentelyn ja työstämisen valmiuksia. Kieli perustuu säännönmukaisuuksille niin äänteiden yhdistelyssä, kieliopillisissa rakenteissa, merkityssisällöissä kuin käyttötavoissakin. Kielen olemuksen ja ilmentymisen moniulotteisuuden valossa on ihmeellistä, että valtaosa lapsista oppii ympäristön kielen ilman tietoisia ponnisteluita. Kielen omaksumisessa on kuitenkin yksilöllisiä eroja eikä se aina suju ongelmitta. Lapsi alkaa tyypillisesti tuottaa sanoja noin yhden vuoden iässä. Osalla lapsista puheen kehitys on kuitenkin myöhäisempää. Englannin kielellä lapsiin, jotka eivät tuota lainkaan tai juuri lainkaan sanoja kahden vuoden iässä viitataan käsitteellä late talker, ”myöhäinen puhuja”, jolle ei ole täsmällistä vakiintunutta vastinetta suomen kielessä. Tässä väitöstyössä tarkastelen kielelliselle ja ei-kielelliselle tiedonkäsittelylle yhteisiä osa-alueita, joiden yksilöllisen vaihtelun on ehdotettu selittävän eroja kielellisissä taidoissa sekä sitä, eroavatko nämä osa-alueet tavanomaisesti ja myöhään puhumaan oppineiden lasten välillä. Kaikissa osatutkimuksissa tutkittavat olivat 7–10 -vuotiaita lapsia, joista puolella oli todettu viivästynyt kielenkehitys (engl. late talking) varhaislapsuudessa. Tarkastelemalla yhteyttä varhaisiän kielellisen kehitykseen pyrin myös löytämään mitattavissa olevia mekanismeja kielellisten taitojen kehityksen ennakointiin. Tutkimuksessa I havaitsimme yhteyden tiedonkäsittelyn nopeuden ja kielellisten taitojen välillä, mutta emme yhteyttä tarkkaavuuden ja kielen välillä. Tutkimuksessa II säännönmukaisuuksien oppimisen taidot olivat yhteydessä kielellisiin taitoihin lapsilla, joiden kielen varhaiskehitys oli edennyt tavanomaisesti, mutta vastaavaa yhteyttä ei havaittu myöhään puhumaan oppineilla lapsilla. Tutkimuksessa III mittasimme aivojen sähköisiä vasteita äänille. Vasteiden voimakkuus oli yhteydessä kielellisiin taitoihin, mikä viittaa siihen, että erot kuulotiedon käsittelyssä ovat yhteydessä kielen omaksumiseen. Tutkimuksessa IV havaitsimme reaktioaikojen yksilönsisäisen vaihtelevuuden olevan yhteydessä kielellisiin taitoihin, minkä perusteella esitämme hypoteesin tiedonkäsittelyn epävakaudesta kielellisten taitojen yksilöllisten erojen selittäjänä. Väitöstyössäni esitän, että tämä hypoteesi soveltuu viitekehykseksi myös tutkimusten I–III tulosten tulkintaan.