Questa ricerca è stata sostenuta da un NSF Graduate Research Fellowship a Danielle R. Perszyk e una borsa di studio NIH a Sandra R. Waxman (R01HD083310).

Le seguenti procedure sono state approvate dal Comitato Etico Northwestern University e il consenso informato è stato ottenuto dai caregivers di tutti i bambini. Abbiamo reclutato bambini di essere cresciuti in ambienti con l&#39;esposizione di oltre il 50% a inglese 11, 17. Neonati in tutti gli esperimenti prima ascoltato una colonna sonora in cui abbiamo manipolato loro esposizione alla sia vocalizzazioni lemur o discorso all&#39;indietro; Hanno poi partecipato ad un compito oggetto di categorizzazione. Nei variava tutti i neonati era (a) il tipo di segnale hanno sentito nella manipolazione esposizione e il compito categorizzazione (sia vocalizzazioni lemur o discorso all&#39;indietro) e (b) la misura della fase di esposizione (sia breve esposizione in laboratorio o esposizione prolungata a casa). Per tutti i bambini, il compito di categorizzazione è avvenuta in laboratorio. 1. Materiali <ol><li> Come creare le manipolazioni di esposizione<ol><li> Selezionare 8 campioni distinti di vocalizzazioni lemure e 8 campioni distinti di discorso all&#39;indietro, ciascuno da 2 a 4 s di durata. Insieme, gli 8 campioni devono produrre 30 s di ciascun segnale acustico. Assicurarsi che i segmenti lemur vocali e all&#39;indietro sono abbinati il più possibile per durata (per esempio, ~ 3 s di durata) e di frequenza media (ad esempio, ~ 300 Hz). <ol><li> Per ottenere vocalizzazioni lemuri, cercare un database di vocalizzazioni di animali o contattare un ricercatore che raccoglie vocalizzazioni di animali. </li><li> Per creare segmenti di parola indietro, utilizzare un programma software (ad esempio, Audacity) computer portatile e di (1) registrare un assistente di ricerca di lingua ~ 3 s frasi in discorso infantile diretto e (2) temporalmente inversa (in Audacity: Effetto&gt; Reverse) ogni segmento discorso. </li></ol></li><li> Scegli un pezzo di musica strumentale classica, che è più lungo di 4 min. Qui, abbiamo usato il primo 4 min di quartetto d&#39;archi di Beethoven in Do minore, Op 18 n ° 4: III.Menuetto. </li><li> Utilizzare un programma software di editing audio (ad esempio, Audacity) per importare la musica (in Audacity: File&gt; Importa) e selezionare una parte del pezzo che è di circa 4 minuti di durata (evidenziare ed eliminare il resto del pezzo). <ol><li> Creare 2 colonne distinte inserendo (cioè, copiare e incollare) 8 segmenti selezionati di ciascun tipo (vocalizzazioni lemur o discorso all&#39;indietro) nella colonna sonora. </li><li> Per creare la colonna sonora &quot;Lemur&quot;, aprire i file audio 8 lemure vocalizzazione nello stesso programma software (ad esempio, Audacity) e inserirli nel file con la musica. <ol><li> Per fare ciò, evidenziare un intero vocalizzazione lemure, passare a Modifica&gt; Copia, posizionare il cursore nel file musicale, e passare a Modifica&gt; Incolla. Inserire le vocalizzazioni a intervalli irregolari per tutta la colonna sonora. Non li metterà a frase confini musicali. Fate questo due volte per ogni vocalizzazione lemure, insertili ng in un ordine pseudorandomized per garantire che nessun 2 vocalizzazioni identici si verificano in una riga. Insieme, questo produce un 5 min ciclo (4 min di musica, intervallata da 1 min di vocalizzazioni lemuri). </li><li> Ripetere questo 5 min colonna sonora in modo che l&#39;intera colonna sonora dura circa 10 min. Per fare ciò, evidenziare l&#39;intera sezione 5 min, vai a Modifica&gt; copia, posizionare il cursore alla fine della sezione 5-min, e vai a Modifica&gt; Incolla. </li></ol></li><li> Per creare la colonna sonora di 10 min &quot;Backward Speech&quot;, sostituire ogni vocalizzo lemure nella colonna sonora Lemur con un segmento selezionato di discorso a ritroso, utilizzando lo stesso ordine pseudorandomized. </li></ol></li></ol></li><li> Come creare l&#39;attività di categorizzazione <ol><li> Materiale visivo: Creare 2 set di disegni al tratto a mano. In ciascuna serie, comprende 9 membri della stessa categoria oggetto (qui, utilizzare 9 disegni distinti di dinosauri e 9 disegni distinti di pesce). Utilizzare una different colore brillante per ogni disegno all&#39;interno di una determinata categoria. Scansione questi disegni su un computer e salvarli come file immagine. Si noti che i disegni devono essere oggetti non familiari ai bambini alle età testati. </li><li> materiali acustici: Selezionare una vocalizzazione lemure e un segmento discorso a ritroso che non sono stati inclusi in una delle manipolazioni di esposizione (1.1.3). Abbinare i segmenti di parola lemur e indietro il più possibile per durata (per esempio, ~ 3 s di durata) e per frequenza media (ad esempio, ~ 300 Hz). </li><li> Programmare un compito in MATLAB che comprende una fase di familiarizzazione e di una fase di test; questa operazione sarà proiettata su un 5 ft da 5 ft schermo davanti al bambino. <ol><li> Programmare la fase di familiarizzazione tale che 8 degli esemplari visivo da una sola categoria (ad esempio, 8 dinosauri, ognuna con un colore diverso) appaiono in sequenza. Ogni esemplare dovrebbe apparire per 20 s, sia sul lato destro o sinistro della schermata, in modo alternato. create 2 distinte versioni, accoppiando ogni esemplare familiarizzazione con uno degli stimoli acustici sottostanti ( &quot;Lemur&quot; e &quot;indietro condizioni Speech&quot;, rispettivamente). In entrambe le condizioni, lo stimolo acustico deve avvenire due volte su ogni processo di familiarizzazione; una volta quando viene visualizzato il modello visivo, e ancora una volta 10 s più tardi. <ol><li> Nella condizione Lemur, programma ogni familiarizzazione esemplare appaia contemporaneamente con un vocalizzazione lemure. </li><li> Nella condizione Discorso indietro, programma di ciascun esemplare di familiarizzazione di apparire simultaneamente con un segmento discorso all&#39;indietro. </li></ol></li><li> Durante la fase di test, presentare la 9 ° esemplare della categoria familiare (ad esempio, un altro dinosauro) ed un esemplare dall&#39;altro categoria (ad esempio, un pesce). Queste due immagini devono essere identici nel colore e presentata contemporaneamente (quello presentato a destra e l&#39;altra sul lato sinistro dello schermo) in silenzio per 20 s. </li></ol&gt; </li><li> A programmare il compito categorizzazione, contrappeso (1) quale categoria sarà presentato durante la fase di familiarizzazione, (2) il lato in cui viene visualizzata la prima immagine familiarizzazione, e (3) il lato in cui appariranno i nuovi e familiari immagini di test . </li></ol></li></ol> 2. Procedure generali <ol><li> fase esposizione <ol><li> Posizionare il bambino vicino al caregiver o sul loro ginocchia in una zona tranquilla. Posizionare un laptop o tablet nel campo visivo del bambino (da 1 a 4 piedi dal bambino). </li><li> Usare il laptop o tablet per presentare sia la Lemur o la colonna sonora vocale indietro. </li></ol></li><li> compito di categorizzazione <ol><li> In una stanza di prova semi-oscurata in laboratorio, sedere il caregiver su una sedia 4 ft da un 5 ft da 5 ft schermo. Collegare il computer portatile con il compito di categorizzazione programmato in MATLAB per (1) lo schermo che mostrerà il compito di categorizzazione e (2) un progector che proietterà il compito sullo schermo. </li><li> Sedere il bambino sul grembo del caregiver, rivolto in avanti. </li><li> Istruire il caregiver per evitare di influenzare il comportamento del bambino in alcun modo. Più in particolare, di istruirli a rimanere in silenzio e ancora per tutta la durata del compito e per mantenere il loro bambino centrato, utilizzando la loro linea mediana come guida. Fornire caregiver con un paio di occhiali oscurati per garantire che essi non possono vedere i materiali visivi. </li><li> Accendere il proiettore. </li><li> Accendere apparecchio di controllo per catturare il comportamento dei neonati durante il compito. </li><li> Inizia il compito di categorizzazione premendo il tasto &quot;Esegui&quot; in MATLAB: Presentare la condizione Lemur se il bambino è stato esposto alla colonna sonora Lemur e la condizione Discorso indietro se il bambino è stato esposto alla colonna sonora vocale indietro. </li></ol></li><li> Coding (unico compito di categorizzazione) <ol><li> Codice l&#39;insorgenza e offset di le di ogni bambinoft e guarda a destra sia durante la fase di familiarizzazione e di test. </li><li> Escludere i bambini che (1) guardano meno di 6 degli esemplari di familiarizzazione; (2) sembrano durante meno del 40% della fase di familiarizzazione. escludere anche neonati se c&#39;è interferenza parentale, errore sperimentale o guasto tecnico, o se le loro prestazioni a prova è superiore 2 SD dalla media. </li></ol></li><li> Analisi <ol><li> Per la fase di familiarizzazione, calcolare il totale della quantità di tempo ogni bambino guardò gli oggetti di familiarizzazione. </li><li> Per la fase di test, calcolare un punteggio preferenza per ogni bambino: (tempo alla ricerca totale immagine di prova romanzo) / (tempo alla ricerca totale per entrambe le immagini di prova). </li></ol></li></ol> 3. Esperimento 1: breve esposizione al Lemur Vocalizations <ol><li> I partecipanti <ol><li> Reclutare 14 neonati a 6 a 7 mesi di età. </li></ol></li><li> Procedura <ol><li> Invita °e caregiver e bambino in una stanza tranquilla e confortevole. Nel nostro laboratorio, questa camera è adiacente alla sala prove. </li><li> Manipolazione di esposizione: Gioca la colonna sonora Lemur una volta, con il visualizzatore musica (ad esempio, iTunes) presenti sullo schermo. </li><li> compito stelle: Quando la colonna sonora finisce, guidare il caregiver e il bambino nella stanza di prova. Inizia il compito di categorizzazione (condizione Lemur). </li></ol></li></ol> 4. Esperimento 2: breve esposizione to Speech Backward <ol><li> I partecipanti <ol><li> Identico al Esperimento 1. </li></ol></li><li> Procedura <ol><li> Invita il caregiver e il bambino in una stanza tranquilla e confortevole. </li><li> manipolazione di esposizione: Gioca la colonna sonora Discorso indietro una volta, con il visualizzatore di musica presente sullo schermo. </li><li> compito stelle: Quando la colonna sonora finisce, guidare il caregiver e il bambino nella stanza di prova. Inizia il compito di categorizzazione (BackwaDiscorso condizione rd). </li></ol></li></ol> 5. Esperimento 3: L&#39;esposizione prolungata a Lemur Vocalizations <ol><li> I partecipanti <ol><li> Reclutare 14 neonati a 4,5 mesi di età. </li></ol></li><li> Procedura <ol><li> Per telefono, invitare il caregiver a partecipare ad uno studio a lungo di 6 settimane. Spiegare che lo studio impone loro di esporre il loro bambino, a casa, a 10 minuti di colonna sonora che contiene 8 min di musica e 2 min di vocalizzazioni Lemur (vale a dire, Lemur colonna sonora). Spiegare che lo studio ha una durata di 6 settimane, a partire quando il bambino è di 4,5 mesi e termina quando il bambino è di 6 mesi di età. </li><li> Fornire caregiver con questo preciso schema 7, 8, 18 rastrematura <ol><li> Settimana 1: Gioca la colonna sonora di bambino una volta al giorno, ogni giorno. </li><li> Settimana 2: Gioca la colonna sonora per neonato una volta ogni due giorni. </li><li&gt; Settimana 3: giocare la colonna sonora per neonato 3 volte durante la settimana. </li><li> Settimane 4-6: Gioca la colonna sonora di infante 2 volte a settimana. </li></ol></li><li> Per garantire la fedeltà della manipolazione dell&#39;esposizione durante la manipolazione di esposizione 6 settimane, condividere con gli operatori sanitari un documento interattivo online che (a) delinea il loro ruolo ad ogni passo per tutto il periodo di 6 settimane e (b) chiede loro di registrare ogni data e l&#39;ora che hanno giocato la colonna sonora per il loro bambino. </li><li> Inviare promemoria settimanale per telefono o e-mail per mantenere gli operatori sanitari impegnati e in pista. </li><li> Durante la Settimana 5, programmare una visita di laboratorio per la settimana successiva (Settimana 6). Istruire gli operatori sanitari che i bambini dovrebbero ascoltare la colonna sonora da 2 a 4 giorni prima della visita del laboratorio in programma; i bambini non dovrebbero ascoltare la colonna sonora sia il giorno o il giorno precedente la loro visita. NOTA: Alla visita del laboratorio, non v&#39;è alcuna manipolazione di esposizione: I bambini partecipano solo nel compito di categorizzazione da experiment 1 (condizione Lemur). </li></ol></li></ol>

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Qui descriviamo una procedura per esaminare il ruolo dell&#39;esperienza nel collegare suoni e processi cognitivi di base nella prima infanzia. I nostri esperimenti combinati documentano la prima prova che l&#39;esperienza gioca un ruolo centrale nel guidare i bambini per specificare che segnala, da un ampio set iniziale di possibilità, si sfruttare al core processi concettuali che in ultima analisi, forniscono le basi del significato. Essi rivelano anche un&#39;interfaccia complessa fra natura e cultura: Anche se l&#3...

neonati umani sono nati pronti ad acquisire il linguaggio, uno strumento culturale e cognitiva che ci definisce come specie e forme radicalmente il nostro sviluppo. Al centro della nostra capacità di apprendimento delle lingue sono due caratteristiche uniche di sviluppo umano: La nostra altriciality e le nostre potenti strategie di apprendimento. Insieme, queste caratteristiche sbloccare un notevole grado di plasticità precoce che permette i bambini di essere molto in sintonia con l&#39;input da loro ambienti. Ad esempio, anche se i bambini vengono al mondo con un insieme di preferenze percettivi e capacità discriminatorie sufficientemente ampio per includere i volti e le voci di primati umani e non umani, entro mesi restringono tali preferenze ai segnali esclusivamente umani 1, 2, 3. Questo processo di restringimento percettivo è adattivo per due motivi: Si aumenta il rapporto segnale-rumore di rilevante comunicativo segnali R12; quelli che guiderà i bambini in modo efficiente e con precisione navigare il loro mondo sociale complesso - e apre la strada per l&#39;integrazione di informazioni attraverso modalità percettive (per esempio, i volti e le voci che integrano) 4 - un elemento essenziale per la natura multimodale del linguaggio umano. Inoltre, a causa della precoce plasticità neonati, restringimento percettivo può essere prevenuta o invertita con l&#39;esposizione ai segnali non nativi (ad esempio, la lingua non nativi, volti umani, ritmi musicali straniere) 5, 6, 8. Questo dimostra che restringimento percettivo è l&#39;esperienza-driven. Eppure, a padroneggiare la loro lingua madre, i bambini devono fare di più che entrare in sintonia con i volti e le voci dei suoi altoparlanti. Il potere del linguaggio umano è indissolubilmente legata alla cognizione 9. Incredibilmente, anche nel loro primo anno di vita, i bambini abbiano iEgun di collegare linguaggio e cognizione: è sufficiente ascoltare il linguaggio umano promuove la capacità dei neonati di formare categorie di oggetti, un blocco di costruzione per la loro cognizione 10, 11, 12. Questo non vuol dire che i bambini possono formare solo categorie di oggetti se stanno ascoltando la lingua. Al contrario, decenni di ricerca rivelano che i bambini nei loro primi mesi di vita possono formare almeno alcune categorie di oggetti in assenza di suoni 13. Ma non tutte le categorie di oggetti sono altrettanto facile per i bambini a formare. Le categorie leggermente più difficile fornire una straordinaria opportunità per scoprire l&#39;effetto che, se del caso, la lingua può avere sulla categorizzazione infantile. Per farlo, i ricercatori individuano categorie di oggetti che sono più difficili per i neonati a discernere, in assenza di altre informazioni di supporto (come la lingua) e poi chiedono se la lingua (e altri suoni<html> ) Offrire neonati alcun vantaggio nella categorizzazione. Usando questa logica, un legame precoce tra linguaggio e oggetto categorizzazione è stata documentata in una novità preferenza paradigma progettato per ospitare i bambini molto piccoli (Figura 1B) 11. Questo paradigma ha due fasi. Durante la fase di familiarizzazione, tutti i neonati visualizzare immagini di una serie di oggetti distinti (ad esempio, dinosauri) presentati sequenzialmente in combinazione con un suono. Durante la fase di test, tutti i bambini vedono due nuove immagini in silenzio: Uno è un nuovo membro della categoria ormai familiare (ad esempio, un altro dinosauro) e l&#39;altro è un membro di una categoria di romanzo (per esempio, un pesce). tempo guardando neonati al test serve come indice di categorizzazione. Se i bambini costituiscono la categoria nel corso di familiarizzazione, poi alla prova dovrebbero distinguere il romanzo dall&#39;immagine familiare. Se i bambini non riescono a farlo, poi alla prova dovrebbero esibirsi al caso&quot;&gt; 14, 15, 16. I risultati sono stati sorprendenti. A 3, 4, e 6 mesi, i neonati ascolto di lingua durante la familiarizzazione - sequenze, ma non di toni - formate con successo categorie di oggetti 11, 17. Sorprendentemente, il linguaggio non è l&#39;unico suono che esercita questo vantaggio cognitivo: a 3 e 4 mesi, l&#39;ascolto di vocalizzazioni dei primati non umani (Madagascar, lemure dagli occhi azzurri: Eulemur macaco flavifrons) conferisce lo stesso vantaggio cognitivo vocalizzi umani 17. 6 mesi di età, tuttavia, i bambini si sono sintonizzati questo inizialmente vasto collegamento specificamente per vocalizzazioni umane; vocalizzazioni lemur non esercitano più un effetto vantaggioso sulla categorizzazione infantile 17. Ma quale meccanismo sta alla base aumentando la precisione neonati a collegare lingua ecognizione? Qui, consideriamo il contributo di esperienza neonati. Fa ricca esperienza neonati con il linguaggio umano (e la loro mancanza di esperienza di ascolto a Lemur vocalizzazioni) svolgere un ruolo in quanto restringono il legame tra i segnali inizialmente privilegiati (ad esempio, vocalizzazioni primati umani e non umani) e il processo cognitivo di base dell&#39;oggetto categorizzazione? Certo, non possiamo testare questa manipolando l&#39;esposizione dei neonati al linguaggio. Ma siamo in grado di manipolare la loro esposizione al lemure vocalizzazioni. Ci concentriamo sui bambini a 6 e 7 mesi di età - bambini che, in assenza di esposizione, non più vocalizzazioni collegamento lemuri ed oggetto categorizzazione 17. Nell&#39;esperimento 1, ci chiediamo se breve esposizione al vocalizzazioni lemuri permette loro di conservare il legame tra questo segnale e oggetto categorizzazione. Nell&#39;esperimento 2, ci chiediamo se una breve esposizione al discorso all&#39;indietro - un segnale che non riesce costantemente a sostenere oggetto categorzione in qualsiasi età 17 - promuove anche oggetto di categorizzazione. Nell&#39;esperimento 3, poniamo la questione di esposizione ad un test più severi, esaminando se l&#39;esposizione prolungata a vocalizzazioni lemur permette loro di conservare la loro inizialmente-broad collegamento.

<table><tbody><tr><td>Laptop 1</td><td></td><td></td><td>Use for presenting exposure soundtrack; preferably using iTunes Visualizer</td></tr><tr><td>Laptop 2</td><td></td><td></td><td>Use for programming and presenting categorization task</td></tr><tr><td>Laptop 3 (optional)</td><td></td><td></td><td>Use for coding infant looking behavior (can also use one of the above laptops)</td></tr><tr><td>Coding software</td><td>SuperCoder</td><td></td><td>Use for coding infant looking behavior</td></tr><tr><td>Video recorder</td><td></td><td></td><td>Use for recording infants&#039; face (looking behavior during categorization task)</td></tr><tr><td>Mixer</td><td></td><td></td><td>Use for integrating information from the video recorder (infant looking behavior) and the visual stimuli (categorization task)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>DVD player</td><td></td><td></td><td>Use for recording the input from the video recorder (infant looking behavior)</td></tr><tr><td>Television</td><td></td><td></td><td>Use for viewing input from mixer (screen-in-screen; categorization task in corner of screen showing infant looking behavior)&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Projector</td><td></td><td></td><td>Use for projecting visual stimuli of categorization task on screen</td></tr><tr><td>Speakers</td><td></td><td></td><td>Use for presenting auditory stimuli during categorization task</td></tr><tr><td>Blacked-out sunglasses</td><td></td><td></td><td>Use for blocking caretaker&#039;s vision during categorization task</td></tr><tr><td>Statistical analysis software</td><td>R</td><td></td><td>Use for analyzing infant looking behavior</td></tr></tbody></table>

experience is instrumental in tuning a link between language and cognition: evidence from 6-  to 7- month-old infants' object categorization

Alla nascita, i neonati non solo preferiscono ascoltare vocalizzazioni umane, ma anche hanno cominciato a collegare queste vocalizzazioni alla cognizione: Per i bambini di età inferiore ai tre mesi di età, l&#39;ascolto di linguaggio umano supporta oggetto categorizzazione, una capacità cognitive di base. Questo link precoce è inizialmente larga: a 3 e 4 mesi, vocalizzazioni di esseri umani e primati non umani sostengono categorizzazione. Ma per 6 mesi, i neonati hanno ristretto il link: Solo vocalizzazioni umane supportano oggetto categorizzazione. Qui chiediamo ciò che guida i bambini come sintonizzare i loro inizialmente ampia link per una più precisa uno, impegnata solo dai vocalizzi della nostra specie. Attraverso tre studi, usiamo un nuovo paradigma di esposizione per esaminare gli effetti di esperienza. Si documentano che solo esporre i neonati a vocalizzazioni dei primati non umani consente neonati per preservare il legame precoce stabilito tra questo segnale e categorizzazione. Al contrario, l&#39;esposizione del lattante al discorso all&#39;indietro - un segnaleche non riesce a supportare la categorizzazione a qualsiasi età - non offre tale vantaggio. I nostri risultati rivelano la potenza delle prime esperienze, come i neonati specificare quali segnali, da un set inizialmente ampia, che continueranno a collegare la cognizione.

Utilizzando le procedure descritte in precedenza (figura 1), abbiamo eseguito tre esperimenti per testare gli effetti dell&#39;esposizione come i bambini affinare i legami tra certi suoni e la cognizione. I risultati dell&#39;esperimento 1 ha rivelato che una breve esposizione a vocalizzazioni lemuri ha avuto un effetto sorprendente. Sette mesi di età esposti a lemure vocalizzazioni preferire in modo affidabi...

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Experience is Instrumental in Tuning a Link Between Language and Cognition: Evidence from 6-  to 7- Month-Old Infants' Object Categorization

A 3-4 mesi, l&#39;ascolto di vocalizzazioni primati umani e non umani aumenta la cognizione dei neonati; entro 6 mesi, vocalizzazioni solo umani esercitano questo vantaggio cognitivo. Descriviamo una manipolazione di esposizione che rivela il potente ruolo di formazione della esperienza come neonati specificano che suona per collegare la cognizione, e che per sintonizzare fuori.

L&#39;esperienza è strumentale in sintonia un legame tra linguaggio e cognizione: Prove da 6 a 7-month-old categorizzazione oggetto Infants&#39;

At birth, infants not only prefer listening to human vocalizations, but also have begun to link these vocalizations to cognition: For infants as young as ...

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Thinking, Language And Intelligence

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6.6K Views.  Northwestern University.  A 3-4 mesi, l'ascolto di vocalizzazioni primati umani e non umani aumenta la cognizione dei neonati; entro 6 mesi, vocalizzazioni solo umani esercitano questo vantaggio cognitivo. Descriviamo una manipolazione di esposizione che rivela il potente ruolo di formazione della esperienza come neonati specificano che suona per collegare la cognizione, e che per sintonizzare fuori. 

Video: Experience is Instrumental in Tuning a Link Between Language and Cognition: Evidence from 6-  to 7- Month-Old Infants' Object Categorization

Infant Auditory Processing and Event-related Brain Oscillations

Rapid auditory processing and acoustic change detection abilities play a critical role in allowing human infants to efficiently process the fine spectral and temporal changes that are characteristic of human language. These abilities lay the foundation for effective language acquisition; allowing infants to hone in on the sounds of their native language. Invasive procedures in animals and scalp-recorded potentials from human adults suggest that simultaneous, rhythmic activity (oscillations) between and within brain regions are fundamental to sensory development; determining the resolution with which incoming stimuli are parsed. At this time, little is known about oscillatory dynamics in human infant development. However, animal neurophysiology and adult EEG data provide the basis for a strong hypothesis that rapid auditory processing in infants is mediated by oscillatory synchrony in discrete frequency bands. In order to investigate this, 128-channel, high-density EEG responses of 4-month old infants to frequency change in tone pairs, presented in two rate conditions (Rapid: 70 msec ISI and Control: 300 msec ISI) were examined. To determine the frequency band and magnitude of activity, auditory evoked response averages were first co-registered with age-appropriate brain templates. Next, the principal components of the response were identified and localized using a two-dipole model of brain activity. Single-trial analysis of oscillatory power showed a robust index of frequency change processing in bursts of Theta band (3 - 8 Hz) activity in both right and left auditory cortices, with left activation more prominent in the Rapid condition. These methods have produced data that are not only some of the first reported evoked oscillations analyses in infants, but are also, importantly, the product of a well-established method of recording and analyzing clean, meticulously collected, infant EEG and ERPs. In this article, we describe our method for infant EEG net application, recording, dynamic brain response analysis, and representative results.

High-density electroencephalography (dEEG) is being used increasingly to study brain development and plasticity in the early years of life. Here we present an application of sophisticated analysis techniques that builds on traditional EEG recording to understand the oscillatory dynamics of rapid auditory processing in the infant brain.

Infant elaborazione uditiva e oscillazioni cerebrali eventi correlati

Rapid auditory processing and acoustic change detection abilities play a critical role in allowing human infants to efficiently process the fine spectral ...

Ricerca

Comportamento

Examining Recall Memory in Infancy and Early Childhood Using the Elicited Imitation Paradigm

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is commonly assessed using verbal report paradigms in adults, studying the development of this ability in preverbal infants and children proved challenging. Over the past 30 years, researchers have developed a non-verbal means of assessing recall memory known as the elicited or deferred imitation paradigm. In one variant of the procedure, participants are presented with novel three-dimensional stimuli for a brief baseline period before a researcher demonstrates a series of actions that culminate in an end- or goal-state. The participant is allowed to imitate the demonstrated actions immediately, after a delay, or both. Recall performance is then compared to baseline or to performance on novel control sequences presented at the same session; memory can be assessed for the individual target actions and the order in which they were completed. This procedure is an accepted analogue to the verbal report techniques used with adults, and it has served to establish a solid foundation of the nature of recall memory in infancy and early childhood. In addition, the elicited or deferred imitation procedure has been modified and adapted to answer questions relevant to other aspects of cognitive functioning. The broad utility and application of imitation paradigms is discussed, along with limitations of the approach and directions for future research.

The elicited imitation procedure was established to examine the development of recall memory in infancy and early childhood. This procedure has been widely used to establish a solid foundation of the nature of recall memory in infancy and early childhood.

Esaminando Richiamo Memoria in prima e seconda infanzia Utilizzando il suscitato imitazione Paradigma

The ability to recall the past allows us to report on details of previous experiences, from the everyday to the significant. Because recall memory is ...

Creating Objects and Object Categories for Studying Perception and Perceptual Learning

In order to quantitatively study object perception, be it perception by biological systems or by machines, one needs to create objects and object categories with precisely definable, preferably naturalistic, properties1. Furthermore, for studies on perceptual learning, it is useful to create novel objects and object categories (or object classes) with such properties2.
Many innovative and useful methods currently exist for creating novel objects and object categories3-6 (also see refs. 7,8). However, generally speaking, the existing methods have three broad types of shortcomings.
First, shape variations are generally imposed by the experimenter5,9,10, and may therefore be different from the variability in natural categories, and optimized for a particular recognition algorithm. It would be desirable to have the variations arise independently of the externally imposed constraints.
Second, the existing methods have difficulty capturing the shape complexity of natural objects11-13. If the goal is to study natural object perception, it is desirable for objects and object categories to be naturalistic, so as to avoid possible confounds and special cases.
Third, it is generally hard to quantitatively measure the available information in the stimuli created by conventional methods. It would be desirable to create objects and object categories where the available information can be precisely measured and, where necessary, systematically manipulated (or 'tuned'). This allows one to formulate the underlying object recognition tasks in quantitative terms.
Here we describe a set of algorithms, or methods, that meet all three of the above criteria. Virtual morphogenesis (VM) creates novel, naturalistic virtual 3-D objects called 'digital embryos' by simulating the biological process of embryogenesis14. Virtual phylogenesis (VP) creates novel, naturalistic object categories by simulating the evolutionary process of natural selection9,12,13. Objects and object categories created by these simulations can be further manipulated by various morphing methods to generate systematic variations of shape characteristics15,16. The VP and morphing methods can also be applied, in principle, to novel virtual objects other than digital embryos, or to virtual versions of real-world objects9,13. Virtual objects created in this fashion can be rendered as visual images using a conventional graphical toolkit, with desired manipulations of surface texture, illumination, size, viewpoint and background. The virtual objects can also be 'printed' as haptic objects using a conventional 3-D prototyper.
We also describe some implementations of these computational algorithms to help illustrate the potential utility of the algorithms. It is important to distinguish the algorithms from their implementations. The implementations are demonstrations offered solely as a 'proof of principle' of the underlying algorithms. It is important to note that, in general, an implementation of a computational algorithm often has limitations that the algorithm itself does not have.
Together, these methods represent a set of powerful and flexible tools for studying object recognition and perceptual learning by biological and computational systems alike. With appropriate extensions, these methods may also prove useful in the study of morphogenesis and phylogenesis.

We describe a novel methodology for creating naturalistic 3-D objects and object categories with precisely defined feature variations. We use simulations of the biological processes of morphogenesis and phylogenesis to create novel, naturalistic virtual 3-D objects and object categories that can then be rendered as visual images or haptic objects.

Creazione di oggetti e categorie di oggetti per lo studio Percezione e apprendimento percettivo

In order to quantitatively study object perception, be it perception by biological systems or by machines, one needs to create objects and object ...

Neuroscienze

Defining the Role Of Language in Infants' Object Categorization with Eye-tracking Paradigms

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we straightforwardly measure infants&#8217; success in learning a novel category while relying only on their looking behavior. Moreover, the paradigm can directly measure the impact of different auditory signals on the infant categorization across a range of ages. For instance, we assessed how 2-year-olds learn categories in a variety of labeling environments: in our task, 2-year-olds successfully learned categories when all exemplars were labeled&#160;or the first two exemplars were labeled, but they failed to categorize when no exemplars were labeled or only the final two exemplars were labeled. To determine infants&#8217; success in such tasks, researchers can examine both the overall preference displayed by infants in each condition and infants&#8217; pattern of looking over the course of the test phase, using an eye-tracker to provide fine-grained time-course data. Thus, we present a powerful paradigm for identifying the role of language, or any auditory signal, in infants&#8217; object category learning.

Here we present a protocol for familiarization-test paradigms which provide a direct test of infant categorization and help to define the role of language in early category learning.

Definire il ruolo del linguaggio nella categorizzazione degli oggetti degli infanti con paradigmi di Eye-tracking

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we ...

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world around them. Eye tracking is a safe and non-invasive way to collect gaze data from infants, and the preferential looking paradigm is simple to design and only requires the infant to be attending to the screen. By simultaneously showing two visual stimuli that differ in one dimension, we can assess whether infants show different looking behavior for either stimulus, thus demonstrating sensitivity to that difference. The challenges in such experimental approaches are that experiments must be kept brief (no more than 10 min) and be carefully controlled such that the two stimuli differ in only one way. The interpretation of null results must also be carefully considered. In this paper, we illustrate a successful example of an infant eye tracking study with a preferential looking paradigm to discover that 6-month-olds are sensitive to linguistic cues in a signed language despite having no prior exposure to signed language, suggesting that infants possess intrinsic or innate sensitivities to these cues.

Eye tracking studies using a preferential looking paradigm can be used to study infants&#39;&#160;emerging understanding of, and attention to, their external visual world.

Esplorare la sensibilità del bambino al linguaggio visivo utilizzando eye tracking e il paradigma dall'aspetto preferenziale

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

Habituation: Studying Infants Before They Can Talk

Source: Laboratories of Nicholaus Noles, Judith Danovitch, and Cara Cashon&#8212;University of Louisville
Infants are one of the purest sources of information about human thinking and learning, because they&#8217;ve had very few life experiences. Thus, researchers are interested in gathering data from infants, but as participants in experimental research, they are a challenging group to study. Unlike older children and adults, young infants are unable to reliably speak, understand speech, or even move and control their own bodies. Eating, sleeping, and looking around are the only activities babies can perform reliably. Given these limitations, researchers have developed clever techniques for exploring infants&#8217; thoughts. One of the most popular methods makes use of a characteristic of attention called habituation.
Like adults, infants prefer to pay attention to new and interesting things. If they are left in the same environment, over time they become accustomed to their surroundings and pay less attention to them. This process is called habituation. However, the moment something new happens, infants are waiting and ready to pay attention again. This reengagement of attention following habituation is referred to as dishabituation. Scientists can use these characteristic changes in attention as a tool for studying the thinking and learning of young infants. This method involves initially presenting stimuli to infants until they are habituated, and then presenting them with different kinds of stimuli to see if they dishabituate, i.e., notice a change. By carefully choosing the stimuli shown to the infants, researchers can learn a great deal about how infants think and learn.
This experiment demonstrates how habituation can be used to study infant shape discrimination.

Adattamento: lo studio dei bambini prima che imparino a parlare

Source: Laboratories of Nicholaus Noles, Judith Danovitch, and Cara Cashon&#8212;University of Louisville
Infants are one of the purest sources of ...

Didattica

JoVE Science Education

Psicologia

Psicologia dello sviluppo

Mutual Exclusivity: How Children Learn the Meanings of Words

Source: Laboratories of Nicholaus Noles and Judith Danovitch&#8212;University of Louisville
Humans are different from other animals in many ways, but perhaps the most important differentiating factor is their ability to use language. Other animals can communicate and even understand and use language in limited ways, but trying to teach human language to a chimp or a dog takes a great deal of time and effort. In contrast, young humans acquire their native language easily, and they learn linguistic rules without explicit instruction, which is an accomplishment that even the smartest animals cannot match.&#160;
One advantage young humans have over animals is that the human brain is especially adapted to learn new words. With only a few exposures, young children can learn new words and remember them. Perhaps more impressively, children can use what they already know to guide their future learning. For example, children treat objects as if they have only one label. So, if a child has learned the word hammer, they won&#8217;t assume an unfamiliar tool has the same name. This is the principle of mutual exclusivity.1-2
This video demonstrates children&#8217;s ability to use mutual exclusivity to match words to objects in their environment.

Mutua esclusività: come i bambini imparano il significato delle parole

Source: Laboratories of Nicholaus Noles and Judith Danovitch&#8212;University of Louisville
Humans are different from other animals in many ways, but ...

Categories and Inductive Inferences

Source: Laboratories of Nicholaus Noles and Judith Danovitch&#8212;University of Louisville
It might be possible for the human brain to keep track of each individual person, place, or thing encountered, but that would be a very inefficient use of time and cognitive resources. Instead, humans develop categories. Categories are mental representations of real things that can be used for a variety of purposes. For example, individuals can use the perceptual features of animals to place them into a given category. So, upon seeing a furry, four-legged, tail-wagging, barking animal, a person can determine that it is a dog. This is one of many examples where people use perceptual similarity to fit new experiences into their existing mental representations.
However, category membership is much more than skin deep, especially for representations of animals. Frank Keil demonstrated this by using a simple, yet powerful technique that focused on the differences between natural kinds and artifacts. Natural kinds include animals and other living things, while artifacts consist largely of nonliving things, such as tables or gold bricks. In his study, Keil told children stories about natural kinds and artifacts that underwent transformations causing them to cross categorical boundaries. For example, he described a step-by-step process by which a raccoon was transformed into a creature that resembled a skunk in every way. At the end of the story, the raccoon was black with a white stripe, and it had implanted glands that made it smell like a skunk, too. He asked the children to determine whether the resulting animal was a raccoon or a skunk. He used a similar method to describe the transformation of a tire-an artifact-into a shoe. Children&#39;s responses revealed interesting developmental changes into how people think about artifacts and natural kinds.
This video demonstrates Frank Keil&#39;s transformation study.1

How Children Categorize Objects and Make Inductive Inferences

Categorie e inferenze induttive

Source: Laboratories of Nicholaus Noles and Judith Danovitch&#8212;University of Louisville
It might be possible for the human brain to keep track of each ...

Language Development

Children master language quickly and with relative ease, supported by both biological predisposition and reinforcement. B. F. Skinner (1957) proposed that language is learned through reinforcement, while Noam Chomsky (1965) argued that language acquisition mechanisms are biologically determined.
The critical period for language acquisition suggests that the ability to acquire language is at its peak early in life. As people age, this proficiency decreases. Language development begins very early, even before birth. Newborns show a preference for their mother&#39;s voice and can discriminate between their mother&#39;s language and other languages. Babies are attuned to the languages around them and prefer synchronized audio-visual language stimuli.
Initially, babies can differentiate among the sounds of all human languages. However, by around one year old, they can only discriminate among the phonemes used in their environment. After the first few months, babies enter the babbling stage, producing repeated single syllables. This babbling is not necessarily communicative and can occur when babies are alone. Babies exposed to sign language will also babble with their hands.
Children typically utter their first word between 1 year and 18 months, entering the &#34;one-word&#34; stage where single words carry larger meanings. Early vocabulary is often limited to familiar objects or events, primarily nouns. As children&#39;s vocabulary grows, they begin to form simple sentences and rapidly acquire new words. They also demonstrate an understanding of language rules, sometimes making mistakes through overgeneralization, such as saying &#34;gooses&#34; instead of &#34;geese.&#34;
Children&#39;s language development follows a consistent pattern across different cultures and backgrounds, suggesting a biological predisposition for language acquisition. Here&#39;s an overview of the developmental stages:
<ol style="list-style-type: circle;">
	<li>0-3 months: Babies engage in reflexive communication, responding to stimuli without intentionality.</li>
	<li>3-8 months: Reflexive communication continues, with an emerging interest in others and their interactions.</li>
	<li>8-13 months: Intentional communication and sociability develop as babies begin to understand that sounds can have meaning and purpose.</li>
	<li>12-18 months: The first words are typically spoken. These early words are often simple and related to familiar objects or people.</li>
	<li>18-24 months: Children start to form simple sentences of two words, combining basic concepts like &#34;want cookie&#34; or &#34;big truck.&#34;</li>
	<li>2-3 years: Sentences become more complex, consisting of three or more words. Vocabulary rapidly expands during this stage.</li>
	<li>3-5 years: Children are capable of forming complex sentences and engaging in conversations. Their language use becomes more sophisticated, and they have a better grasp of grammar and syntax.</li>
</ol>
This progression from reflexive sounds to complex sentences illustrates the remarkable ability of children to acquire language, guided by both biological predispositions and environmental interactions.

Sviluppo del linguaggio

Children master language quickly, aided by biological predisposition and reinforcement.
Skinner proposed language learning through reinforcement, while ...

KEY TERMS AND CONCEPTS

The Nativist Approach

The nativist approach to infant cognitive development proposes that infants are born with inherent knowledge structures that allow them to interpret the world almost immediately. This perspective contrasts with earlier developmental theories, such as those proposed by Jean Piaget, which emphasized a more gradual acquisition of cognitive abilities through interaction with the environment. One key concept in this approach is object permanence &#8212; the understanding that objects continue to exist even when out of view. Nativist research has revealed that infants as young as three to four months demonstrate an expectation that objects are substantial, meaning they resist interference from other objects and persist in time and space. This finding challenges Piaget&#39;s assertion that object permanence emerges only between five to eight months of environmental interaction.
The nativist framework is exemplified by Elizabeth Spelke&#39;s core knowledge theory, which argues that infants possess domain-specific systems of knowledge at birth. Spelke&#39;s research identifies four primary domains: object representation, spatial navigation, numerical sense, and language. Each domain contains specialized, evolutionarily adapted cognitive processes that prepare infants for survival and interaction with their surroundings. For instance, infants demonstrate an intuitive grasp of spatial relationships, an elementary sense of numbers, and sensitivity to the properties of physical objects. According to core knowledge theory, this predisposed knowledge base allows infants to interpret basic environmental cues and lays the groundwork for complex learning and cognitive development.
The core knowledge theory is heavily influenced by evolutionary psychology, suggesting that cognitive structures evolved to equip humans with survival-relevant skills from an early age. The prewiring of knowledge domains like object permanence and spatial awareness serves to optimize infants&#39; ability to navigate their environment, interact with others, and process information relevant to survival.
However, the nativist approach has received criticism for potentially overlooking the role of social and environmental influences in cognitive development. Critics argue that while innate structures may guide infants&#39; interactions with their surroundings, external factors &#8212; particularly social interactions &#8212; play a significant role in shaping and enhancing early cognition.

The Nativist approach to infant cognitive development suggests that infants are born with significant knowledge and understanding of the world.
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L'esperienza è strumentale in sintonia un legame tra linguaggio e cognizione: Prove da 6 a 7-month-old categorizzazione oggetto Infants'

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