Op 8 februari 2023 heeft Iris Broedelet haar proefschrift met succes verdedigd aan de Universiteit van Amsterdam. De afgelopen jaren deed zij onderzoek naar de rol van statistisch leren in de taalverwerving van kinderen met een taalontwikkelingsstoornis. Iris vertelt hier meer over haar onderzoek.
Kinderen met een taalontwikkelingsstoornis (TOS) hebben veel moeite met het gebruiken en begrijpen van taal. Taal zit vol met terugkerende patronen. In het Nederlands bijvoorbeeld, komen binnen lettergrepen bepaalde klankcombinaties vaak voor (zoals tr-), terwijl andere combinaties (zoals tl-) juist bijna nooit voorkomen. Kinderen kunnen dit soort patronen heel snel oppikken door middel van hun statistisch leervermogen. Statistisch leren gaat over het (impliciet) leren van patronen in verschillende soorten input. Iemand die bijvoorbeeld een paar minuten lang wordt blootgesteld aan een stroom van lettergrepen (…bidakutupirogolabutupirobidakugolabu…), zal waarschijnlijk leren dat sommige lettergrepen (zoals tupiro) vaker samen voorkomen dan andere combinaties van lettergrepen (zoals rogola), terwijl diegene zich misschien niet eens bewust is van deze opgedane kennis. Als dit leermechanisme inderdaad belangrijk is voor taalverwerving, zou het dan kunnen dat de moeite die kinderen met TOS hebben met de verwerving van taal (mede)veroorzaakt wordt door een stoornis in statistisch leren?
Deze dissertatie richt zich op deze hypothese, en we keken specifiek naar de relatie tussen statistisch leren en kennis van woordbetekenissen (oftewel lexicaal-semantische kennis) bij kinderen met en zonder TOS. Kinderen met TOS hebben moeite met het leren van betekenisaspecten van woorden. Om te testen of een stoornis in statistisch leren hieraan bijdraagt, hebben wij drie taken ontwikkeld die het statistisch leren van verschillende soorten lexicaal-semantische informatie nabootsen: een woordsegmentatietaak, een “cross-situational word learning” taak en een visueel-distributioneel-leertaak (alle drie hieronder uitgelegd). Onze verwachting was dat kinderen met TOS (tussen de 7 en 9 jaar oud) meer moeite hebben met de statistisch leertaken dan de kinderen zonder TOS. Ook verwachtten we te vinden dat kinderen die minder goed zijn in statistisch leren zwakkere lexicaal-semantische vaardigheden hebben.
De eerste taak, de woordsegmentatietaak, is ontworpen als nabootsing van het vinden van woorden in vloeiende spraak. In het dagelijks leven worden woordgrenzen niet consistent gemarkeerd door pauzes of andere prosodische aanwijzingen. Dit merk je als je een voor jou onbekende taal hoort: het is onmogelijk om te horen waar woorden beginnen en eindigen. Tijdens onze taak werden proefpersonen blootgesteld aan een ononderbroken monotone stroom van lettergrepen. De stroom bestond uit de herhaling van vier “woorden” die werden herhaald in willekeurige volgorde, met de restrictie dat een woord niet twee keer achter elkaar kon voorkomen. Daarna kregen de participanten testvragen, waarbij steeds twee items werden afgespeeld: één daarvan (de target) kwam overeen met een van de “woorden”, terwijl de afleider een combinatie van lettergrepen was die minder vaak voorkwam in de stroom. We verwachtten dat de proefpersonen een voorkeur zouden hebben voor de targets, wat erop zou wijzen dat ze gevoelig waren geworden voor de woordgrenzen in de stroom. Tegen onze verwachting in lieten verschillende groepen proefpersonen (volwassenen en kinderen) echter geen significant leereffect zien op verschillende versies van de taak. Aangezien onze taak dus niet betrouwbaar lijkt te zijn om dit specifieke statistisch leervermogen te meten, konden we helaas woordsegmentatievaardigheid niet vergelijken tussen kinderen met en zonder TOS.
Naast het ontdekken van woorden in een brei van spraakklanken, moeten kinderen ook de betekenis van die woorden leren. Ze moeten bijvoorbeeld het woord geit aan de referent GEIT in hun omgeving koppelen. Deze taak is moeilijker dan het lijkt, omdat veel momenten waarop een nieuwe woordbetekenis zou kunnen worden geleerd ambigu zijn: het is niet altijd duidelijk welk woord waaraan refereert. Onderzoek laat zien dat mensen door middel van statistisch leren de koppelingen tussen woorden en referenten kunnen leren, na ze te hebben gezien in verschillende contexten: een proces dat “cross-situational word learning” wordt genoemd. In de tweede taak hebben wij getest hoe kinderen met en zonder TOS presteren op een cross-situational word learning taak. De kinderen werden, zonder expliciete instructies, blootgesteld aan een leerfase waar ze in elke ronde twee plaatjes van onbekende objecten zagen en twee onbestaande woorden hoorden (zie Afbeelding 1). Er werd niet aangegeven welk plaatje bij welk woord hoorde, maar de woorden en hun bijbehorende referent kwamen wel consistent samen voor in de hele leerfase. Onze resultaten laten zien dat zowel kinderen met als kinderen zonder TOS woord–referentparen kunnen leren in een impliciete cross-situational word learning taak, maar ook dat kinderen zonder TOS hier beter in zijn. Wellicht hebben kinderen met TOS meer input nodig om hetzelfde niveau te halen.
Afbeelding 1 – Twee trials in de cross-situational word learning taak.
Een derde stadium in het woordleerproces is het vormen van semantische categorieën. Kinderen moeten bijvoorbeeld de verschillen en overeenkomsten tussen koeien en geiten leren om de categorieën KOE en GEIT te vormen. Distributioneel leren is een vorm van statistisch leren die belangrijk is voor het categoriseren van auditieve en visuele stimuli. Wij hebben, in onze derde taak, visueel distributioneel leren vergeleken tussen kinderen met en zonder TOS. Tijdens de taak werden de kinderen blootgesteld aan nieuwe plaatjes, die samen een continuüm vormen van één eindpunt naar een ander eindpunt in tien gelijke stappen (zie Afbeelding 2). Tijdens de leerfase werden sommige plaatjes vaker getoond dan anderen. Er waren twee condities die verschilden in de frequentieverdeling van de verschillende plaatsjes in de leerfase. Deze condities reflecteerden een verschil in onderliggende categorieën, aangezien de ‘frequentiepieken’ op verschillende plekken in het continuüm zaten. Na de leerfase werd getest hoe de kinderen in de twee verschillende condities de tokens van het continuüm categoriseerden. Over het algemeen blijken kinderen inderdaad gevoelig te zijn voor de distributionele informatie in visuele input, aangezien de conditie van de leerfase een significante invloed had op categorisatie tijdens de test. We vonden geen bewijs voor een verschil tussen kinderen met en zonder TOS in dit opzicht; we kunnen dus niet concluderen of kinderen met een TOS een stoornis in visueel distributioneel leren hebben.
Afbeelding 2 – Stimuli van de visueel distributioneel leertaak.
Naast deze drie experimentele taken hebben we bij de kinderen met een TOS ook verschillende gestandaardiseerde taken afgenomen om lexicaal-semantische vaardigheden te meten. We hebben geen bewijs voor of tegen een verband tussen lexicaal-semantische kennis en verschillende vormen van statistisch leren kunnen vinden. We kunnen dus niet concluderen of statistisch leervermogen bijdraagt aan lexicaal-semantische kennis in kinderen met een TOS.
Samenvattend: kinderen met een TOS hebben waarschijnlijk moeite met het gebruiken van statistisch leren om woorden aan referenten te koppelen. Dit zou nadelig kunnen zijn voor de ontwikkeling van lexicaal-semantische kennis – alhoewel we deze hypothese niet kunnen onderschrijven met bewijs voor een relatie tussen impliciet cross-situational word learning en lexicaal-semantische kennis in kinderen met TOS. We vonden geen bewijs voor een stoornis in visueel distributioneel leren. Dit zou er op kunnen wijzen dat statistisch leren moeilijker is voor kinderen met TOS als de input talig is, maar deze conclusie kunnen we niet trekken. Om de exacte aard van de stoornis verder te onderzoeken, zouden systematische vergelijkingen gemaakt moeten worden tussen statistisch leervermogen in verschillende domeinen (auditief, visueel, etc.).