《EAR AND HEARING》:Mandarin-Speaking Preschoolers With Cochlear Implants Can Use Duration and Pitch to Mark Prosodic Boundaries
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這篇研究探究了普通話人工耳蝸(CIs)植入學齡前兒童能否通過產(chǎn)生不同的韻律線索(如音節(jié)延長、停頓插入、音域擴展)來區(qū)分復合詞與列舉式短語。結(jié)果表明,盡管CIs兒童能夠運用時長和音高線索進行區(qū)分,但其產(chǎn)出與聽力正常(TH)同伴仍存在差異,例如在復合詞中音節(jié)時長更長、停頓更多。這為針對CIs兒童的言語康復干預提供了新視角,強調(diào)了在詞級以上層面進行韻律訓練的重要性。
引言
在日常言語中,話語可以通過韻律線索分割成詞單元。例如,復合詞(如“果凍豆”)與其對應的列舉形式(如“果凍,豆”)之間的區(qū)別在于是否存在由時長和音高線索標記的韻律邊界。這些韻律線索的差異會影響意義的解讀。先前研究發(fā)現(xiàn),4至5歲的聽力正常(TH)英語或普通話學齡前兒童可以產(chǎn)生這些重要的線索來區(qū)分復合詞和列舉。然而,由于人工耳蝸(CIs)在編碼音高信息方面的局限性,佩戴CIs的學齡前兒童在整合時長和音高線索方面面臨挑戰(zhàn),這對于學習普通話的兒童可能尤為明顯。因此,本研究探討了普通話CIs學齡前兒童是否能產(chǎn)生韻律線索來標記詞邊界,從而區(qū)分復合詞和列舉。
普通話中的邊界標記及其在TH學齡前兒童中的習得
復合詞和列舉之間的主要區(qū)別在于是否存在由韻律線索(如時長和音高)標記的詞邊界,該邊界通常出現(xiàn)在列舉中,而在復合詞中缺失。時長線索,如邊界前延長(列舉中N1的音節(jié)時長更長)和停頓插入(N1和N2之間),是普通話中強有力的邊界線索。除了時長,邊界也會影響普通話中的音高實現(xiàn)。作為一種聲調(diào)語言,普通話有四個具有不同輪廓的詞匯聲調(diào):兩個簡單的動態(tài)聲調(diào)(升調(diào)T2和降調(diào)T4),一個高平調(diào)(T1),以及一個復雜的動態(tài)聲調(diào)(降升調(diào)T3)。當位于邊界前時,聲調(diào)的音域通常會被擴展。最近研究表明,4歲的普通話TH學齡前兒童能夠使用邊界前延長和停頓來標記詞邊界,并擴展簡單動態(tài)聲調(diào)T2和T4的音域。這些發(fā)現(xiàn)表明,兒童在大約4歲時就已經(jīng)建立了韻律線索與邊界標記之間的準確映射,從而在他們的產(chǎn)出中有效區(qū)分復合詞和列舉。這引發(fā)了關于普通話CIs學齡前兒童是否也習得了這種能力的疑問。
CIs學齡前兒童對韻律線索的習得
患有重度聽力損失的學齡前兒童可以通過佩戴CIs部分恢復聽覺功能,從而達到與其TH同伴相當?shù)恼Z言習得水平。盡管如此,CIs有限數(shù)量的通道(22至24個)阻礙了言語韻律,特別是音高信息的有效編碼和傳輸。因此,CIs學齡前兒童更可靠地使用時長線索來標記邊界,因為時長是主要線索且在CIs中受影響較小。
同樣,普通話CIs學齡前兒童在孤立和連續(xù)言語中的詞匯聲調(diào)產(chǎn)出方面存在困難,表現(xiàn)出比其TH同伴更多的變異性。然而,早期植入(2歲前)且至少有3年CI經(jīng)驗(即聽力年齡)的學齡前兒童可以像其TH同伴一樣產(chǎn)出詞匯聲調(diào),但晚期植入或CI經(jīng)驗短的兒童則不能。由于這些在詞匯聲調(diào)方面的挑戰(zhàn),CIs學齡前兒童可能也難以用韻律線索標記邊界。先前研究表明,在句子層面,4至12歲的CIs兒童在產(chǎn)出童謠時,其邊界前的音域擴展不像其TH同伴那樣一致。然而,CIs學齡前兒童是否能夠持續(xù)產(chǎn)生用于短語級韻律邊界標記的韻律線索,從而區(qū)分詞單元,這一點仍不清楚。
本研究
本研究提出了兩個研究問題:(a)普通話CIs學齡前兒童能否在產(chǎn)出中使用時長線索(即邊界前延長和更長停頓)并對簡單動態(tài)聲調(diào)(T2和T4)實施音域擴展,以區(qū)分復合詞和列舉;以及(b)如果是,他們的產(chǎn)出是否與其TH同伴相似。
材料與方法
參與者
共有42名普通話CIs學齡前兒童(佩戴Cochlear或Nurotron品牌,22至24通道設備)和64名TH同伴參與了本研究。CIs兒童從北京、河北和沈陽的言語康復中心招募。TH同伴從同一地區(qū)的幼兒園招募。所有參與者均報告無認知或智力障礙。
刺激材料
從CHILDES數(shù)據(jù)庫中的Tong語料庫中選取了12個熟悉且可圖示的名詞-名詞(N1-N2)項目,用以構(gòu)建目標復合詞及其相關的列舉形式。所有項目均通過彩色剪貼畫圖片呈現(xiàn),并通過填充載句“這里是...”后跟一個填充名詞(N3)來引發(fā)。
程序
在測試環(huán)節(jié)前,兒童通過圖片命名任務熟悉目標詞及其對應圖片。之后,兒童進行四次練習試驗,以確保他們能使用載句,并能在復合詞條件下形成兩個項目的句子,在列舉條件下形成三個項目的句子。練習試驗后進行引發(fā)產(chǎn)出任務,兒童在屏幕上看到兩張(復合詞條件)或三張(列舉條件)圖片,并被詢問:“你能告訴我這里有什么嗎?”參與者被要求使用載句從左到右命名每張圖片中的物體。
為避免任何學習和遷移效應,復合詞和列舉被偽隨機化以生成測試集。使用Marantz PM661固態(tài)錄音機和AKG G520L頭戴式麥克風以44100 Hz采樣率對參與者的產(chǎn)出進行錄音。總共記錄了2544個語音樣本。
標注與測量
所有產(chǎn)出均在Praat中進行聲學編碼。根據(jù)與F. Xu等人(2025)相同的標準和編碼程序,定義了音節(jié)和元音的起點和終點。如圖3所示,使用Praat腳本提取了N1的音節(jié)時長、N1和N2之間的停頓時長以及N1的音高。
音高在Hz中通過Praat的默認算法在10個等距離點提取。音高值進一步轉(zhuǎn)換為以40 Hz為參考的半音(st)以匹配人類感知。音域定義為最高和最低音高之間的差值。
統(tǒng)計分析
共有1313個來自CIs兒童的樣本和1932個來自TH同伴的樣本被納入統(tǒng)計分析。使用R進行數(shù)據(jù)處理和分析。使用lmerTest包擬合線性混合效應模型來評估音節(jié)時長、停頓時長和音域。使用lme4包擬合廣義線性混合效應模型來評估停頓插入。
結(jié)果
邊界前延長(H1)
擬合了一個以音節(jié)時長為因變量,條件(復合詞和列舉)、組別(TH和CI)和實際年齡(協(xié)變量)為固定效應的線性混合效應模型。
圖4顯示了TH和CI組中每個參與者在復合詞和列舉中的平均時長。結(jié)果顯示,條件和組別之間存在顯著交互作用。事后分析表明,兩組在列舉中的音節(jié)時長都比在復合詞中更長,但CI組在復合詞中的音節(jié)時長比TH組更長。這些結(jié)果表明,兩組都能在列舉中產(chǎn)生更長的音節(jié)時長來區(qū)分結(jié)構(gòu),但CI組在復合詞中的音節(jié)時長更長。
更長停頓(H2)
擬合了兩個模型來探討H2,一個用于停頓插入的廣義混合效應模型,一個用于停頓時長的線性混合效應模型。
圖5A顯示了各組間的停頓插入情況。結(jié)果顯示,條件和組別存在顯著主效應。這些結(jié)果表明,兩組在列舉中都比在復合詞中插入了更多的停頓,但CI組在兩種條件下都比TH組插入了更多的停頓。
圖5B顯示了兩組的平均停頓時長。模型檢測到條件、組別和實際年齡(協(xié)變量)的顯著主效應。這些結(jié)果表明,兩組在列舉中的停頓時長都比在復合詞中更長。此外,停頓時長隨著實際年齡的增長而顯著減少。
音域擴展(H3)
擬合了兩個線性混合效應模型來探討H3,一個用于T2,一個用于T4。
圖6說明了各組在復合詞和列舉中的音域。結(jié)果顯示,T2和T4的條件存在顯著主效應,T4的條件和組別之間存在顯著交互作用。事后分析表明,兩組在列舉中的動態(tài)聲調(diào)音域都比在復合詞中擴展得更寬。此外,CI組在復合詞中比TH組產(chǎn)生了更寬的T4音域。
韻律對比分類的探索性分析
為了進一步研究這些韻律線索區(qū)分兩種結(jié)構(gòu)的有效性,以及CI組是否使用了與其TH同伴相似的聲學模式,進行了線性判別分析(LDA)。LDA在TH組的樣本上進行訓練,以復合詞為正類,列舉為負類。然后將這個TH訓練的模型應用于對CI樣本進行分類。
圖7說明了TH和CI組在復合詞和列舉中的LD1。對于應用于TH樣本的TH訓練模型,停頓時長是最重要的線索,其次是邊界前延長、停頓插入和音域擴展。該模型成功分類了TH樣本,準確率為89.6%。當同一模型應用于CI樣本時,達到了87.3%的相似準確率。
混淆矩陣顯示,TH組的主要分類錯誤涉及將列舉誤分類為復合詞(7.4%),而CI組的主要錯誤是將復合詞誤分類為列舉(9.3%)。
總體而言,這些結(jié)果表明,CIs學齡前兒童可以產(chǎn)生適當?shù)臅r長和音高線索來區(qū)分復合詞和列舉,盡管他們的韻律實現(xiàn)尚未完全與其TH同伴相同。
討論
本研究首次調(diào)查了普通話CIs學齡前兒童是否能夠通過實施更長的音節(jié)和停頓時長、在詞邊界處進行更大的音域擴展來區(qū)分復合詞和列舉,以及如果是,他們的產(chǎn)出是否與其TH同伴相似。結(jié)果支持了H1和H2,即CIs學齡前兒童可以使用時長線索(延長和停頓)來消除復合詞和列舉的歧義。我們的發(fā)現(xiàn)不支持H3a,因為CIs學齡前兒童能夠擴展音域來消除復合詞和列舉的歧義,但我們的發(fā)現(xiàn)支持了H3b,因為CI兒童在復合詞中沒有像其TH同伴那樣產(chǎn)出T4音域。
關于時長線索的發(fā)現(xiàn)支持了先前的研究,即CIs學齡前兒童可以使用時長線索來傳達交際意義。然而,與其TH同伴相比,普通話CIs學齡前兒童通常在復合詞中產(chǎn)生更長的音節(jié)時長并插入更多的停頓。值得注意的是,當將聽力年齡作為協(xié)變量處理時,盡管整體的韻律模式保持不變,但組間在復合詞上的差異不再顯著。或者,CI組可能尚未完全掌握復合詞的概念,而是將其視為兩個獨立的詞匯項。這可能是由于工作記憶發(fā)展較弱,影響了言語計劃,導致說話速率較慢,單詞產(chǎn)出更慢,停頓更多。因此,規(guī)劃一個復合詞可能具有挑戰(zhàn)性,需要額外時間來檢索下一個元素,導致產(chǎn)出就像兩個獨立的詞。
與我們的預測相反,CIs學齡前兒童確實擴展了音域以消除復合詞和列舉的歧義,并且在復合詞中產(chǎn)生了比其TH同伴更寬的T4音域。很可能是由邊界前延長和停頓標記的詞邊界影響了簡單動態(tài)聲調(diào)的音域變化。鑒于CIs學齡前兒童能夠正確延長音節(jié)時長和插入停頓以標記詞邊界,這些音節(jié)的音域被擴展也就不足為奇了。此外,降調(diào)輪廓是CIs學齡前兒童最容易產(chǎn)出的,其他非音高線索(如強度和時長)也在聲調(diào)識別中發(fā)揮了作用。這些因素可能提供了額外的信息,幫助CIs學齡前兒童識別詞匯聲調(diào)的方向,并可能導致CIs學齡前兒童在復合詞中比其TH同伴產(chǎn)生更寬的T4音域。他們的挑戰(zhàn)可能不在于產(chǎn)出音高輪廓本身,而在于將音域擴展與其邊界標記功能聯(lián)系起來,這需要更精細的音高分辨率。這可能部分解釋了CIs學齡前兒童音高產(chǎn)出的不完整性。
LDA的發(fā)現(xiàn)表明,CIs學齡前兒童已經(jīng)習得了與其TH同伴本質(zhì)上相同的消除復合詞和列舉歧義的韻律策略,從而實現(xiàn)了相似的分類準確率。先前研究表明,時長線索是邊界標記最可靠的線索,會影響音高調(diào)制。CIs學齡前兒童似乎對輸入中的此類時間線索敏感,并在產(chǎn)出中優(yōu)先考慮它們,表現(xiàn)出相似的韻律線索模式。然而,這些韻律線索的實現(xiàn)仍然不完整,復合詞更容易被誤分類為列舉。這表明CIs學齡前兒童可能有較慢的說話速率,產(chǎn)生更長的單詞和更多的停頓,導致了這類誤分類。綜上所述,這些結(jié)果表明,雖然CIs學齡前兒童可以習得與其TH同伴相同的韻律策略,但清晰對比復合詞和列舉所需的精細時長控制可能仍在發(fā)展中。
局限性與未來方向
首先,由于本研究中植入年齡和CI經(jīng)驗長度之間存在高度相關性,這些臨床因素無法在本研究中分開。先前研究表明,早期植入和較長的CI經(jīng)驗都有利于詞匯聲調(diào)的產(chǎn)生。然而,這些因素是否同樣有利于習得用于邊界標記的韻律線索仍不確定。
其次,我們的研究為研究其他非典型人群(如同樣在習得韻律方面面臨挑戰(zhàn)的自閉癥譜系障礙患者)對韻律線索的習得奠定了基礎。研究這些人群可以為言語韻律發(fā)展提供更廣泛的見解。
最后,方言背景也可能影響韻律發(fā)展。因此,我們進行了補充分析,將地理區(qū)域作為一個因素納入。這些模型并未顯示出系統(tǒng)性的混雜因素,但由于我們研究中每個區(qū)域亞組的樣本量較小,解釋受到限制。地理區(qū)域只是方言暴露的粗略代理,并不能捕捉家庭方言與康復中心使用的標準漢語之間潛在的不匹配。未來的研究將受益于對兒童實際語言輸入進行更精確的表征。
結(jié)論
本研究調(diào)查了普通話CIs學齡前兒童是否習得了用于詞邊界的韻律線索。結(jié)果表明,他們可以使用時長線索來標記詞邊界,區(qū)分復合詞和列舉,但他們也會因應邊界而實施音域擴展。然而,他們的產(chǎn)出尚不能與其TH同伴相媲美。這些發(fā)現(xiàn)表明,雖然CIs兒童可以使用韻律來傳達語言意義,但他們的韻律發(fā)展仍不完整。這引發(fā)了關于他們的言語對他人而言是否清晰可懂,以及他們自己是否能輕松感知這些韻律線索,從而在連續(xù)言語中快速識別復合詞與列舉的進一步問題。我們的發(fā)現(xiàn)進一步表明,對CIs兒童的干預應超越詞級訓練,包括話語級韻律,從而支持更自然的言語產(chǎn)出,并增強日常互動中的交際能力。此外,在考慮兒童的實際年齡和累計的聽力經(jīng)驗時,干預可能會更有效,促進CIs兒童韻律技能的更穩(wěn)健發(fā)展。