211service.com
Att höra vad vi vill höra
Säg husdjur. Säg nu klapp. Hör du skillnaden? Självklart. Säg nu en halvvägs mellan de två. Kan du inte göra det? Eller kan du bara inte höra att du gör det?
Sedan 1960-talet har talforskare vetat att även om det är möjligt att producera ljud som är akustiskt halvvägs mellan två igenkända vokaler, hör talare dem aldrig halvvägs - de uppfattar dem som det ena eller det andra. Även när människor lyssnar på en serie syntetiska vokaler, som går framåt i lika akustiska steg mellan det i t.ex. klapp och husdjur, hör de en serie klappar följt av en serie husdjur. Nu bygger forskare vid MIT och på andra håll teorier för att förklara detta fenomen, kallat kategorisk perception, så att de bättre kan förstå hur vi hör tal. Sådan forskning kan få konsekvenser för att lära sig andraspråk och kan till och med hjälpa datorer att förstå oss bättre.
Den här historien var en del av vårt aprilnummer 1997
- Se resten av frågan
- Prenumerera
Det är välkänt att vår förmåga att skilja mellan olika versioner av samma vokal inte är enhetlig för alla graderingar av den vokalen. Vissa är svårare att skilja från sina grannar än andra. Forskare tror att variationer i vår känslighet för små akustiska skillnader mellan talljud kan hjälpa oss att kategorisera och tolka ljuden från våra modersmål.
Louis Braida, professor i Sensory Communication Group vid MIT:s forskningslaboratorium för elektronik (RLE), satte sig för att kartlägga modersmålstalares känslighet för engelska vokaler. När han frågade försökspersonerna om de kunde skilja mellan lite olika vokaler, fann han att särskiljningsförmågan är högst inte mellan det mest perfekta exemplet på varje vokal och dess omedelbara grannar, utan mellan exempel nära kategorigränserna, där en vokal är på gränsen till uppfattas som en annan vokal. I tidigare forskning hade Braida och hans kollega Nathaniel Durlach upptäckt ett liknande mönster i människors känslighet för variationer i ljudstyrka. Försökspersoner fann det svårare att urskilja par av svaga toner än par av höga toner, som förväntat. Men de fick ett uppsving i känslighet när de jämförde subtilt olika exempel i ytterligheterna av en uppsättning toner, runt de mest högljudda eller de mjukaste exemplen. De hade varit minst känsliga för variationer i mitten av intervallet.
Braida teoretiserar att människor kategoriserar ljud genom att uppskatta hur långt var och en är, akustiskt, från vad han kallar perceptuella ankare-minnesvärda stimuli som finns i utkanten av en rad exempel. För att urskilja var ett visst vokalljud faller i förhållande till ytterligheterna, säger han, mäter man skillnaden från varje ankare med en 'perceptuell linjal' som mäter i enheter med en precis märkbar skillnad. Ju längre vokalen är från ett ankare, desto suddigare blir linjalen och desto mindre exakt uppfattas ljudet. För Braida motsvarar linjalens ofullkomlighet begränsningarna för vår grundläggande auditiva upplösningsförmåga.
Kategorisk uppfattning kan också påverkas av våra modersmål, enligt Patricia Kuhl, professor vid institutionen för tal- och hörselvetenskap vid University of Washington. Genom att använda nästan 100 syntetiserade versioner av en viss vokal - den långa Och ljud, som i Pete -Kuhl bad försökspersonerna att betygsätta varje prov på en skala från ett till sju. En viss del av vokalutrymmet, en sweet spot om man så vill, fick genomgående de bästa betygen. Kuhl kallar denna region för prototypen. Liksom Braida upptäckte hon att lyssnarnas känslighet för skillnader är lägst i denna mellanregion och högst vid kanterna av intervallet. Hon tillskriver denna variation till en perceptuell magneteffekt i mittområdet. Prototypen verkar fungera som en magnet för andra ljud i kategorin, säger Kuhl. Det verkar perceptuellt 'assimilera' närliggande ljud, vilket gör det svårt för människor att höra några skillnader mellan prototypen och dessa andra ljud.
Natur mot natur
Kuhl tror att den speciella statusen för prototypvokaler blir intryckt i våra sinnen tidigt i livet. Forskning utförd på amerikanska och svenska spädbarn av Janet Werker, professor i psykologi vid University of British Columbia, tyder på att spädbarn vid 10 eller 12 månaders ålder förlorar förmågan att höra skillnader som inte förekommer på deras modersmål. På grundval av sådan forskning drar Kuhl slutsatsen att kategorisk perception har en inlärd komponent: människor med olika modersmål har olika prototyper för sina vokaler, och därmed olika gränser och olika känslighetsregioner.
I vilken utsträckning kategorisk perception lärs in, i motsats till medfödd, har ännu inte bestämts, men att veta mer om hur fenomenet uppstår kan tänkas resultera i bättre taligenkänningssystem. En fördel som kategorisk uppfattning tycks ge människor är att den hjälper oss att minska effekten av variabilitet i tal. Lyssnare, säger Kuhl, måste kunna kategorisera, eller 'återställa likvärdiga', de ljud som produceras av olika människor, även om ljuden är väldigt olika akustiskt. Men variabilitet är ett problem för taligenkänningssystem: starka accenter kan till exempel göra vissa ord oförståeliga för maskiner. Kenneth Stevens, som leder Speech Communication Group vid MIT:s RLE och vars forskningsintressen inkluderar taligenkänning, tror att datorer kan programmeras för att ägna mindre uppmärksamhet åt detaljer som människor inte lägger märke till. Utformningen av taligenkänningssystem, säger han, bör ta hänsyn till att det mänskliga hörsel-hjärnsystemet är i sig känsligt för vissa attribut av ljud i tal och inte känsligt för andra.
Att förstå den ömtåliga strukturen i vår förmåga att uppfatta tal kan också ge insikter i undervisning och inlärning av främmande språk. Samma kategoriska uppfattning som bedövar oss för vissa fonetiska skillnader i vårt modersmål kan minska vår känslighet för avgörande distinktioner på andra språk. Som Kuhl har skrivit, Modersmålets fonetiska kategorier är analoga med en perceptuell såll... De fonetiska enheterna i det nyförvärvade språket måste passera genom sållen, vilket gör skillnader i det nya språket omärkliga. Det kan vara anledningen till att till exempel japansktalare har svårt att höra l/r distinktion på engelska: prototypen som de har blivit anpassade till hamnar någonstans mellan de två konsonanterna. Explicit träning i att höra sådana distinktioner kan hjälpa andraspråksinlärare att få en ny accent mer effektivt. Och ytterligare forskning kan ge oss en bättre uppfattning om hur väl vuxna invandrare kan förväntas lära sig nya språk.