De taalontwikkeling van baby’s en zebravinken

Interview met Claartje Levelt, hoogleraar taalontwikkeling aan de Universiteit Leiden.

Jullie doen onderzoek naar zebravinken en baby’s om iets te weten te komen over de menselijke taalontwikkeling. Wat onderzoeken jullie precies?
‘We willen weten in hoeverre mensen taal leren op basis van algemeen biologische principes. Om taal te leren hebben we een leermechanisme nodig. Uit onderzoek weten we dat mensen in ieder geval twee soorten mechanismen gebruiken: statistisch leren en generalisatie. Hoe vaak je een klank of lettergreep hoort in combinatie met een andere is een statistische cue voor waar waarschijnlijk een woord begint en eindigt. Over die statistische cues generaliseer je vervolgens en zo leer je de regels die gelden in de taal, zoals dat een woord in het Nederlands niet kan beginnen met twee plofklanken. Dat leren gebeurt in de hersenen, dus het heeft een biologische basis. Onze aanname is daarom dat mensen niet de enigen zijn met zulke leermechanismen.’

Wat bedoelt u met de biologische basis van leren?
‘Ons generalisatiemechanisme is gevoelig voor bepaalde kenmerken in een reeks, zoals herhaling en grensposities. Dat we gevoelig zijn voor grensposities betekent dat we het begin of eind van een woord of een zin makkelijker leren dan het midden. Dat is een eigenschap van het geheugen: we onthouden dingen die aan het begin of eind staan makkelijker. Het is dus een biologische principe, en dat is ook in de taal terechtgekomen. Kijk maar naar de morfologie. Die speelt zich altijd aan het begin of eind van woorden, met prefixen en suffixen. Wij gebruiken die primitieve gevoeligheden dus voor taal, maar het lijkt logisch dat ook andere dieren ze hebben.’

Wat weten we al over leermechanismen van dieren?
‘Uit onderzoek is gebleken dat zangvogels waarschijnlijk wel het statistisch leermechanisme kunnen gebruiken, maar het is nog onduidelijk of ze ook over een generalisatiemechanisme beschikken. Om daarachter te komen hebben biologen kunstmatigetaalexperimenten gedaan met spreeuwen en zebravinken. De vogels kregen patronen van drie lettergrepen te horen. Het ene was een a-a-b-patroon, dus twee dezelfde lettergrepen gevolgd door een andere, zoals la-la-die en bo-bo-ma. Het andere patroon begon met een lettergreep, dan volgde een andere, en vervolgens kwam weer het eerste, dus a-b-a: la-die-la en bo-ma-bo. De vraag was of zebravinken konden leren dat het ene patroon anders was dan het andere, en of ze de grammatica van de kunstmatige taal konden leren. Uit de experimenten blijkt dat ze in ieder geval iets leren, maar of dat echt de abstracte regel is is nog onduidelijk. In deze experimenten bleek dat de vogels ook op basis van eenvoudigere strategieën, zoals het herkennen van herhaling, goed konden presteren.’

Maar dieren kunnen geen taal leren, dus ze leren hoe dan ook toch anders dan mensen?
‘Inderdaad. De vraag blijft waarom alleen mensen zulke complexe structuren maken met taal. Waarom is het nog niet aangetoond dat dieren ook regels kunnen leren, als ze daar wel toe in staat zouden zijn? Is de mens toch echt zo anders dan andere diersoorten? We willen erachter komen tot waar mensen en zangvogels gelijk opgaan bij het leren van abstracte patronen in spraak- en andere geluidsstimuli, en waarom de gelijkenis daar dan ophoudt. We willen de leermechanismen ook modelleren, om ze beter te begrijpen. Wellicht zijn het statistisch leren en het generaliseren niet twee aparte leermechanismen, maar alle twee een uiteinde van een continuüm.’

Hoe onderzoeken jullie de baby’s en zebravinken?
‘We doen met baby’s en vogels experimenten die zoveel mogelijk op elkaar lijken. Met vogels wordt van oudsher onderzoek gedaan volgens het ‘go-no-go’-principe. Stel een zebravink zit in zijn kooi en hij hoort twee typen lettergreepstructuren: bi-bi-la en bi-la-bi. Als hij het ene hoort en hij drukt met zijn snavel op een knopje, krijgt hij eten. Drukt hij bij het andere patroon op de knop, dan wordt hij “gestraft” doordat het licht in de kooi even uit gaat. Wanneer hij het onderscheid tussen de patronen kan maken gaat de testfase in en wordt het patroon dat de beloning opleverde getest met lettergrepen die hij in de trainingsfase niet heeft gehoord. Als de vogel de regel heeft geleerd dan zal hij ook bij nieuwe lettergrepen het patroon herkennen en de knop indrukken.’

En bij baby’s?
‘Bij baby’s gebruiken we de head-turn-methode. Eerst wordt de baby twee minuten getraind – we noemen dat gehabitueerd – op een patroon, bijvoorbeeld a-a-b, door een serie lettergreepcombinaties aan te bieden: bi-bi-la, de-de-mo, sa-sa-bo, enzovoorts. Voor de testfase zit de baby op schoot bij zijn vader of moeder en heeft drie lampjes om zich heen: een recht voor hem en twee opzij, links en rechts, met daaronder luidsprekers. Het lampje recht voor knippert, zodat de aandacht van de baby daarheen getrokken wordt. Dan gaat aan een van beide kanten, zeg links, het lampje aan en komt er uit de luidspreker daaronder een serie lettergrepenstructuren die of het getrainde patroon volgen of niet. Net als bij de vogels worden niet eerder gehoorde lettergrepen aangeboden. De baby zal dan zijn hoofd naar links draaien en luisteren.
‘Op een gegeven moment vindt hij het niet meer zo interessant en dan kijkt hij weer terug naar het midden. Het geluid stopt dan, en een nieuwe testreeks wordt links of rechts aangeboden, voorafgegaan door het knipperende lampje. Hoe lang de baby met het hoofd richting het lampje gedraaid blijft luisteren, geeft aan of hij het patroon geleerd heeft. Als hij het patroon herkent als iets dat hij al eerder gehoord heeft, zal hij langer – of korter, afhankelijk van de leeftijd van de baby – zijn aandacht erbij houden, dan wanneer het een nieuw patroon is.’

Dus zowel baby’s als zebravinken krijgen die verschillende lettergreepstructuren te horen?
‘Ja, maar het kan natuurlijk zijn dat je makkelijker de regels leert van je eigen taal, of type taal. Daarom willen we de zebravinken, de baby’s en ook volwassenen drie verschillende soorten stimuli laten horen. Allereerst de lettergrepen, maar ook zangelementen van de zebravink zelf en tonen. We zijn benieuwd of dat het leren beïnvloedt. Misschien leert een baby wel de lettergreeppatronen, maar niet de zangpatronen, en geldt dat voor een zebravink andersom.’

Hoe ver zijn jullie?
‘We zijn net gestart. In augustus en oktober zijn drie aio’s begonnen. We werken met z’n zessen aan dit project. Jelle Zuidema en aio Raquel Alhama doen de computationele modellering, de bioloog Carel ten Cate en aio Michelle Spierings onderzoeken de zebravinken en ik doe met aio Andreea Giambasu de experimenten met baby’s. Om te beginnen hebben we een pilot-onderzoek opgezet om de stimuli te testen. Het is een experiment dat al vaker gedaan is en gerepliceerd, zodat we ongeveer weten wat eruit zal komen. Op die manier kunnen we goed testen of we met onze stimuli onderzoeken wat we willen onderzoeken.’

Waarom werken jullie eigenlijk met zebravinken?
‘Zebravinken zijn zangvogels en dat zijn net als mensen vocale leerders. Ze leren hun zang van hun vader, want bij zebravinken zingen alleen de mannetjes. Hun zang heeft een bepaalde structuur. Er zijn een paar basiselementen, ze kunnen bijvoorbeeld een triller maken of een zuivere toon of een zwiepje omhoog of naar beneden. Die elementen combineren ze en ieder liedje heeft zijn eigen combinatie van die elementen, waarbij grotere structuren van een paar elementen na elkaar ook herhaald worden. Dat lijkt dus erg op taal, al hebben de structuren geen betekenis zoals woorden dat bij ons hebben. Mensapen staan wat dat betreft veel verder weg van mensen dan zangvogels. Die brengen geen kreten voort die ze op bepaalde manieren structuren. Een andere overeenkomst tussen mensen en zebravinken is dat er een kritische periode is. Zebravinken hebben binnen een bepaalde periode input nodig om te leren, anders brengen ze alleen maar een armzalig gepiep voort in plaats van een mooi gestructureerd liedje.’

Wat doen jullie met de resultaten?
‘Er is geen directe toepassing voor ons onderzoek; het is behoorlijk fundamenteel. De kennis die we vergaren over de leermechanismen kan wel een toepassing hebben. We kunnen er misschien uit leren welke cues in de data helpen om regels te leren. In gesproken taal zitten bijvoorbeeld prosodische cues die we onbewust gebruiken om grenzen van eenheden aan te geven. Grammaticale regels spelen zich vaak af op die grenzen.
‘Daar zijn leuke experimenten mee gedaan met volwassenen. Die luisterden naar een neptaal van reeksen AXC-lettergrepen, waarbij de A- en de C-lettergrepen vaste combinaties vormden om de X-lettergreep heen, net als de ‘ge’ en ‘en’ gedeelten uit ‘gelopen’ en ‘gedronken’. Bij de ene groep waren niet bewust waarneembare pauzes geplaatst tussen de reeksen, bij de andere groep niet. Bij de neptaal zonder pauzes bleken mensen alleen de verschillende eenheden die in de reeks waren aangeboden te kunnen leren. Dat gebeurt op basis van het statistische leermechanisme. Maar bij de neptaal met minipauzes leerden de proefpersonen ook te kunnen generaliseren, en herkenden ze de vaste AC-combinaties ook wanneer er niet eerder gehoorde X-lettergrepen tussen stonden. De prosodische pauze cue zorgde er dus opeens voor dat het generalisatiemechanisme ingezet werd.’

In Werkverband Amsterdamse Psycholinguïsten Nieuwsbrief, december 2012