Фонематический слух и фонематическое восприятие различие: Фонематический слух, фонематическое восприятие. Диагностика. | Методическая разработка на тему:
Фонематический слух, фонематическое восприятие. Диагностика. | Методическая разработка на тему:
Процесс овладения правильным звукопроизношением осуществляется на основе тесного взаимодействия сенсорных и моторных функций, обеспечивающих единство речевой системы. С одной стороны, правильное усвоение звуковой стороны речи во многом определяется развитием перцептивного и фонематического уровня восприятия. С другой стороны, в ходе развития речи слуховой анализатор испытывает влияние со стороны речедвигательного: ребенок слышит и воспринимает звуки в соответствии с тем, как он их произносит. Звуки, которые ребенок правильно произносит, лучше различаются на слух, и наоборот.
Таким образом, для правильного формирования звуковой стороны речи ребенок должен иметь не только подготовленный к этому артикуляционный аппарат, но и уметь хорошо слышать и различать правильно и неправильно произносимые звуки в своей и чужой речи.
Что такое фонематический слух и фонематическое восприятие?
Фонематический слух-это тонкий, систематизированный слух, позволяющий различать и узнавать фонемы родного языка. Фонематический слух является частью физиологического слуха, направлен на соотнесение и сопоставление слышимых звуков с их эталонами. Он формируется с 6-месячного возраста до 1года 6 месяцев в норме. Примерно к началу третьего года жизни ребенок приобретает способность различать на слух все звуки речи, и, по мнению многих известных исследователей речевого слуха детей, фонематический слух ребенка оказывается достаточно сформированным.
Нарушения фонематического слуха проявляются в трудностях различения неречевых звуков, слов-квазиомонимов; различении высоты, силы, тембра голоса; дифференциации слогов и фонем.
Понятие «фонематический слух» следует отличать от понятия «фонематическое восприятие».
Фонематическое восприятие — это способность различать фонемы и определять звуковой состав слова, т.е. производить умственные операции по звуковому анализу. Сколько слогов в слове мак? Сколько в нем звуков? Какой согласный звук стоит в конце слова? Какой гласный звук в середине слова? Именно фонематическое восприятие помогает ответить на эти вопросы. Фонематическое восприятие формируется в процессе специального обучения.
Правильное развитие фонематического слуха и фонематического восприятия лежит в основе безошибочного усвоения письма и чтения в процессе школьного обучения.
Диагностика сформированности фонематического слуха у детей.
- Узнавание неречевых звуков.
Инструкция: « Слушай внимательно и скажи или покажи, что звучит».
Детям предлагается определить на слух, какой из инструментов звучит: бубен, погремушка, колокольчик.
- Различение слов, близких по звуковому составу
— «Внимательные ушки»
Материал: предметные картинки с изображением груши, шапки, банана, сушки, птенца.
Инструкция: Покажи картинку, если произнесу слово правильно.
гйуфа, груфа, глуса, гйуша, гйуса, груша, глюса.
фапка, сапка, хапка, шапка, сяпка.
баман, панан, ваван, банан, баван
суска, шушка, сушка, фуфка, суфка, шуфка, сушка
пченец, птенесь,тинеть,птенец, птинеч.
Ошибкой считается показ картинки при искаженном произнесении слова и отсутствие показа картинки при правильном произнесении слова.
-«Покажи картинку» — различение слов, близких по звуковому составу, но разные по смыслу, направленные на изучение восприятия слов, похожих по звучанию
Материал: картинки на слова-квазиомонимы(коса – коза, ежата – мышата, бочка – почка, дочка – точка, вата – фата, рак – мак, чёлка – щёлка и др.)
I вариант:
Инструкция: посмотри на картинки (логопед показывает соответствующие картинки). Покажи, где бочка, где почка.
Этот прием выявляет выраженные недостатки фонематического слуха.
Примечание: слова, сложные по семантике, используются для обследования только после уточнения их значения и наличия их в пассивной речи.
II вариант:
Инструкция: посмотри на картинки. Я их буду называть, а ты эти картинки раскладывай в том порядке, в котором я их буду называть.
Например: мак, рак, лак, сок, сук, коза, коса, лужи, лыжи.
- Дифференциация слогов.
Цель: определить способность дифференцировать звуки по противопоставлениям: звонкость-глухость, твердость- мягкость, свистящие- шипящие и т.д.
Инструкция: « Слушай внимательно и повтори за мной слоги как можно точнее». (Логопед произносит слоги, прикрыв рот ладошкой или экраном).
Да-та-да
Ба-па-ба
Га-ка-га
Са-ша-са
Ча-тя-ча
За-жа-за
За-са-за и др.
кот – год – ход
дом – дам – дым
бак – бык – бок
копка – кепка – папка
— Предлагаются слоги, в которых используются звуки , правильно произносимые и автоматизированные в речи.
-Ориентируемся на возраст ребенка:
4 года- серии из двух слогов
5 лет- серии из двух-трех слогов
6 лет-серии из трех слогов, слов
Если ребенку недоступно задание воспроизвести серию из 3 слогов или оно вызывает выраженные трудности, что может быть связано со снижением слуховой памяти на ряд, то можно предложить задания, состоящие из 2 слогов.
- Дифференциация фонем.
Цели: 1. Исследование навыков дифференциации фонем.
2.Проверка готовности к формированию звукового анализа.
«Поймай звук» — выделение заданного звука из ряда звуков.
Инструкция:
а) Хлопни в ладоши, если услышишь звук [м]. (с 4 лет)
Материал: ряд звуков
м, ы, м, и, х, м, к, т, м, с, ч, м, ц, м, ф, г, м, в, д, м, р, л, м, н, п, м, б, мь, м, бь, мь, мь, м.
б) Хлопни в ладоши, если услышишь слог со звуком «м» — выделение звука из ряда слогов ( С 4 лет)
Материал: ряд слогов
ам, ах, от, ом, ус, ум, уф, ам, ал, ан, ум, уп, мо, хо, но, пы, мы, бы, но, мо, мя, амь, ам, ом, омь, ня, ма, ми, мя, ма.
в) Хлопни в ладоши, если услышишь слово со звуком «м» — выделение звука из ряда слов. ( с 4 лет)
Материал: ряд слов
мама, кот, мак, холод, дуб, мука, машина, сани, рак, мак, лак, молоко, полка, моток, поток, бык, мяч, мат, мед, мех, мох.
- Навыки звукового анализа и синтеза.
-Выделение начального ударного гласного из слова. ( с 5 лет)
Материалом служат слова: Аня, Оля, аист, Ира, осы, утка и др.
Инструкция: «Послушай внимательно и назови первый звук в слове Аня и т.д.».
Если ребенок затрудняется назвать звук, логопед называет слова, утрированно выделяя первый звук (ооосы, ОООля и т.д.).
— Исследование сложных форм фонематического анализа. ( с 6 лет)
а) Вычленение первого согласного звука из слов.
Материалом служат слова: дым, щука, трава, кошка, воробей, булка и др.
Инструкция: «Послушай и назови первый звук в слове дым?» и т.д.
б) Вычленение последнего звука из слов.
Материалом служат слова: дом, танк, камыш, ключ, муха, барабан и др.
Инструкция: «Послушай и назови последний звук в слове дом?» и т.д.
в) Определение места звука в слове.
Инструкция: «Где ты слышишь звук [р] в слове рука в начале, середине или в конце?» и т.д.
г) Определение последовательности звуков в слове
Для этого анализа сначала предлагаются слова из 3 звуков, потом из 4 и 5.
Инструкция: «Назови первый звук в слове суп [с]. Какой звук стоит после звука [с] суп? [у]. Какой звук ты слышишь после звука [у] суп? [п]?» и т.д.
д) Определение количества звуков в слове – количественный анализ.
Сначала логопед предлагает ребенку слова из 3 звуков, потом из 4 и 5.
Инструкция: «Сколько звуков ты слышишь в слове бык?» и т.д.
е) Определение места звука в слове по отношению к другим звукам – позиционный анализ.
Инструкция: «Подумай, между какими звуками находится звук [о] в слове сом?» или «Назови соседей звука [ы] в слове дым, какой звук слышится перед звуком [ы], после звука [ы]».
Исследование фонематического синтеза
Задание № 1. Составление слов из отдельных звуков в ненарушенной последовательности.
Инструкция: «Послушай звуки, подумай и составь из них слово м, а, к – мак» и т.д.
Задание № 2. Составление слов из отдельных звуков в нарушенной последовательности.
Инструкция: «Послушай звуки, подумай и составь из них слово. Например, звуки поссорились, поставь их рядом д, м, о — дом» и т.д.
6. Фонематические представления (способность осуществлять фонематический анализ слов в умственном плане, на основе представлений)- (у школьников).
Задания:
-Назвать слова, в которых есть звук ш.
-Назвать слова, в которых 4 звука, 5 звуков.
-Отобрать картинки, в названии которых 5 звуков.
что это, различие, таблица развития
С нарушениями детской речи сталкиваются практически все родители. Только редким единицам удается избежать тех или иных проблем, появляющимися при освоении малышами родного языка. Самые распространенные трудности появляются, конечно, со звуками. Сразу правильно и четко произносить все согласные получается далеко не у всех.
Но не только произношение беспокоит родителей, педагогов. То, насколько чисто говорит ребенок, зависит не только от умения выговаривать «коварные» звуки, но также от важной способности различать их. Правильность речи напрямую зависит от того, с чутким ли слухом родились ваши сын или дочка. Конечно, мы говорим не о физиологической способности слышать или о музыкальных способностях. Умение улавливать отдельные, даже короткие элементы речи называется фонематическим слухом, именно о нем пойдет речь.
Что такое фонетический слух
Всем, кто хотя бы раз посещал логопеда или выполнял с ребенком логопедические задания, знакомо это понятие, специалисты постоянно его употребляют. Скорее всего, вы уже слышали о его важности для речевого развития. Что же оно означает и почему влияет на то, как именно говорит ваш малыш? Специалисты считают, что фонематический слух — это способность человека к различению отдельных фонем, т. е. звуков. Это умение представляет собой навыки:
- узнавания;
- сравнения;
- повторения элементов, из которых состоят слова.
Оно является уникальной и необходимой особенностью, дополняющей обычную способность слышать.
У маленьких детей логопед проверяет, в первую очередь, обычный слух — реакцию на бытовые шумы (звон, гудение, свист). Если он в порядке, то постепенно формируется способность различать более тонкие составляющие окружающего мира звуков.
Следующей появляется способность не только выделять фонемы языка, но также воспроизводить их. Это явление можно сравнить с ручной настройкой радиоприемника или рации. В море шумов речевой слух помогает улавливать слова и постепенно понимать, слыша их отчетливо. Похожий процесс происходит у каждого ребенка, он постепенно «настраивается» на речь взрослых, улавливая ее все лучше и точнее. (Конечно, у слабослышащих детей этот процесс идет намного хуже.)
Если этого не происходит, то значит имеет место нарушенный фонематический слух и фонематической восприятие ребенка. Именно они влияют на то, насколько точно ваш сын или дочка способен повторить то или иное слово. Звуки по отдельности могут звучать идеально, а вот вместе – «не дружить». Например, вместо «колобок» вы будете слышать «коболек», вместо «магазин» – «зигизин», вместо «трамвай» – «транвай» и т. п.
Для малыша такое положение вещей — возрастная норма, но если подобные особенности сохраняются после двух лет, то следует обратиться за помощью к логопеду, поскорее начать занятия.
Ребенок с такими проблемами не только сам затрудняется в выражении своих мыслей, его сложно понять другим. Он существенно отстает от сверстников, речевое недоразвитие затрудняет его общение с ними. В более старшем возрасте, если не принять меры по исправлению нарушений речевого слуха, школьник будет допускать много ошибок при письме, хуже учиться.
Задача родителей состоит в том, чтобы как можно раньше заметить наличие подобных особенностей у своего ребенка, принять необходимые меры.
Своевременная помощь специалиста поможет исправить ситуацию. Существует огромное количество игр, заданий, упражнений, направленных на развитие фонематического слуха у детей, а также тренировки фонематического восприятия. Эти два понятия часто встречаются в связке, поэтому стоит подробнее остановиться на второй составляющей этой пары.
Фонематический слух и фонематическое восприятие
Фонетическое восприятие — это одна из составляющих фонематического слуха, которая представляет собой способность определять звуковую структуру слова, его слоговой «скелет». Этот навык необходим ребенку для возможности анализировать собственную речь, «подгоняя» ее под «взрослый» вариант. Это процесс сложный, проходящий в несколько этапов:
- Ребенок учится определять наличие того или иного звука в слове. Если попросить выделить голосом первый звук, то он сможет это сделать. Ему также становится под силу назвать несколько слов, начинающихся на определенную гласную.
- Затем ему удается узнавать крайние звуки в слове. Проще определить последний, но постепенно и первый тоже поддается анализу.
- После происходит формирование способности произнести слово по звукам. Сначала это упражнение получается выполнить только с короткими словами, но с возрастом навык совершенствуется.
- В последнюю очередь появляется умение находить место звука среди соседних. Это говорит о том, что фонетическое восприятие сформировалось.
Первые две стадии малыш может освоить сам, а вот последующие — только с помощью педагогов, в ходе специальных упражнений. Если не проводить целенаправленных обучающих занятий по тренировке фонематического восприятия и фонематического слуха, то ребенок будет испытывать сложности с освоением разговорной и письменной речи.
Обучение грамоте основано на звуковом анализе, поэтому фонематическое восприятие играет в процессе освоения чтения тоже большое значение. Его совершенствованием занимаются педагоги, логопеды, родители, но основы этой способности закладываются с первых дней жизни малыша.
Формирование фонематического слуха в онтогенезе
Если физиологическое умение слышать не претерпевает изменений во время взросления ребенка, то фонематический слух развивается постепенно и происходит этот процесс в несколько шагов. У каждого человека он имеет индивидуальные особенности, но есть ряд общих принципов.
Даже новорожденный малыш уже реагирует на некоторые звуки, чаще всего — резкие, громкие. Конечно, они для него ничего не значат, но безусловно привлекают к себе внимание крохи. Дальше — больше. Проведенное исследование фонематического слуха у младенцев доказало, что физиологические реакции организма (дыхание, пульс) меняются в зависимости от разных звуков.
Этапы развития фонематического слуха:
- Ребенок в возрасте месяца-двух уже не только реагирует на звуки окружающего мира, а пробует воспроизводить их сам.
- Постепенно он учится различать и пытется повторить сам различные интонации, тренируется в воспроизведении гласных звуков и их сочетаний.
- Затем важным для него становится ритмический рисунок слова.
- К году малыш воспринимает слово как неделимую звуковую единицу, оно для него — символ какого-то определенного предмета или действия.
Таблица развития фонематического слуха у детей
Освоить родную речь маленькому человеку помогают врожденные навыки, способность к осознанному ее анализу придет только через несколько лет!
Особенно бурно развитие фонематического слуха и фонематического восприятия происходит после 1,5 лет. В этом возрасте для родителей крайне важно обеспечить малышу необходимые условия, которые позволят ему освоить особенности родной речи.
Какие правила следует соблюдать взрослым на этом этапе:
- Разговаривать с ребенком, даже если пока он сам не может или не хочет вести с вами беседу. Не стоит ограничиваться только краткими замечаниям по делу. Описывать словами нужно все, что интересно малышу, что привлекает его внимание.
- Не стоит использовать в речи детские слова-заменители (например, бибика вместо машина), не нужно копировать несовершенную речь. Важно «подтянуть» ребенка до своего уровня, а не опускаться на его.
- Предлагать ребенку занятия, стимулирующие речевою деятельность. Подойдет пальчиковый театр или любые другие ролевые игры.
- Читать книжки, заучивать с ним простые ритмичные стихи-потешки.
Эти приемы помогут малышу пройти этапы фонематического развития быстро, без осложнений.
Рейтинг автора
4
Автор статьи
логопед-дефектолог
Написано статей
32
РЕЧЕВОЙ СЛУХ | Научно-практический центр детской психоневрологии
10.02.2020РЕЧЕВОЙ СЛУХ
Речь – это очень сложный процесс, в котором можно выделить два взаимодействующих механизма: внутренний и внешний.
Внешняя речь – это собственная речь ребенка. Она развивается на базе внутренней речи. Ребенок пытается воспроизводить звуки языка и слова, которые слышит со стороны. Его речевой слух оценивает результат и, если подражание оказалось неудачным, ребенок продолжает искать новые, более точные способы произнесения. Так он постепенно учится говорить.
Внутренняя речь – это понимание речи. Оно формируется благодаря речевому слуху.
Речевой слух (фонематический слух) — это способность различать отдельные звуки речи между собой в речевом потоке. В результате этой способности ребенок начинает узнавать, понимать слова, их значение и отличать их друг от друга.
Речевой слух у ребенка начинает формироваться с первого месяца жизни, когда он слышит голос мамы и перестает плакать. В дальнейшем ребенок поворачивает голову в сторону говорящего, следит за ним глазами. С появлением лепета ребенок повторяет видимую артикуляцию взрослого, пытается подражать. При этом многократное повторение слогов закрепляет навык артикуляции услышанных речевых звуков.
Речевой слух является базой для дальнейшего развития звукопроизношения и осуществляет не только прием и оценку чужой речи, но и контроль за собственной речью. Он соотносит и сопоставляет слышимые звуки с их эталонами. Благодаря этой способности, ребенок начинает различать гласные и согласные звуки, дифференцировать согласные звуки по твердость-мягкости, глухости-звонкости и т.д.
Благодаря фонематическому слуху человек способен:
- слышать данный звук в слове
- различать слова, в которые входят одни и те же фонемы, расположенные в разной последовательности
- различать близко звучащие, но разные по значению слова.
Нарушение речевого (фонематического) слуха ведет к тому, что ребенок не различает близкие по звучанию или сходные по артикуляции звуки речи. Слова с этими звуками не понятны ребенку, он путает их значение, различные предлоги и безударные окончания ребенок не слышит, страдает понимание обращенной речи.
Фонематический слух, являясь врожденной способностью у людей, становится базой для формирования фонематического восприятия: анализа и синтеза.
Фонематическое восприятие это умственное действие, по выделению и различению фонем (звуков), по определению звукового состава слова. Этому ребенка надо целенаправленно обучать: определение позиции звука в слове (первый, последний, средний), последовательности звуков (какой за каким звуком стоит), количество звуков в слове и т.д. При сохранном речевом слухе обучение фонематическому анализу и синтезу проходит без особых проблем, что способствует дальнейшему обучению письму и чтению.
Важность речевого слуха в развитии речи ребенка трудно переоценить. Речевой слух является основой для таких умений ребенка, как:
- Дифференциация схожих по звучанию фонем (фонематический анализ и синтез)
- Дифференциация одинаковых звукокомплексов, слов, фраз по высоте, силе, тембру голоса
- Нормативное звукопроизношение
- Управление фонацией (темп речи, громкость, высота голоса, интонация)
- Развитие и овладение лексико-грамматическим строем речи
- Нормативное освоение письма и чтения
Этапы развития фонематического слуха в дошкольном возрасте
Для успешного овладения письмом в школе, у ребёнка должен быть развит фонематический слух. О видах работы по развитию фонематического слуха говорится в статье.
В процессе формирования звукопроизношения важное значение имеет слух. Ребёнок начинает говорить благодаря тому, что слышит речь окружающих. При сложном косноязычии необходимо проверить слух ребёнка, не вызвано ли данное нарушение снижением слуха. Но нарушение звукопроизношения встречается и у детей с нормальным слухом, вызванное недостаточным развитием фонематического слуха. Недостаточное развитие фонематического слуха тормозит процесс звукообразования у ребёнка: звуки формируются с большой задержкой и часто искажены. Дети с нарушением фонематического слуха плохо справляются в школе со звуковым анализом, что приводит к затруднениям и грубым нарушениям письма. Поэтому так важно своевременно начать работу по развитию фонематического слуха.
Условно её можно разделить на шесть этапов.
1.Этап.Узнавание неречевых звуков. Дети учатся на слух дифференцировать шум ветра, гудок машины, крик, звон колокольчика и т. д.
2.Этап. Различение одинаковых слов, фраз, звукокомплексов и звуков по высоте, силе, тембру голоса. В ходе игр дети учатся различать друг друга по голосу, подражают низким и высоким голосам животных.
3.Этап. Умение различать слова, близкие по звуковому составу. Взрослый произносит какое-нибудь слово (например, вагон) то правильно, то неправильно («фагон, вакон»). Если произносит неправильно дети хлопают в ладоши.
4.Этап. Умение различать слоги. Например, игра «определи лишний слог» (на-на-на-па, ка-га-ка).
5.Этап. Умение различать фонемы (звуки)родного языка. Начинать следует с дифференциации гласных звуков. Дети соотносят звук с определённой картинкой (А-А-А-плачет девочка). Аналогичным образом производится работа по дифференциации согласных звуков.
Рассмотрим развитие фонематического слуха в соответствие с детским возрастом.
Возраст 3 года.
Этапы работы.
Формирование слухового восприятия (внимания и памяти)
Задачи.
Развивать слуховое внимание и слуховую память, способность дифференцировать неречевые звуки.
Виды работы.
Возраст 3 года.
1. Привлечение внимания к звучащему предмету.
2. Формирование ориентировочно-поисковой и эмоциональной реакции на звучание предметов, голосов ближнего окружения.
3. Знакомство с характером звучащих предметов.
4. Определение места звучащего предмета в пространстве. (Впереди, сзади, справа, слева, близко, далеко).
5. Изменение места звучащего предмета.
6. Определение говорящего по характеру звучащей речи. (Дифференциация мужского и женского голосов, ласкового и строгого тона, вопросительной и повествовательной интонации).
7. Различение неречевых звуков. (Транспортные шумы, подзывы животных, звукоподражания голосам животных, птиц, насекомых, шум предметов, музыкальные инструменты, эмоциональные восклицания).
8. Дифференциация двух звучащих игрушек, различных по характеру звучания.
9. Дифференциация трёх звучащих игрушек, различных по характеру звучания.
10. Воспроизведение звучания двух предметов в заданной последовательности: с опорой на зрительный анализатор, без опоры.
11. Определение последовательности звучания трёх предметов, далёких по звучанию.
12. Выделение слов из речевого потока.
Возраст 4 года.
Этапы работы.
Знакомство с характером звучания отдельных звуков и слов в речи, их дифференциация.
Задачи.
Учить различать одинаковые слова (при дизартрии), звуки и звукокомплексы (при алалии), ориентируясь на высоту, силу, тембр голоса. Познакомить детей со схемой ритма.
Виды работ.
1. Развивать умения ударять по бубну в такт.
2. Знакомство с понятием «громко», «тихо».
3. Различение высокого и низкого голосов.
4. Развитие чувства ритма с его схематическим изображением.
5. Соотнесение ритма с его схематическим изображением.
6. Воспроизведение заданного ритма с опорой на зрительное восприятие.
7. Двигательные упражнения с ритмичным звуковым сопровождением (словесным сопровождением).
8. Дифференциация количества звуков (1, 2, много).
9. Повторение звукового или слогового ряда.
10. Формирование понятия об ударном слоге, слове.
11. Выделение ударных звуков (слов) из ряда звуковых (словесных) комплексов.
12. Анализ рядов изолированных звуков на материале хорошо произносимых звуков (гласные и согласные0
13. Соотнесение звукоподражаний с основными цветами (воспроизведение цвета на уровне сличения.
Возраст 5 лет.
Этапы.
Работа над ритмической структурой слова.
Задачи.
Формировать слоговую структуру, научить пользоваться слоговой схемой слова, осуществлять визуальный контроль за движениями нижней челюсти на слогообразующие гласные. Научить удерживать слоговую структуру слова.
Виды работы.
1. Послоговое проговаривание имён детей, их близких, слов, состоящих из: двух одинаковых слогов, двух открытых различных слогов с ритмическими движениями рук (отхлопывание, отстукивание).
2. Послоговое проговаривание трёхсложных слов без стечения согласных, сочетая ритм слога с ритмическими движениями рук.
3. Деление на слоги слов со стечением согласных на стыке морфем.
4. Послоговое проговаривание слов различной слоговой структуры, в том числе и со стечением согласных, контролируя движение нижней челюсти рукой.
5. Знакомство со слоговой схемой слова
6. Соотнесение количества слогов в слове с геометрическими фигурами (счётными палочками, цифрами).
7. Определение количества слогов в слове.
8. Определение места слога в слове.
9. «Наращивание» одинаковых слогов к концу слов и удерживание слоговой структуры.
Возраст 6 лет.
Этапы работы.
Работа над звуко-слоговым составом слова.
Задачи.
Научить производить анализ слогов и слов, находить различия в словах, сходных по звуковому составу.
Виды работ.
Анализ слогов.
1. Выделение гласного звука в обратном слоге.
2. Определение первого, второго, третьего слога.
3. Определение «лишнего» слога в ряду одинаковых. (Переходя к последующей дифференциации по глухости-звонкости).
4. Определение главного звука в прямом слоге.
5. Определение порядка звуков в слоге.
6. Работа с рядами слогов для выявления дифференциации и их количества
Анализ слов.
1. Определение наличия заданного звука в слове.
2. Подбор слов с заданным звуком. (По картинкам, на слух).
3. Определение позиции заданного звука. (В начале слова, в середине, в конце).
4. Выделение последнего звука в словах, оканчивающихся на твёрдый согласный.
5. Выделение первого звука в слове.
6. Различение всех звуков в коротких словах. (Угадывание слова, произнесённого по звукам).
7. Определение количества звуков в слове.
8. Называние звуков «соседей».
9. Дифференциация слов, сходных по звуковому составу.
10. Различение слов-паронимов.
11. Различение слов, отличающихся ударением. (С опорой на зрительное восприятие).
Приведём примеры дидактических игр.
Возраст 3–4 года.
I этап.Развитие слухового внимания и слуховой памяти, способности дифференцировать неречевые звуки.
«Чей голос?», «Что ты слышал?», «Где звук?», «Жмурки с голосом», «Поручения», «Разбуди кота», «Узнай по звуку», «Покажи в заданной последовательности», «Чего не стало?», «Постучи по бубну, как я», «Кто внимательнее?», «Слушай, повтори», «Баюкаем куклу», «Чья песенка звучала?», «Песенка волка» и т. д.
II этап. Формирование умения различать одинаковые слова, звуки и звукокомплексы, ориентируясь на высоту, силу, тембр голоса. Знакомство со схемой ритма.
К играм I этапа добавляются новые игры и игровые задания.
«Что пропало?», «Лягушка, бабочки, аисты, зайцы» (соответственно названию, дети выполняют движения), «Наведи порядок» (разбор детьми перепутанных карточек: одежды, посуды, игрушек и т. д.), «Какой цвет?», «Послушай, запомни, повтори за мной», «Как постучали?», «Парные картинки», «Топ-топ-топ», «Ходит ёжик вдоль дорожек», «Живые звуки», «Разные загадки кота Васятки», «Живые звуки», «Угощаем Буратино», «Поймай рыбку» и т. д.
Возраст 5–6 лет.
I этап. Формирование слоговой структуры слова, умения пользоваться слоговой схемой слова, умения удерживать слоговую структуру слова.
«Угадай, что звучит?», «Угадай, где звучит?», «Отгадай, кто позвал?», «Громко-тихо», «Определи, где спрятана игрушка?», «Поручения», «Поставь картинки по порядку», выделение звука «О» из ряда звуков, выделение звука «М» на фоне слова, выделение звуков «П», «Т», «К» в начале слова, в середине, в конце, повторение слоговых рядов (па-та-па, ко-го-ко, ка-га-ка), дифференциация звуков, «Живые звуки» (звуковой синтез) и т. д.
II этап. Определение количества звуков в слове и слогов в слове, определение места звука в слове и слога в данном слове: с опорой на схему слова, без опоры, наращивание слогов к концу слова и удерживание слоговой структуры.
Добавляются игры и игровые задания. «Кто внимательнее?», «Кто больше?», «Слова-перевёртыши», «Слова-матрёшки», «Отгадай слово», «Какой звук спрятался в середине слова?», «Назови правильно», «Измени слово», «Собери ромашку», «Пропускаем мы во двор слов особенных набор», «Умный телефон», «Найди и назови», «Речевая тропинка».
Литература:
1. Левчук Е. А. «Музыка звуков». Издательство «Детство-Пресс», Санкт-Петербург, 2004г.
2. Селивёрстов В. И. «Речевые игры с детьми». Издательство «Владос», Москва, 1994г.
3. Ундзенкова А. В., Колтыгина Л. С. «Звукарик». Издательство «Литур», Екатеринбург, 2000г.
Основные термины (генерируются автоматически): звук, слово, фонематический слух, вид работы, звуковой состав, слоговая структура, слоговая структура слова, слоговая схема слова, стечение согласных, тембр голоса.
Раскрыть различия в понятиях «биологический слух», «слуховое внимание», «фонематический слух», «фонетические и фонематические недостатки речи».
В норме каждый человек от рождения обладает так называемым биологическим слухом, т.е. способностью воспринимать звуковые колебания органами слуха (СЛУХОВОЕ ВОСПРИЯТИЕ). У человека и высших животных звуки улавливаются наружным ухом и через барабанную перепонку и слуховые косточки (среднее ухо) передаются в улитку лабиринта (внутреннее ухо), где колебания т. н. основной перепонки вызывают возбуждение чувствительных нервных окончаниях кортиева органа, которое передается в головной мозг. Человек воспринимает колебания частотой от 10-20 Гц до 20кГц.
Важной характеристикой слуха является СЛУХОВОЕ ВНИМАНИЕ.
Слуховое внимание — это сосредоточение сознания на каком-либо звуковом раздражителе, объекте или деятельности. Сосредоточивая сознание на слуховом раздражителе, внимание повышает чувствительность слуха, обеспечивает четкость слуховых ощущений.
Нарушения слухового восприятия выражаются преимущественно в снижении слухового внимания или, наоборот, в повышенной чувствительности к любым слуховым раздражителям, что проявляется в защитных реакциях вздрагивания, плача и др. Это тормозит развитие познавательной деятельности. Некоторые нарушения слухового восприятия могут быть устранены в значительной степени посредством специально организованных игр.
Для обозначения ФОНЕМАТИЧЕСКОГО СЛУХА в современной педагогической, психологической и методической литературе используются разные термины: речевой слух, фонематический слух, фонематическое восприятие.
Термин речевой слух обозначает способность различать в речевом потоке отдельные звуки речи, обеспечивающую понимание слов и их значений. Без речевого слуха речевое общение невозможно. Речевой слух начинает формироваться у детей при восприятии речи окружающих и при собственном проговаривании. Речевой слух представляет собой составной элемент языкового чутья. В связи с обучением чтению и письму механизм речевого слуха изменяется, так как формируется умение звукобуквенного анализа с учетом правил графики родного языка. Все это связано с необходимостью ориентировки в морфемном составе слова и словообразовании. Приемы формирования речевого слуха различны: практика восприятия на слух и говорения; фонетический анализ и синтез и пр. Термин речевой слух употребляется в методической литературе по русскому языку и методике развития речи. В психологических исследованиях и логопедии речевой слух называют фонематическим слухом.
ФОНЕМАТИЧЕСКИЙ СЛУХ — это тонкий, систематизированный слух, позволяющий различать и узнавать фонемы родного языка. Фонематический слух, являясь частью физиологического слуха, направлен на соотнесение и сопоставление слышимых звуков с их эталонами, которые хранятся в памяти человека упорядочение — в «решетке фонем».
Понятие «фонематический слух» следует отличать от понятия «фонематическое восприятие».
Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
Индивидуальный вариант звучания фонем определяется не одним признаком, а целой их совокупностью, включающей не только слышимые компоненты (такие, как шумовые, частотные и высотные характеристики), но и зрительный образ, и двигательные ощущения, возникающие при звукопроизношении.
ФОНЕМАТИЧЕСКОЕ ВОСПРИЯТИЕ — это способность различать фонемы и определять звуковой состав слова. Сколько слогов в слове мак? Сколько в нем звуков? Какой согласный звук стоит в конце слова? Какой гласный звук в середине слова? Именно фонематическое восприятие помогает ответить на эти вопросы.
Правильное развитие фонематического слуха и фонематического восприятия лежит в основе безошибочного усвоения письма и чтения в процессе школьного обучения.
В усвоение звуковой стороны языка входят два взаимосвязанных процесса: процесс развития произносительной стороны речи (фонетической) и процесс развития восприятия звуков речи (фонематической).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимостьОсобенности развития фонематического слуха и моторики пальцев рук у детей раннего возраста с нормальным и задержанным речевым развитием
Аннотация: В статье предлагается новое и чёткое определение термина «задержка речевого развития», кратко описываются причины, приводящие к данному отклонению от нормы речевого онтогенеза. Впервые раскрывается взаимосвязь между развитием фонематического слуха и моторики пальцев рук у детей раннего возраста с нормальным и задержанным речевым развитием, а также отмечаются особенности развития фонематического слуха и дифференцированных движений пальцев рук у малышей с задержкой речевого развития.
Ключевые слова: задержка речевого развития, моторика пальцев рук, фонематическое восприятие, фонематический слух.
Сегодня всё чаще и чаще родители, имеющие детей раннего возраста, и педагоги, работающие в дошкольных образовательных учреждениях с данной возрастной категорией малышей, сталкиваются лицом к лицу с проблемой как задержка речевого развития, которая оказывает отрицательное влияние на процесс обучения, развития и воспитания малыша. Что же такое задержка речевого развития и почему она возникает?
В современной научной литературе термин «задержка речевого развития» трактуется неоднозначно и расплывчато. Чёткого определения данного термина нет, как и нет структуры дефекта (нарушения) при данном виде отклонения развития речи от нормального речевого онтогенеза (развития). Мы будем использовать следующее определение задержки речевого развития.
Задержка речевого развития (“delayedspeechdevelopment”) – это недоразвитие речеязыковой способности, проявляющееся в недостаточном уровне усвоения норм языка и в снижении активности речевой деятельности (речи) и приводящее к задержанному развитию коммуникативной функции речи (функции общения), а также к дефицитарному развитию игровой и познавательной деятельности.
В структуре дефекта (нарушения) задержки речевого развития ведущее место занимает недоразвитие речеязыковой способности. Почему отмечается недоразвитие именно речеязыковой способности, а не речи, хотя сам термин именуется как задержка речевого развития? Дело в том, что речь и язык тесно взаимосвязаны между собой и определяют друг друга. Язык – это система кодов, знаков, символов. На основе этой системы и реализуется речь. Ребёнок не заговорит, пока не усвоит определённую систему правил, присущую данному языку. В этом и заключается суть речеязыковой способности, которая полноценно при задержке речевого развития не развивается. Это связано ещё и с тем, что ведущим дефектом в структуре недоразвития речеязыковой способности является недоразвитие фонематического слуха, которое тесно связано с недоразвитием тонких кинестетических и кинетических ощущений от положения языка и губ, придающих слову моторный образ. Поэтому чёткие условно-рефлекторные связи между слуховым и моторным образом слова не устанавливаются, что вызывает у ребёнка трудности при усвоении новых слов. Они обусловлены как недоразвитием фонематического слуха, так и нарушением подвижности артикуляционного аппарата (языка и губ).
Фонематический слух(“phonemichearing”) – это специфический слух, позволяющий различать звуки речи (Н. И. Жинкин, 1958). Но чтобы дифференцировать (различать) речевые звуки (звуки, которые мы произносим), малыш должен сначала научиться различать звуки окружающей среды (шум воды, грома, шелест бумаги, звук колокольчика, музыкального молоточка и других музыкальных инструментов). Затем звукоподражательные комплексы, которые представляют собой комплексы речевых звуков, имитирующих звуки окружающей среды (например, «мяу-мяу», «гав-гав», «кап-кап», «кря-кря», «ме-ме» и другие). Однако ребёнок с задержкой речевого развития уже испытывает трудности в дифференциации неречевых звуков (звуки окружающей среды), различие звукоподражательных комплексов является для него ещё сложнее. Так как базовые (основные) функции фонематического слуха не сформированы, то ни о какой дифференциации речевых звуков (высшей ступени фонематического слуха) не может быть и речи. Малыш воспринимает их как шум и не реагирует на них. Все проблемы, связанные с недостаточным уровнем функционирования фонематического слуха, плавно со временем перетекают в недоразвитие фонематического восприятия (“phonemicperception”), которое позволяет определять малышу количество слогов и звуков в слове, их последовательность и местоположение. Именно недоразвитие фонематического восприятия замедляет и искажает формирование элементарных навыков чтения и письма. И к этому, как ни странно, однако в дальнейшем и приводит задержка речевого развития, так как начальные этапы развития фонематических процессов уже функционируют на повреждённой основе. Невозможность установления чёткой условно-рефлекторной связи между слуховым и моторным образом слова является одним из основных предвестников возникновения трудностей в период обучения грамоте, то есть в период формирования элементарных навыков чтения и письма.
Кроме того, у детей с задержкой речевого развития отмечается также недоразвитие моторики пальцев рук. Рука, по мнению М. М. Кольцовой (1973), представляет собой ещё один орган речи. В головном мозге проекция руки тесно связана с речевыми зонами, к которым относятся фонематический слух и движения языка. Поэтому есть все основания предполагать, что развитие моторики руки тесно связано с развитием фонематического слуха у детей с нормальным и задержанным речевым развитием. Осуществляя коррекционно-развивающую работу с малышами, имеющими задержку речевого развития (22 человека) на базе детского сада №32 «Аленький цветочек» города Реж Свердловской области и сравнивая их моторное и фонематическое развитие с детьми в возрасте от двух лет трёх месяцев до трёх лет, имеющими норму по речи (22 человека), нами были выявлены следующие закономерности развития фонематического слуха и моторики пальцев рук (см. рис. 1). Данные закономерности соотнесены с развитием функциональной асимметрии головного мозга у детей с задержкой речевого развития на основе моторных показателей (выделение ведущей правой руки).
Когда малыши с задержкой речевого развития научатся различать неречевые звуки (звуки окружающей среды), то они уже умеют дифференцированно использовать второй и третий пальцы правой и левой рук (поза «Зайчик»). В этом случае обе руки находятся в одинаковом положении по отношению друг к другу в процессе выполнения данной позы, то есть являются равнозначными. Правое и левое полушария функционируют одинаково. Отмечаются только предпосылки к развитию функциональной асимметрии головного мозга.
Однако при нормальном речевом развитии дети лучше выполняют позу «Зайчик» на левой руке, чем на правой. Это свидетельствует о преобладающей роли правого полушария и развитии функциональной асимметрии головного мозга в соответствии с онтогенезом. Оно, как правило, начинается всегда с правого полушария и по мере развития ведущей руки (чаще всего правой) постепенно ведущее место отводится левому полушарию. В направлении справа – налево, то есть от правого полушария к левому полушарию, осуществляется развитие любой психической функции (памяти, внимания, фонематического слуха, восприятия, движения, эмоций, речи и т. д.). Это закон развития мозга. Он по-другому работать не умеет. В соответствии с данным законом правое и левое полушария начинают взаимодействовать друг с другом (межполушарное взаимодействие), обеспечивая нормальное протекание и развитие психических процессов. У детей с задержкой речевого развития, как показывают первые данные исследования, закон развития мозга нарушен. Его необходимо заново формировать, чтобы создать базу для развития психики ребёнка. Указанное положение является основой осуществления коррекционно-развивающего воздействия с данной категорией детей.
При сформированной способности дифференцировать звукоподражательные комплексы малыши с задержкой речевого развития осуществляют дифференциацию второго и пятого пальцев правой и левой рук (поза «Рожки»). Но при этом ведущее место начинает занимать правая рука, создание позы на левой руке происходит с помощью правой руки, что свидетельствует о начале развития функциональной асимметрии головного мозга (выделении ведущего полушария и ведущей руки) и развитии межполушарного взаимодействия.
Рис. 1. Особенности развития фонематического слуха и моторики пальцев рук у детей раннего возраста с нормальным и задержанным речевым развитием
У детей с нормальным речевым развитием поза «Рожки» выполняется правой и левой рукой без ошибок и без оказания помощи со стороны другой руки. Это свидетельствует о достаточном уровне функционирования правого и левого полушария в отдельности, и об установлении между ними чёткой функциональной асимметрии. При этом функциональная асимметрия продолжает своё развитие параллельно с развитием межполушарного взаимодействия.
Различение же речевых звуков у детей с задержкой речевого развития сопровождается дифференцированными движениями пальцев правой и левой рук (поза «Пальчики здороваются»: соединение второго, третьего, четвёртого и пятого пальцев правой и левой рук с большим пальцем одноимённой руки, а затем в обратном направлении). В этом случае выполнение данной позы правой рукой осуществляется лучше, чем левой. При осуществлении позы «Пальчики здороваются» правой рукой отмечается соблюдение последовательности и ритмичности всех движений как в прямом, так и в обратном порядке. При выполнении указанной позы на левой руке присутствуют ошибки в соблюдении последовательности движений. Точно такие же показатели отмечаются ещё и у дошкольников пяти-шести лет, у которых присутствуют речевые нарушения. Это свидетельствует о недостаточном функционировании у них на данном этапе речевого развития фонематического слуха, фонематического восприятия, о слабости межполушарного взаимодействия, что ярко отражается и в графических рисунках (Е. А. Бушинская, 2013; И. А. Филатова, 1998), а также о продолжающемся развитии функциональной асимметрии. Поэтому выделение ведущего левого полушария по речи отсрочено во времени и обусловлено в большей степени недоразвитием межполушарного взаимодействия. Однако при нормальном речевом развитии поза «Пальчики здороваются» выполняется на обеих руках без ошибок, что говорит о чётком установлении (закреплении) функциональной асимметрии головного мозга и о выделении ведущего (доминантного) левого полушария, отвечающего за речь.
Таким образом, экспериментальные данные показывают, что развитие фонематического слуха тесно связано с развитием моторики пальцев рук и становлением функциональной асимметрии головного мозга, которая осуществляется параллельно с развитием межполушарного взаимодействия. Выявленная закономерность является важным диагностическим показателем речевого и моторного развития ребёнка раннего возраста, и она не относится к детям с моторной алалией и аутизмом.
Однако недоразвитие фонематического слуха и моторики пальцев рук сопровождается и недоразвитием моторики артикуляционного аппарата: движения языка, губ неточные, тонус языка снижен или напряжён, ребёнок не может высунуть язык, поднять его вверх и осуществлять им движения вправо-влево, со стороны губ отмечаются содружественные движения (синкинезии). Недоразвитие фонематического слуха, артикуляционной моторики и моторики пальцев рук являются симптомами, свидетельствующими о наличии у ребёнка дизартрических нарушений (речедвигательных расстройств), (О. Г. Приходько, 2009; Е. Ф. Архипова, 2009) и о неблагополучном психомоторном развитии. Данные симптомы оказывают отрицательное влияние на формирование первоначальных детских слов. Поэтому активный словарь малыша не пополняется и не развивается, не формируются базовые глубинные грамматические структуры. Малыш не может составить предложение (объединить 2-3 слова и употребить их в правильной грамматической форме), так как он не осознал норм языка и поэтому не может сказать его. Хотя намерение к общению со взрослым и обращению к нему за помощью у него очень часто присутствует, но зачастую и может отсутствовать. Ребёнку трудно соотнести услышанное слово с определённым артикуляционным образом, тогда как зрительный образ предмета, действия или признака имеется в его сознании.
Всё это относится к главным причинам, которые вызывают недоразвитие речеязыковой способности, занимающей ведущее место в структуре дефекта как задержка речевого развития. А выявленные экспериментальные данные дают основания предполагать, что развитие фонематического слуха и моторики пальцев рук тесно взаимосвязаны и, кроме того, поэтапная закономерность развития фонематического слуха и дифференцированных движений пальцев рук является важным диагностическим показателем речевого и моторного развития детей раннего возраста.
Ссылки на источники
- Архипова, Е. Ф. Инновационная модель комплексного сопровождения развития детей с перинатальной энцефалопатией и её последствиями: дис. … на соиск. д. п. н. / Е. Ф. Архипова. – Москва :Мос-й. гос. гуманитар. ун-т им. М. А. Шолохова, 2009. – 452 с.
- Бушинская, Е. А. Гендерные различия развития пространственного гнозиса и речи у детей старшего дошкольного возраста с фонетико-фонематическим недоразвитием речи и лёгкой степенью псевдобульбарной дизартрии / Е. А. Бушинская // Проблемы современной науки: сборник научных трудов. – 2013. – Выпуск 8, часть 2 – С. 41-48.
- Жинкин, Н. И. Механизмы речи / Н. И. Жинкин. – Москва : АПН РСФСР Институт психологии, 1958. – 370 с.
- Кольцова, М. М. Двигательная активность и развитие функций мозга ребёнка: роль двигательного анализатора в формировании высшей нервной деятельности ребёнка / М. М. Кольцова. – Москва : Педагогика, 1973. – 144 с.
- Приходько, О. Г. Дизартрические нарушения у детей раннего и дошкольного возраста / О. Г. Приходько // Воспитание и обучение детей с нарушениями развития. – 2009. – №6. – С. 49-54.
- Филатова, И. А. Коррекция нарушений речи у дошкольников с дизартрией и недоразвитием пространственного гнозиса: дис. … на соиск. к. п. н. / И. А. Филатова. – Екатеринбург : Урал. госуд. пед. ун-т., 1998. – 217 с.
Elena Bushinskaya,
Speech therapist (tutor),
Municipal autonomous pre-school educational institution
Kindergarten of a combined type №1 «Goluboy korablic»,
Sverdlovsk Region, Rezh.
Peculiarities of the development of phonemic hearing and motor activity of fingers in children of early age with the normal and the delayed speech development
Abstract: The article offers a new and a clear definition of the term “delayed speech development” briefly describes causes that lead in this deviation from speech ontogeny. For the first time it discloses the interconnection between the development of phonemic hearing and motor activity of fingers in children of early age with the normal and the delayed speech development and also notices the peculiarities of the development of phonemic hearing and the differentiated movements of fingers in children with delayed speech development.
Key words: delayed speech development, motor activity of fingers, phonemic hearing, phonemic perception.
Статья. Шашкина Г.Р. Актуальные проблемы диагностики фонематического восприятия дошкольников с нарушениями речи
Шашкина Г.Р.Актуальные проблемы диагностики фонематического восприятия
дошкольников с нарушениями речи
Изучение состояния фонематического восприятия детей с речевыми нарушениями и разработка методов преодоления фонематических нарушений у них – одна из актуальных проблем отечественной логопедии на современном этапе ее развития.
Анализируя теоретические представления о фонематическом восприятии, представленные в трудах Н.В.Дуровой[2], можно сделать вывод о том, что различные ученые и исследователи пользуются разными терминами, описывая одни и те же фонематические процессы: речевой слух, фонематический слух, фонематическое восприятие.
А.Н.Гвоздев[4], Н.И.Жинкин[7], Д.Б.Эльконин[13] под речевым слухом понимали способность ребенка слышать отдельные звуки и их последовательность в словах, способность воспринимать слово в его звуковой целостности и понимать смысл речи. С.В.Иванова[8] рассматривает речевой слух как специальную психолингвистическую способность человека, как один из компонентов речевой способности. Как каждая способность, она развивается, совершенствуется и обеспечивает усвоение всех фонологических средств языка и речевой культуры в целом.
Также по-разному трактуется понятие фонематического слуха представителями педагогики, психологии, логопедии. Д.Б.Эльконин[13] понимает фонематический слух как способность человека слышать отдельные речевые звуки в словах. А.Р.Лурия[9] определяет фонематический слух как способность обобщать различные звучания в отдельные группы, используя существенные и игнорируя случайные признаки звука.
А.И.Воскресенская[3] и В.Г.Горецкий[6] рассматривают фонематический слух как способность слышать и выделять каждый отдельный звук среди других звуков слова, т.е. под фонематическим слухом они понимают звуковой анализ слов.
По мнению Д.Б.Эльконина[13], фонематическое восприятие у детей формируется в процессе специального обучения, при этом под фонематическим восприятием он понимает специальное действие по выделению звуков языка и установлению звуковой структуры слова, как его единицы.
Фонематическое восприятие, по мнению М.Г.Геринг[5], это способность ребенка воспринимать на слух и точно дифференцировать звуки речи, особенно звуки, близкие по звучанию.
Изучая различное понимание фонематического восприятия, можно убедиться, что многие ученые под этим понимают одно и то же: специально сформированные тонкие фонемные различия и действия, направленные в итоге на овладение звуковым анализом и синтезом.
Диагностика фонематического восприятия проводится в условиях медико-психолого-педагогической комиссии при отборе детей в логопедические группы для детей с нарушениями речи, в условиях логопедического пункта дошкольного образовательного учреждения или средней общеобразовательной школы. В зависимости от условий организации обследования для изучения фонематического восприятия используют либо методы экспресс-диагностики, разработанные В.И.Яшиной[1], либо методические рекомендации профессоров Г.В.Чиркиной и Т.Б.Филичевой[10,11].
Методические рекомендации В.И.Яшиной[1] разработаны для диагностики готовности к обучению грамоте детей с нормальным психофизическим развитием и содержат следующие задания по изучению уровня практического осознания элементов языка: назови одно слово; назови один звук; назови, сколько звуков в слове «дом»; назови звуки в этом слове по порядку; назови одно предложение; определи, сколько слов в предложении «Дети любят играть»; назови в предложении первое слово, второе, третье. Предлагаемые некоторые задания для оценки фонематического восприятия сочетаются с заданиями на диагностику языкового анализа и синтеза.
В пособии по диагностике речевых нарушений «Методы обследования речи детей» под общей редакцией Г.В.Чиркиной[10] представлены задания на:
— узнавание, различение и сравнение простых фраз;
— выделение и запоминание определенных слов в ряду других;
— различение отдельных звуков в ряду звуков, слогов и слов;
— запоминание слоговых рядов из 2-4 слогов, близких по акустическому восприятию;
— запоминание звуковых рядов.
Филичева Т.Б[11]. в программе обучения детей с фонетико-фонематическим недоразвитием предлагает начинать обследование фонематического восприятия с повторения серий слогов и слов, близких по акустическому восприятию. Затем предлагаются задания на выделение определенного звука из ряда других звуков; на определение наличия или отсутствия заданного звука в слове; на отбор предметных картинок с заданным звуком и на называние ряда слов, содержащих определенный звук.
В учебном пособии «Логопедическая работа с дошкольниками»[12] представлены задания на диагностику фонематического восприятия в соответствии с онтогенетическим принципом. Сначала ребенку предлагаются задания на выделение звука в ряду других звуков, далее — слогов и слов, на определение наличия (отсутствия) звука в слове, на подбор слов на заданный звук. Затем оценивается способность анализа позиции звука в слове (начальная, конечная, в середине слова), причем сначала анализируется позиция гласного, затем согласного в слове. В завершении диагностики ребенку предлагается анализ обратного слога, типа «ат», «ок», «уп», если ребенок ранее был в логопедической работе и владеет понятиями «гласный» и «согласный звук», дифференцирует понятия «предложение», «слово», «слог».
Анализ результатов диагностики детей с речевыми нарушениями показывает разный уровень сформированности фонематического восприятия: от полной неспособности выполнить задание до некоторых незначительных затруднений при выполнении более сложных заданий. При этом эти трудности не всегда коррелируют с нарушенным произношением.
Если ребенок неправильно произносит только сложные по артикуляции звуки (свистящие, шипящие, сонорные), то он эти звуки и не дифференцирует. Это 47% от всего количества обследованных детей с нарушениями речи, посещающие логопункты в дошкольных и школьных учреждениях Восточного округа Москвы. Если ребенок затрудняется в произношении 3-5 групп звуков, то и фонематическое восприятие нарушено более грубо: ребенок не различает практически все звуки родного языка. Эта группа составляет 35% от количества обследованных детей.
Однако, наблюдается категория детей, у которых произношение звуков не нарушено или находится в стадии автоматизации поставленных звуков, однако уровень фонематического восприятия низкий (дети затрудняются в анализе многих звуков, в основном согласных). В большинстве случаев это учащиеся первых классов общеобразовательных школ, обучающиеся на логопункте и ранее посещавшие занятия логопеда. Количество таких детей составляет 18%.
Несформированность фонематического восприятия снижает у детей готовность к овладению фонемным анализом и синтезом. Нередко вместо выделения первого гласного или согласного звука дети называют слог или все слово.
Перечисленные трудности не позволяют детям полноценно усваивать программу общеобразовательной школы, а в процессе обучения письму и чтению у них появляются специфические ошибки, такие как замены согласных букв, пропуски, перестановки букв и слогов, замены гласных под ударением, вставка лишних букв.
Таким образом, диагностика фонематического восприятия у детей с речевыми нарушениями с одной стороны одна из наиболее изученных, а с другой стороны одна из наиболее сложных проблем отечественной логопедии. В настоящее время нет достоверных статистических сведений о распространенности нарушений фонематического восприятия у детей с различными речевыми расстройствами в регионах России. Подходы к изучению проблемы диагностики и коррекции фонематического восприятия у детей носят многоаспектный и междисциплинарный характер.
Литература.
1. Алексеева М.М., Яшина В.И. Методика развития речи и обучения родному языку дошкольников, М., 1997.
2. Дурова Н.В. Формирование фонематического слуха детей. М., 1996.
3. Воскресенская А.И. Грамота в детском саду. М., Просвещение, 1965.
4. Гвоздев А.Н. Вопросы изучения детской речи. М., издательство АПН РСФСР, 1961.
5. Геринг М.Г., Герман Н.А. Воспитание у дошкольников правильной речи. Чебоксары, 1980.
6. Горецкий В.Г. Обучение грамоте в первом классе. Журнал «Дошкольное воспитание», 1967, №5.
7. Жинкин Н.И. Механизмы речи. М., издательство АПН РСФСР, 1958.
8. Иванова СВ. Речевой слух и культура речи. М., Просвещение, 1970.
9. Лурия А.Р. Ощущение и восприятие. М., издательство МГУ, 1975.
10. Методы обследования речи детей. Пособие по диагностике речевых нарушений. Под общей редакцией Г.В.Чиркиной. М., 2003.
11. Филичева Т.Б., Чиркина Т.Б., Туманова Т.В. Программы дошкольных образовательных учреждений компенсирующего вида для детей с речевыми нарушениями. М., Просвещение, 2008.
12. Шашкина Г.Р., Зернова Л.П., Зимина И.А. Логопедическая работа с дошкольниками. М., 2014.
13. Эльконин Д.Б. Как учить детей читать. М., 1976.
(PDF) Восприятие и осведомленность о фонемах у детей с фонологическими нарушениями
ПТИЦА И ЕПИСКОП
310
ССЫЛКИ
ARAM, DM & HORWn «Z, s. J. (1983). Последовательные и неречевые практические способности в развитие
вербальная диспраксия. Медицина развития и детская неврология 25, 195-207.
AUNGST, LF & FRICK, J. v. (1964). Способность различать слух и последовательность артикуляции
Ir /.Журнал нарушений речи и слуха 19, 76-E5.
БЕРЕСФОРД Р.Ф. (1981). Оценка речи в Ньюкасле. Можно получить в Департаменте речи,
Университет Ньюкасл-апон-Тайн.
BERNSTEIN, L.E. & STARK, R.E.} 1985). Развитие речевого восприятия у детей с языковыми нарушениями:
, последующее 4-летнее исследование. журнал нарушений речи и слуха 50, 21-30.
ЕПИСКОП, Д. В. М., БАЙЕРС БРАУН, Б.И Робсон Дж. (1990). Связь между дискриминацией фонемы
, производством речи и пониманием языка у людей с церебральным параличом.
Journal of Speech and Hearins Research 33, 210-219.
БРЭДЛИ Л. и БРАЙАНТ П. Э. (1983). Классификация звуков и обучение чтению: причинно-следственная связь.
Nature 301, 419-421.
BRIDGEMAN, E. & SNOWLING, M. (1988). Восприятие последовательности фонем: сравнение
детей с диспраксией и нормальных детей.Британский журнал расстройств коммуникации 23, 245-252.
БРОЕН, П. А., СТРАНЖ, В., ДОЙЛ, С. С. и ХЕЛЛЕР, Дж. Х. (1983). Восприятие и воспроизведение
приближенных контрастов нормальными и запаздывающими в артикуляции детьми дошкольного возраста. Журнал речи
и исследования слуха 26, 601-608.
КАРРЕЛЛ, Дж. И ПЕНДЕРГАСТ, К. (1954). Экспериментальное исследование возможной связи ошибок
речи и орфографии.Журнал нарушений речи и слуха 19, 327-334.
COHEN, J. H. & DIEHL, C. F. (1963). Связь различения звуков речи с дефектами артикуляционного типа.
Журнал нарушений речи и слуха 28, 187–190.
ДАНН, М. Л., ДАНН, М. Л., УИТТОН, К. и ПИНТИЛИ, Д. (1982). British Picture Vocabulary Scale,
Windsor: NFER-Nelson.
ЭДВАРДС М. (1973). Развивающаяся вербальная диспраксия.Британский журнал расстройств коммуникации
8, 64-70.
ЗЕЛЁНЫЙ, Д. М. и СВЕТС, Дж. А. (1966). Теория обнаружения сигналов и психофизика. Нью-Йорк: Вили.
GRUNWELL, P. (1981). Природа фонологической инвалидности у детей. Лондон: Academic Press.
ХАТЧИНСОН, Б. Б. И КЛАРК, Д. В. (1968). Навыки слухового и зрительного различения нормальных
детей и детей с дефектом артикуляции.Перцептивные и моторные навыки 26, 259-265.
JUSCZYK, P. w. (1986). К модели восприятия речи. В: J. S. Perkell, Ed., Lnvariance and
Variversity in Speech Processes. Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум.
КРОНВАЛЛ, Э. Л. и ДИЕЛЬ, К. Ф. (1954). Связь слуховой дискриминации с артикуляционными дефектами
у детей без известных органических нарушений. Журнал нарушений речи и слуха
19, 335-338.
LADEFOGED, P. (1975). Курс фонетики. Нью-Йорк: Харкорт Брейс Йованович.
LAPKO, L. L. & BANKSON, N. W. (1975). Взаимосвязь между слуховой дискриминацией, артикуляционной различимостью
и последовательностью неправильной артикуляции. Перцептивные и моторные навыки 40, 171-177.
LENEL, J. c. И КАНТОР, Дж. Х. (1981). Распознавание рифм и фонематическое восприятие у детей раннего возраста.
Журнал психолингвистических исследований 10, 57-68.
ЛОКК, Дж. Л. (1980). Вывод о восприятии речи у ребенка с фонологическими нарушениями. Части
I и II. Журнал нарушений речи и слуха 45, 431-468.
LOCKE, J. L. & GOLDSTEIN, J. I. (1971). Детское определение и различение фонем. Британский
Журнал расстройств коммуникации 6, 107-112.
MAGNUSSON, E. & NAUCLER, K. (1990). Чтение и правописание у детей с языковыми расстройствами — лингвистические
и метаязыковые предпосылки: отчет о лонгитюдном исследовании.Клиническая лингвистика и фонетика
4, 49-61.
MANGE, C. v. (1960). Связь между выбранными факторами слухового восприятия и артикуляцией
l4> способность. Журнал исследований речи и слуха 3, 67-74.
MARQUARDT, T. P. & SAXMAN, H. J. (1972). Понимание языка и слуховая дискриминация у
детей детского сада с нарушением артикуляции. Журнал исследований речи и слуха 15, 382-389.
МЭТЬЮС, Б. А. Дж. И СЕЙМУР, К. М. (1981). Показатели обучаемости детей с ограниченными возможностями по тестам
слуховой дискриминации. Журнал нарушений обучаемости 14, 9–12.
MIYAWAKI, K., STRANGE, W., VERBRUGGE, R., LIBERMAN, A.M., JENKINS, J. J. & FUJIMURA, o. (1975).
Эффект языкового опыта: дискриминация [r] и [I] носителями японского
и английского языков.Восприятие и психофизика 18, 331-340.
МОННИН, Л. М. и ХАНТИНГТОН, Д. А. (1974). Связь артикуляционных дефектов с речевым звуком
идентификация. Журнал исследований речи и слуха 17, 352-366.
МОРАИС, Дж., Кэри, Л., АЛЕГИЯ, Дж. И БЕРТЕЛСОН, П. (1979). Осознание речи как последовательности
телефонов возникает спонтанно? Познание 7, 323-331.
МОРГАН Р.А. (1984).Слуховая дискриминация у детей с дефектами речи и нормальных детей как
в зависимости от возраста. Британский журнал расстройств коммуникации 18, 89-96.
OHDE, R. N. & SHARF, D. J. (1988). Перцепционная категоризация и последовательность синтезированных континуумов Ir-wl
у взрослых, нормальных детей и детей, неправильно артикулирующих Ir-1. Journal of Speech and
Hearing Research 31, 556-568.
ПРИНС, Д. (1963).Отношения между специфическими артикуляционными отклонениями и реакциями на клиническую оценку способности различать звуки
. Журнал нарушений речи и слуха 28, 382-388.
RAAYMAKERS, E. M. J. A. и CRUL, T. A. M. (1988). Восприятие и создание финала / s-ts / контраст
на голландском языке путем неправильной артикуляции детей. Журнал нарушений речи и слуха 53, 262-270.
ЧИТАТЬ. С. 0978). Осведомленность детей о языке «язык» с упором на звуковые системы.В: A. Sinclair,
Плохая нейронная и перцептивная дискриминация фонем во время акустических вариаций при дислексии
Kuhl, P.K. Раннее овладение языком: взлом речевого кода. Nat. Rev. Neurosci. 5 , 831–843 (2004).
CAS PubMed Статья Google ученый
Шестакова А. и др. . Представления абстрактных фонем в левой височной коре: исследование негативности магнитного рассогласования. Нейроотчет 13 , 1813–1816 (2002).
PubMed Статья Google ученый
Dehaene-Lambertz, G. & Pena, M. Электрофизиологические доказательства автоматической фонетической обработки у новорожденных. Нейроотчет 12 , 3155–3158 (2001).
CAS PubMed Статья Google ученый
Кере, Дж. Молекулярная генетика и нейробиология дислексии развития как модель сложного фенотипа. Biochem. Биофиз. Res. Commun. 452 , 236–243 (2014).
CAS PubMed Статья Google ученый
Петерсон Р. Л. и Пеннингтон Б. Ф. Дислексия развития. Annu. Rev. of Clinical Psychol. 11 , 283–307 (2015).
Артикул Google ученый
Lyon, G.R., Shaywitz, S.E. и Shaywitz, B.А. Определение дислексии. Ann. Дислексия 53 , 1–14 (2003).
Артикул Google ученый
Shaywitz, S. E. Дислексия. N. Engl. J. Med. 338 , 307–312 (1998).
CAS PubMed Статья Google ученый
Иден, Г. Ф., Олуладе, О. А., Эванс, Т. М., Крафник, А. Дж. И Алкир, Д. Р. Дислексия развития.В Нейробиология языка 815–826, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-407794-2.00065-1 (2016).
Глава Google ученый
Галабурда, А.М., ЛоТурко, Дж., Рамус, Ф., Фитч, Р. Х. и Розен, Г. Д. От генов к поведению при дислексии развития. Nat. Neurosci. 9 , 1213–1217 (2006).
CAS PubMed Статья Google ученый
Кере, Дж. Молекулярная генетика и молекулярная биология дислексии. Wiley междисциплинарный. Rev. Cogn. Sci. 2 , 441–448 (2011).
PubMed Статья Google ученый
Жиро, А. Л. и Рамус, Ф. Нейрогенетика и слуховая обработка при дислексии развития. Curr. Opin. Neurobiol. 23 , 37–42 (2013).
CAS PubMed Статья Google ученый
Веллутино, Ф. Р., Флетчер, Дж. М., Сноулинг, М. Дж. И Скэнлон, Д. М. Специфические нарушения чтения (дислексия): чему мы научились за последние четыре десятилетия? J. Child Psychol. Психиатрия 1 , 2–40 (2004).
Артикул Google ученый
Боутс Б. и др. . Нетронутые, но менее доступные фонетические изображения у взрослых с дислексией. Наука (80-). 342 , 1251–1255 (2013).
ADS CAS Статья Google ученый
Хямяляйнен, Дж. А., Салминен, Х. К. и Леппянен, П. Х. Т. Базовые нарушения слуховой обработки при дислексии: систематический обзор поведенческого и связанного с событиями потенциала / полевые доказательства. J. Learn. Disabil. 46 , 413–427 (2013).
PubMed Статья Google ученый
Куяла, Т.& Näätänen, R. Отрицательность несоответствия в оценке центральной слуховой дисфункции при дислексии. Neurosci. Biobehav. Ред. 25 , 535–543 (2001).
CAS PubMed Статья Google ученый
Куяла, Т. М. Роль ранних нарушений слуховой дискриминации при языковых расстройствах. J. Psychophysiol. 21 , 239–250 (2007).
Артикул Google ученый
Куяла Т., Терваниеми М. и Шрегер Э. Отрицательность несоответствия в когнитивной и клинической нейробиологии: теоретические и методологические соображения. Biol. Psychol. 74 , 1–19 (2007).
PubMed Статья Google ученый
Нятянен, Р., Куяла, Т. и Винклер, И. Слуховая обработка, ведущая к сознательному восприятию: уникальное окно для центральной слуховой обработки, открываемое негативностью несоответствия и соответствующими реакциями. Психофизиология 48 , 4–22 (2011).
PubMed Статья Google ученый
Нятянен, Р., Симпсон, М. и Лавлесс, Н. Э. Отклонение стимулов и вызванные потенциалы. Biol. Psychol. 14 , 53–98 (1982).
PubMed Статья Google ученый
Алхо К. и др. . Обработка новых звуков и частотных изменений в слуховой коре человека: магнитоэнцефалографические записи. Психофизиология 35 , 211–224 (1998).
CAS PubMed Статья Google ученый
Хорват Дж., Винклер И. и Бендиксен А. Образуют ли N1 / MMN, P3a и RON прочно связанную цепочку, отражающую три стадии слухового отвлечения? Biol. Psychol. 79 , 139–147 (2008).
PubMed Статья Google ученый
Нятянен, Р. и др. . Языковые репрезентации фонем, выявленные электрическими и магнитными реакциями мозга. Nature 385 , 432–434 (1997).
ADS PubMed Статья Google ученый
Няатанен, Р. Восприятие звуков речи человеческим мозгом, отраженное отрицательностью рассогласования (MMN) и ее магнитным эквивалентом (MMNm). Психофизиология 38 , 1-21 (2001).
PubMed Статья Google ученый
Куяла, Т. и Леминен, М. Низкоуровневые нейронные слуховые дисфункции различения при специфических языковых нарушениях — обзор результатов отрицательного несоответствия. Dev. Cogn. Neurosci. 28 , 65–75 (2017).
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Maurer, U. et al .Нейрофизиология в дошкольных учреждениях улучшает поведенческое прогнозирование способности к чтению в начальной школе. Biol. Психиатрия 66 , 341–348 (2009).
PubMed Статья Google ученый
Ван Зуйен, Т. Л. и др. . Временная обработка слуха в возрасте 17 месяцев связана с дописьменным пониманием языка и более поздним беглым чтением слов: исследование ERP. Neurosci. Lett. 528 , 31–35 (2012).
PubMed Статья CAS Google ученый
Schaadt, G. & Männel, C. Фонемы, слова и фразы: отслеживание фонологической обработки у дошкольников, развивающих дислексию. Clin. Neurophysiol. 130 , 1329–1341 (2019).
PubMed Статья Google ученый
Bitz, U., Густ, К., Спитцер, М. и Кифер, М. Фонологический дефицит у школьников отражается в негативе рассогласования. Нейроотчет 18 , 911–915 (2007).
PubMed Статья Google ученый
Lachmann, T., Berti, S., Kujala, T. и Schröger, E. Диагностические подгруппы дислексии развития имеют различные недостатки в нейронной обработке тонов и фонем. Внутр. J. Psychophysiol. 56 , 105–120 (2005).
PubMed Статья Google ученый
Ловио, Р., Няатанен, Р. и Куяла, Т. Аномальный паттерн распознавания корковых речевых признаков у 6-летних детей с риском дислексии. Brain Res. 1335 , 53–62 (2010).
CAS PubMed Статья Google ученый
Schulte-Körne, G., Деймел, В., Бартлинг, Дж. И Ремшмидт, Х. Дефицит восприятия речи у взрослых с дислексией, измеренный с помощью отрицательного несоответствия (MMN). Внутр. J. Psychophysiol. 40 , 77–87 (2001).
PubMed Статья Google ученый
Kujala, T. et al. . Речевая и звуковая сегментация при дислексии: доказательства многоуровневого коркового нарушения. Eur. J. Neurosci. 24 , 2420–2427 (2006).
CAS PubMed Статья Google ученый
Фоскер Т. и Тьерри Г. Исследование P300 обнаружения изменения фонемы у взрослых с дислексией. Neurosci. Lett. 357 , 171–174 (2004).
CAS PubMed Статья Google ученый
Corbera, S., Escera, C. & Artigas, J. Негативность нарушения несоответствия продолжительности при дислексии развития. Нейроотчет 17 , 1051–1055 (2006).
PubMed Статья Google ученый
Baldeweg, T., Richardon, A., Watkins, S., Foale, C. & Gruzelier, G. Нарушение распознавания слуховой частоты при дислексии, обнаруженной с помощью несовпадающих вызванных потенциалов. Ann. Neurol. 45 , 495–503 (1999).
CAS PubMed Статья Google ученый
Бишоп, Д. В. М. Использование отрицания несоответствия для изучения центральной слуховой обработки при нарушениях в развитии языка и грамотности: где мы находимся и куда мы должны двигаться? Psychol. Бык. 133 , 651–672 (2007).
CAS PubMed Статья Google ученый
Kujala, T. et al. . Базовая слуховая дисфункция при дислексии, продемонстрированная измерениями активности мозга. Психофизиология 37 , 262–266 (2000).
CAS PubMed Статья Google ученый
Kujala, T., Belitz, S., Tervaniemi, M. & Näätänen, R. Расстройство слуховой сенсорной памяти у взрослых с дислексией, проиндексированное негативностью несоответствия. Eur. J. Neurosci. 17 , 1323–1327 (2003).
CAS PubMed Статья Google ученый
Куяла, Т., Ловио, Р., Lepistö, T., Laasonen, M. & Näätänen, R. Оценка мультиатрибутной слуховой дискриминации при дислексии с негативностью несоответствия. Clin. Neurophysiol. 117 , 885–893 (2006).
CAS PubMed Статья Google ученый
Веркер, Дж. Ф. и Тис, Р. К. Восприятие речи у детей с тяжелыми формами инвалидности и детей со средним уровнем чтения. Банка. J. Psychol. 41 , 48–61 (1987).
CAS PubMed Статья Google ученый
Bogliotti, C., Serniclaes, W., Messaoud-Galusi, S. & Sprenger-Charolles, L. Дискриминация звуков речи детьми с дислексией: сравнение с хронологическим возрастом и контролем уровня чтения. J. Exp. Детская психол. 101 , 137–155 (2008).
CAS PubMed Статья Google ученый
Годфри, Дж. Дж., Сырдал-Ласки, К., Миллэй, К. К. и Нокс, К. М. Показатели детей с дислексией на тестах на восприятие речи. J. Exp. Детская психол. 32 , 401–424 (1981).
CAS PubMed Статья Google ученый
Ноорденбос, М. В. и Серниклес, В. Дефицит категориального восприятия при дислексии: метаанализ. Sci. Stud. Читать. 19 , 340–359 (2015).
Артикул Google ученый
Виртала, П., Партанен, Э., Терваниеми, М. и Куяла, Т. Нейронное различение звуковых изменений речи в переменном контексте происходит независимо от внимания и явного осознания. Biol. Psychol. 132 , 217–227 (2018).
CAS PubMed Статья Google ученый
Serniclaes, W.Аллофоническая теория дислексии: краткий обзор. JSM Commun. Disord. 2 , 1010 (2018).
Google ученый
Serniclaes, W. & Sprenger-Charolles, L. Категориальное восприятие звуков речи и дислексия. Curr. Psychol. Lett. Behav. Мозг Когн . 1 (2003).
Noordenbos, M. W., Segers, E., Serniclaes, W., Mitterer, H. и Verhoeven, L. Нейронные свидетельства аллофонического восприятия у детей с риском дислексии. Neuropsychologia 50 , 2010–2017 (2012).
CAS PubMed Статья Google ученый
Zhang, Y. et al . Универсальность категориального дефицита восприятия при дислексии развития: исследование тонов китайского мандарина. J. Child Psychol. Психиатрия, союзная дисциплина. 53 , 874–882 (2012).
Артикул Google ученый
Hoonhorst, I. et al. . Носители французского языка в процессе становления: от общего языка до языковых границ озвучивания. J. Exp. Детская психол. 104 , 353–366 (2009).
PubMed Статья Google ученый
Lum, J. A. G., Ullman, M. T. & Conti-Ramsden, G. Процедурное обучение нарушается при дислексии: данные метаанализа серийных исследований времени реакции. Res.Dev. Disabil. 34 , 3460–3476 (2013).
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Gabay, Y. & Holt, L.L. Случайное заучивание звуковых категорий нарушается при дислексии развития. Cortex 73 , 131–143 (2015).
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Габай Ю., Тиссен, Э. Д. и Холт, Л. Л. Нарушение статистического обучения при дислексии развития. J. Speech, Lang. Слышать. Res. 58 , 934–945 (2015).
Артикул Google ученый
Кимппа, Л., Штыров, Ю., Партанен, Э. и Куяла, Т. Нарушение нейронного механизма для усвоения новых слов онлайн у детей с дислексией. Sci. Отчет 8 , 1–12 (2018).
CAS Статья Google ученый
Perrachione, T. K. et al. . Дисфункция быстрой нервной адаптации при дислексии. Нейрон 92 , 1383–1397 (2016).
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Ахиссар, М. Дислексия и гипотеза дефицита якоря. Trends Cogn. Sci. 11 , 458–465 (2007).
PubMed Статья Google ученый
Harmony, T. et al . Основная задача требует модуляции амплитуды P3a. Cogn. Brain Res. 9 , 53–60 (2000).
CAS Статья Google ученый
Nagarajan, S. et al. . Корковая обработка слуховых сигналов у плохих читателей. Proc. Natl. Акад. Sci. 96 , 6483–6488 (1999).
ADS CAS PubMed Статья Google ученый
Невала, Дж., Кайралуома, Л., Ахонен, Т., Аро, М., Холопайнен, Л. Люкемис-я kirjoittamistaitojen yksilötestistö nuorille ja aikuisille [Индивидуальный тестовый материал для оценки дислексии в юношеском и взрослом возрасте] (версия для стандартизации ). (2006).
Laasonen, M., Lehtinen, M., Leppämäki, S., Tani, P. & Hokkanen, L. Project DyAdd: фонологическая обработка, чтение, правописание и арифметика у взрослых с дислексией или СДВГ. J. Learn. Disabil. 43 , 3–14 (2010).
PubMed Статья Google ученый
Лефли, Д. Л. и Пеннингтон, Б. Ф. Надежность и валидность анкеты по истории чтения для взрослых. J. Learn. Disabil. 33 , 286–296 (2000).
CAS PubMed Статья Google ученый
Кесслер Р. К. и др. . Шкала самооценки СДВГ среди взрослых Всемирной организации здравоохранения (ASRS): короткая шкала скрининга для использования среди населения в целом. Psychol. Med. 35 , 245–256 (2005).
PubMed Статья Google ученый
Wiik, K. Финские и английские гласные. Сравнение с особым упором на проблемы обучения, с которыми сталкиваются носители финского языка, изучающего английский язык . (Публикации Университета Турку, 1965 г.).
Boersma, P. & Weenink, D. Praat: Выполнение фонетики с помощью компьютера. Получено с http: // www.praat.org/ (2013).
Илле, Н., Берг, П. и Шерг, М. Коррекция артефактов текущей ЭЭГ с использованием пространственных фильтров на основе топографии артефактов и сигналов мозга. J. Clin. Neurophysiol. 19 , 113–124 (2002).
PubMed Статья Google ученый
Фонематическая осведомленность: концепции и исследования
Концепции и исследования
Фонематическая осведомленность (PA):
- способность слышать звуки в произносимых словах и управлять ими, а также понимание того, что произносимые слова и слоги состоят из последовательностей звуков речи (Yopp, 1992; см. Ссылки).
- необходим для обучения чтению в алфавитной системе письма, потому что буквы представляют собой звуки или фонемы. Без фонематической осведомленности фонетика не имеет смысла.
- фундамент для преобразования речи в печать. Если ребенок не слышит, что «человек» и «луна» начинаются с одного и того же звука или не может смешивать звуки / rrrrrruuuuuunnnnn / в слово «бегать», он или она могут иметь большие трудности со связью звуков с их письменными символами или смешиванием звуков, чтобы составить слово.
- необходимо для обучения чтению в алфавитной системе письма.
- надежный предсказатель детей, которые рано добиваются успехов в чтении.
Важное различие:
- Фонематическая осведомленность НЕ является фонетической.
- Фонематическая осведомленность является АУДИТОРИЧЕСКИМ и не включает слов в печатном виде.
Важна фонематическая осведомленность …
- Читатели должны обращать внимание на то, как буквы представляют звуки. Он готовит читателей к печати.
- Это дает читателям возможность подойти к озвучиванию и чтению новых слов.
- Это помогает читателям понять принцип алфавита (что буквы в словах систематически представлены звуками).
… но сложно:
- Хотя в английском языке 26 букв, в английском языке примерно 40 фонем или звуковых единиц. (ПРИМЕЧАНИЕ: количество фонем зависит от источника.)
- Звуки представлены в 250 различных вариантах написания (например, / f / как в ph, f, gh, ff).
- Звуковые единицы (фонемы) по своей сути не очевидны, и их необходимо обучать.Звуки, из которых состоят слова, «слипаются»; то есть они не отделены друг от друга отчетливо.
К началу страницы
Определения ключевой терминологии PA:
- Фонема: Фонема — это звук речи. Это наименьшая единица языка и не имеет внутреннего значения.
- Фонематическая осведомленность: способность слышать звуки произносимых слов и управлять ими, а также понимание того, что произносимые слова и слоги состоят из последовательностей звуков речи (Yopp, 1992; см. Ссылки).Фонематическая осведомленность включает в себя слышание языка на уровне фонем.
- Phonics: использование кода (отношения звук-символ для распознавания слов.
- Фонологическая осведомленность: способность слышать звуковую структуру языка и управлять ею. Это всеобъемлющий термин, который подразумевает работу со звуками языка на уровне слова, слога и фонемы.
- Непрерывный звук: звук, который можно продлить (растянуть) без искажений (например, r, s, a, m).
- Onset-Rime: Начало — это часть слова перед гласной; не все слова имеют начало. Иней — это часть слова, включающая гласную и то, что следует за ней.
- Сегментация: разделение слов на фонемы.
К началу страницы
Примеры фонем
Слово «солнце» имеет три фонемы: / s / / u / / n /. В таблице ниже показаны различные языковые единицы от наибольшего (предложение) до наименьшего (фонема).
| Приговор | Ярко светило солнце. |
| Слово | солнце |
| Слог | солнце, солнце-сияние, солнце-нью-йорк |
| Иней | s-un, s-unshine, s-unny |
| Фонема | с-у-н |
Слово «закрытый» также имеет три фонемы: / ш / / у / / т /.
Примеры навыков фонематической осведомленности
- Смешивание: какое слово я пытаюсь сказать? Ммммм…оооооо … п.
- Сегментация (первая звукоизоляция): какой первый звук у швабры? / м /
- Сегментация (последняя звукоизоляция): Какой последний звук у швабры? / п /
- Сегментация (завершена): какие звуки вы слышите в швабре? / м / / о / / п /
| Что должны знать учителя | Что должны уметь делать учителя |
|---|---|
|
|
| (изменено из Moats, 1999; см. Ссылки) | |
Как выглядит отсутствие фонематической осведомленности?
Дети, не обладающие навыками фонематической осведомленности, не могут:
- групповых слов с похожими и разными звуками (мат, кружка, солнце)
- смешанные и разделенные слоги (f oot)
- наложение звуков в слова (m_a_n)
- сегментирует слово как последовательность звуков (напр.г., рыба состоит из трех фонем, / ф /, / и /, / ш /)
- обнаруживает звуки в словах и управляет ими (измените r в run на s).
(Kame’enui и др., 1997; см. Ссылки)
В начало страницы
Исследования фонематической осведомленности говорят:
«Лучшим предиктором трудности чтения в детском саду или первом классе является неспособность сегментировать слова и слоги на составляющие звуковые единицы (фонематическая осведомленность)» (Lyon, 1995; см. Ссылки).
Способность слышать фонемы и манипулировать ими играет причинную роль в приобретении начальных навыков чтения (Smith, Simmons, & Kame’enui, 1998; см. Ссылки).
Существует множество свидетельств того, что основное различие между хорошими и плохими читателями заключается в способности хорошего читателя к фонологической обработке.
Эффекты обучения фонологической осведомленности и обучения чтению дополняют друг друга. «Чтение и фонематическая осведомленность взаимно усиливают друг друга: фонематическая осведомленность необходима для чтения, а чтение, в свою очередь, еще больше улучшает фонематическую осведомленность.»(Shaywitz, 2003, см. Ссылки)
Фонологическую осведомленность можно научить, и ей способствует внимание к учебным переменным (Smith, Simmons, & Kame’enui, 1998; см. Ссылки).
В начало страницы
Шум по-разному влияет на представление фонем в слуховой и речевой моторной системах.
Значение
Продолжаются споры относительно роли избыточной моторной активации во время восприятия речи. В этом функциональном МРТ-исследовании многомерный анализ паттернов выявил более сильную дискриминацию мультивоксельных фонем в речевых моторных регионах, чем в слуховой коре, когда речевые фонемы были умеренно разрушены шумом.Наши результаты предоставляют нейровизуализационные доказательства для учета сенсомоторной интеграции. Сохранение различения фонем в речевых моторных областях может компенсировать потерю специфичности речевых репрезентаций с пониженным уровнем шума, что способствует восприятию речи в неблагоприятных условиях прослушивания.
Abstract
Хотя общепризнано, что речевая двигательная система (SMS) активируется во время восприятия речи, функциональная роль этой активации остается неясной. Здесь мы проверяем гипотезу о том, что избыточная моторная активация способствует категориальному восприятию речи в неблагоприятных условиях прослушивания.В этом исследовании функциональной магнитно-резонансной томографии участники идентифицировали один из четырех токенов фонем (/ ba /, / ma /, / da / или / ta /) при одном из шести уровней отношения сигнал / шум (SNR) (–12 , –9, –6, –2, 8 дБ и без шума). Одномерный и многомерный анализ паттернов использовался для определения роли SMS во время восприятия фонем с пониженным уровнем шума. Результаты показали отрицательную корреляцию между нервной активностью и точностью восприятия в левой вентральной премоторной коре и области Брока.Что еще более важно, мультивоксельные паттерны активности в левой вентральной премоторной коре и области Брока демонстрировали эффективную категоризацию фонем, когда SNR ≥ –6 дБ. Это резко контрастирует с различимостью фонем в двусторонней слуховой коре и областях сенсомоторного интерфейса (например, левой задней верхней височной извилины), которая была надежной только тогда, когда шум был чрезвычайно слабым (SNR> 8 дБ). Наши результаты предоставляют убедительные нейровизуализационные доказательства большей устойчивости SMS, чем слуховые области, для категориального восприятия речи в шуме.В неблагоприятных условиях прослушивания лучшая дискриминационная активность в SMS может компенсировать потерю специфичности слуховой системы за счет сенсомоторной интеграции.
Восприятие и идентификация речевых сигналов традиционно приписывались верхним височным кортикам (1-3). Однако речевая моторная система (SMS) — премоторная кора (PMC) и задняя нижняя лобная извилина (IFG), включая область Брока, — которая традиционно поддерживает производство речи, также участвует в задачах восприятия речи, как показывает функциональная магнитно-резонансная томография ( фМРТ) (4–8), магнитоэнцефалография (9), электрокортикография у пациентов (10) и транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) (11, 12).Хотя в отношении этих избыточных представлений нет сомнений, по-прежнему ведутся споры о роли SMS в восприятии речи. Идея основанных на действии (артикуляционных) представлений речевых токенов была предложена давно в моторной теории восприятия речи (13), а недавно была возрождена с открытием «зеркальных нейронов» (14). Однако эмпирические данные не подтверждают убедительную версию моторной теории (15). Вместо этого современные теории обработки речи утверждают, что SMS может реализовывать функцию сенсомоторной интеграции для облегчения восприятия речи (2, 16–18).В частности, SMS генерирует внутренние модели, которые прогнозируют сенсорные последствия рассматриваемых артикуляторных жестов, и такие прямые прогнозы сопоставляются с акустическими представлениями в областях сенсомоторного интерфейса, расположенных в левой задней верхней височной извилине (pSTG) и / или левой нижней теменной доле (IPL). ) для ограничения восприятия (17, 18). Прямое сенсомоторное картирование может повысить остроту восприятия сенсорной системы до ожидаемых входных сигналов с помощью механизма распределения усиления сверху вниз (16), который, как мы полагаем, был бы особенно полезен для устранения неоднозначности фонологической информации в неблагоприятных условиях прослушивания.Однако предположение о том, что SMS более устойчиво, чем слуховая кора в фонологической обработке в шуме, чтобы добиться успешного прямого картирования во время восприятия речи, еще не было подтверждено.
Кроме того, ведутся споры о том, важна ли двигательная функция (11) или нет (16) для восприятия речи. Исследования с использованием TMS показали, что стимуляция PMC приводила к снижению фонетической дискриминации в шуме (11), но не влияла на идентификацию фонем в оптимальных условиях прослушивания (16), предполагая косвенное вовлечение SMS в восприятие речи.Более того, нейровизуализационные исследования показали повышенную активность SMS по мере снижения разборчивости речи (5, 17–21). Например, в зоне PMC или Брока активизация была выше, когда участники слушали искаженную относительно ясной речи (19) или неродную, чем родную речь (17, 18). Активность левой IFG увеличивалась по мере увеличения временного сжатия речевых сигналов до тех пор, пока понимание не прекращалось на наиболее сжатых уровнях (20). Что касается речи при восприятии шума, более сильная активация в левой PMC и IFG наблюдалась при более низких отношениях сигнал / шум (SNR) (21), а двусторонняя активность IFG положительно коррелировала с временем реакции, модулированной SNR (RT) (5). .Эти результаты породили гипотезу о том, что SMS способствует восприятию речи в условиях шума адаптивным образом и в зависимости от конкретной задачи. Предположительно, при оптимальных условиях прослушивания (то есть при отсутствии фонового шума) восприятие речи возникает в основном из акустических представлений в слуховой системе с небольшой поддержкой SMS или без нее. Напротив, SMS будет играть большую роль в восприятии речи, когда речевой сигнал обеднен в неблагоприятных условиях прослушивания. Однако, вероятно, существует предел в степени, в которой SMS может компенсировать плохой SNR.То есть в некоторых случаях информация из артикуляционных команд не может генерировать правдоподобные прогнозы относительно речевых сигналов. Таким образом, прямое отображение может адаптивно изменяться с помощью SNR в линейной или выпуклой (эффективность прямого отображения достигает пика при определенном SNR и уменьшается, когда SNR увеличивается или уменьшается) шаблона. Однако условия SNR, при которых SMS может успешно компенсировать восприятие обедненных речевых сигналов таким механизмом прямого отображения, неизвестны.
В текущем исследовании фМРТ 16 молодых участников определили английские токены фонем (/ ba /, / ma /, / da / и / ta /), замаскированные широкополосным шумом на нескольких уровнях SNR (–12, –9, –6 , –2, 8 дБ и без шума) нажатием кнопки.В конце сканирования также была включена субвокальная производственная задача, в которой участников проинструктировали многократно и беззвучно произносить четыре фонемы. Одномерный анализ общей линейной модели (GLM) и многомерный анализ паттернов (MVPA) (22–25) были объединены для исследования рекрутирования [активация, зависящая от среднего уровня оксигенации крови (жирный шрифт)] и различимости фонем (пространственное распределение активности) SMS во время речи в шумном восприятии. MVPA сравнивает распределенные паттерны активности, вызванные различными стимулами / условиями по вокселям, и выявляет внутрисубъектную согласованность паттернов активации.Он устойчив к индивидуальной анатомической изменчивости, чувствителен к небольшим различиям в активации и предоставляет мощный инструмент для изучения процессов, лежащих в основе категоризации речи (25). Мы предсказали, что ( i ), потому что дорсальный слуховой поток (например, IFG, PMC, pSTG и IPL), поддерживающий сенсомоторную интеграцию, активируется в результате связанного с задачей восприятия речи (5, 17–21) и фонологические процессы рабочей памяти (26⇓ – 28), средняя активность BOLD в этих регионах будет отрицательно коррелировать с точностью, управляемой SNR (увеличение активности с возрастающей сложностью), поддерживая компенсаторный набор SMS в неблагоприятных условиях прослушивания; ( II ) для реализации эффективного прямого сенсомоторного картирования SMS будет демонстрировать более сильное различение мультивоксельных фонем, чем слуховые области в шумных условиях прослушивания; и ( iii ), когда SNR уменьшается, разница в различимости фонем между SMS и слуховой областью может увеличиваться линейно или сначала увеличиваться, а затем уменьшаться на определенном уровне SNR из-за неудачных процессов прямого прогнозирования при обширных шумовых помехах.То есть эффективность прямого отображения будет адаптивно изменяться с изменением отношения сигнал / шум по линейному или выпуклому шаблону, соответственно.
Результаты
Поведенческие характеристики.
Как и ожидалось, точность участников и RT при идентификации фонемы, встроенной в шум, сильно зависели от SNR независимо от типа фонемы (рис. 1 B ). Более того, не было значительной разницы в производительности между четырьмя фонемами. Групповая средняя точность по типам фонем увеличилась с 40% (вероятность = 25%) при SNR –12 дБ до почти 100% при SNR 8 дБ и отсутствии шума (рис.1 А ). Соответственно, среднее значение RT для группы линейно уменьшалось с увеличением SNR. И точность, и RT следовали стандартной психометрической функции, что указывает на успешное изменение сложности задачи с помощью SNR. Поскольку индивидуальная точность и RT сильно коррелировали ( R 2 = –0,871, P <0,001, корреляция Пирсона), мы использовали точность в качестве предиктора сигнала фМРТ в дальнейших анализах.
Рис. 1.Поведенческое исполнение и активация, вызванные восприятием и производством фонем.( A ) Сгруппируйте среднее значение точности и RT по фонемам как функцию SNR. ( B ) Групповое среднее значение точности и RT для идентификации отдельной фонемы как функции SNR. NN, без шума. Планки погрешностей указывают на SEM. ( C ) Активация, вызванная идентификацией фонемы без маскирующего шума относительно тихой базовой линии. ( D ) Активация вызвана производством субвокальной фонемы относительно покоя. Карты имеют порог с поправкой на FWE P <0.01 с размером кластера ≥ 732 мм 3 как для восприятия, так и для производства. ( E ) Анализ конъюнкции восприятия фонем и производства субвокальных фонем.
Одномерные результаты GLM.
Активация восприятием фонем и субголосным воспроизведением.
GLM выявил минимальные различия в активности BOLD для фонем как для восприятия фонем, так и для задач субвокального производства. Таким образом, четыре фонемы были сгруппированы и противопоставлены базовой линии.По сравнению с безмолвным исходным уровнем между испытаниями, задача идентификации фонем в условиях отсутствия шума активировала обширные двусторонние области в слуховой коре (извилина Гешля и STG), передней островке, вентральной PMC (PMv) и прилегающей области Брока (pars opercularis). лобные и теменные доли, а также левая дорсальная первичная моторная кора (M1), дорсальная PMC и соматосенсорная кора (S1) [Рис. 1 C ; P <0,01, семейная ошибка (FWE) исправлена].Напротив, по сравнению с исходным уровнем в состоянии покоя задача субвокальной продукции активировала M1 и PMC, передний островок и прилегающую PMv и зону Брока, а также pSTG с двух сторон (рис. 1 D ; FWE-скорректированный P <0,01) . Области мозга, которые показали общую активность для восприятия без шума и субвокальной продукции (рис. 1 E и таблица S1), включали переднюю островок и прилегающую PMv и область Брока (pars opercularis), дорсальную PMC, переднюю часть дополнительной моторной коры. (pre-SMA), pSTG и лентиформное ядро с двух сторон, а также левая вентральная область S1 в постцентральной извилине (poG) и IPL.Примечательно, что субвокальная производственная задача активировала двусторонний вентральный M1 / PMC, вероятно, в ответ на связанные с артикуляцией движения губ и языка, как предполагалось в предыдущих отчетах (6). Напротив, задача восприятия речи активировала левый спинной M1 / PMC, что согласуется с нажатием кнопки пальцами правой руки. Такое разделение активности M1 / PMC предполагает, что участники не использовали субвокальную репетиционную стратегию во время задачи на восприятие.
Области, где жирный сигнал коррелировал с точностью.
Была более сильная активация BOLD в нижних лобных и премоторных областях, а также более слабая активация в височных областях, когда фонемы представлялись с нарастающим шумом (рис. S1). Чтобы напрямую количественно оценить шумовой эффект и выявить области, в которых BOLD-активность модулировалась сложностью задачи на внутрисубъектном уровне, BOLD-активность каждого участника при каждом SNR была подвергнута внутрисубъектному регрессионному анализу с использованием средней точности каждого индивидуума (по фонемам) при каждый SNR в качестве переменных-предикторов.Области мозга, в которых сигнал BOLD отрицательно коррелировал с точностью, наблюдались с двух сторон в передней островке островка и прилегающей области Брока (Ins / Broca), включая pars opercularis (BA44) и pars triangularis (BA45), пре-SMA и таламус, а также левая PMv, левая pSTG, левая IPL и правая средняя лобная извилина (MFG) (синие воксели на рис. 2 A и таблица S2; P <0,01 с поправкой на FWE). Напротив, области, где BOLD-сигнал положительно коррелировал с точностью, были обнаружены с двух сторон в передних областях верхней и средней височной извилины (aSTG / aMTG), задней MTG (pMTG), передней поясной извилине и верхней теменной доле (желтые воксели). на рис.2 A и Таблица S2; FWE-скорректированный P <0,01). Диаграммы рассеяния в 10 областях интереса (ROI), которые продемонстрировали значительную корреляцию внутри субъекта между ЖИРНЫМ сигналом и точностью (скорректированный FWE P <0,01; рис. S2), показывают, что, хотя были индивидуальные различия в абсолютных жирных изменениях сигнала, все Участники показали последовательную линейную корреляцию между ЖИВОЙ активностью и эффективностью. Примечательно, что области, которые показали отрицательную корреляцию между жирным шрифтом и точностью, частично перекрывались с областями, участвующими как в восприятии, так и в производстве фонем (например,г., площадь Брока, PMv и pSTG). Это говорит о том, что области, вовлеченные в сенсомоторную интеграцию, были задействованы с возрастающей трудностью речи при восприятии шума. Более того, взаимосвязь между сложностью задачи и активацией мозга различалась для спинных (например, области Брока и PMv) и вентральных (например, aSTG и aMTG) областей мозга, что свидетельствует об их различной роли в идентификации речи. В частности, дорсальные области, по-видимому, выполняют компенсаторную роль в восприятии речи (увеличивая активность с увеличением сложности), тогда как вентральные области, по-видимому, представляют разборчивые / семантические характеристики речевых стимулов (снижение активности с увеличением сложности).
Рис. 2.Области, показывающие значительную внутрисубъектную корреляцию между ЖИРНЫМ сигналом и поведенческой точностью. Карты имеют порог с поправкой на FWE P <0,01 с размером кластера ≥ 342 мм 3 . Примечательно, что активность BOLD в дорсальной и вентральной областях демонстрирует противоположные корреляции с точностью. aSTG / aMTG, передняя верхняя височная извилина и передняя средняя височная извилина; Инсу / Брока, остров Инсула и район Брока; IPL, нижняя теменная долька; MFG, средняя лобная извилина; пМТГ, задняя средняя височная извилина; PMv, вентральная премоторная кора; pSTG, задняя верхняя височная извилина.
Результаты MVPA.
Области, раскрывающие кодировку, специфичную для фонем.
Учитывая вероятность высокой межпредметной анатомической изменчивости и мелкого пространственного масштаба представлений фонем, мы использовали MVPA, чтобы проверить, вызывают ли фонемы из одной категории более похожий паттерн активации, чем фонемы из разных категорий. Кроме того, восприятие фонемы при различных SNR может быть представлено не только изменениями средней жирной активности в заданном вокселе / области интереса, но также и дифференциальными нейронными паттернами в заданной области.Здесь анализ всего мозга прожектором MVPA (23, 24) со сферой радиусом 10 мм был применен к данным восприятия на каждом уровне отношения сигнал / шум отдельно. Данные из пяти прогонов были случайным образом разделены на два раздела, и матрица сходства была вычислена между разделенными половинами с использованием коэффициента корреляции Пирсона. В каждом расположении прожектора многомерный индекс сходства, называемый индексом специфичности фонем (PSI), рассчитывался как общая разница в корреляциях внутри категорий и между категориями (среднее значение диагональных элементов минус среднее значение недиагональных элементов в корреляционная матрица) (24).Высоко положительные корреляции были выявлены как для внутрикатегорийных, так и для межкатегорийных сравнений ( SI Text и рис. S3). Таким образом, положительный PSI указывает на то, что фонемы из одной и той же категории вызывают больше схожих паттернов активации, чем фонемы из разных категорий в данном регионе. Напротив, PSI, близкое к нулю, означает, что разные категории фонем вызывают сходный паттерн активации, что указывает на отсутствие специфичности.
При отсутствии маскирующего шума несколько областей левого полушария кодировали категории фонем (рис.3 А ; FWE-исправленный P <0,05). К ним относятся M1, PMC, дорсальный poG, IFG (BA45 и BA46) и MFG, передняя островковая часть, задний STG и MTG, IPL и угловая извилина. Специфические для фонем регионы также были обнаружены в правом полушарии, включая PMC, MFG, задний STG и MTG, а также предклинье. На рис. 3 B показана карта среднего PSI для пяти значений SNR (–12, –9, –6, –2 и 8 дБ; P <0,05 с поправкой на FWE), как показали специфичные для фонем репрезентации для этих SNR. аналогичные закономерности (рис.S4). Очевидно, добавление шума ослабило силу распознавания фонем почти во всех вышеупомянутых областях, кроме левой спинной M1 / PMC, которая может индексировать несущественную для шума классификацию нажатий кнопок четырьмя правыми пальцами.
Рис. 3. КартыPSI и внутрисубъектная корреляция между PSI и поведенческой точностью. Карты PSI, когда фонемы были представлены ( A ) без шума и ( B ) с шумом (среднее значение по пяти отношениям сигнал / шум). Карты имеют порог с поправкой на FWE P <0.05 с размером кластера ≥ 293 мм 3 (без шума) или 439 мм 3 (с шумом). ( C ) Области, которые показали значительную внутрисубъектную корреляцию между PSI и точностью восприятия (с поправкой на FWE P <0,05, кластеры ≥ 293 мм 3 ). ( D ) PSI в двух выбранных областях интереса (левая IFG и левая PMv), которые показали значительную корреляцию между PSI и точностью. ( E ) PSI в двусторонних областях интереса STG, которые показали значительную (скорректированную FWE P <0.05) кодирование, специфичное для фонем, в условиях отсутствия шума. * P <0,05, ** P <0,01, по одновыборочным тестам t . NN, без шума. Планки погрешностей указывают на SEM. IFG, нижняя лобная извилина; Ins, insula; IPL, нижняя теменная долька; PMv, вентральная премоторная кора; poG, постцентральная извилина; Precu, предклинье; СТГ, верхняя височная извилина.
Области, в которых различение фонем коррелирует с точностью.
Чтобы выявить регионы, в которых категориальные речевые представления модулировались сложностью задачи, к PSI для каждого SNR был применен внутрисубъектный регрессионный анализ с использованием средней точности каждого индивидуума (по фонемам) для каждого SNR в качестве нескольких ковариат.Области, которые показали положительную корреляцию между PSI и точностью, наблюдались в левой IFG, включая область Брока (BA45 и BA46), левую PMv, спинную область левой poG, левое предклинье, правую IPL и правую островок (островок) ( Рис.3 C и таблица S3; скорректированный FWE P <0,05). Среди этих областей PSI увеличивался линейно от примерно 0 при самом низком SNR до значительно положительных значений при –6 дБ SNR в левой IFG и –2 дБ SNR в левой PMv [рис. 3 D ; все т (15)> 2.19, P <0,05, односторонние двусторонние тесты t ]. Примечательно, что по сравнению с левой областью IFG и левой областью PMv, где сигнал BOLD коррелировал с точностью, здесь левая область IFG была более передней и дорсолатеральной, а левая область PMv была более дорсолатеральной.
Дискриминация фонем в слуховой коре.
Левый и правый дорсолатеральные STG демонстрировали эффективную дискриминацию фонем, когда не было маскирующего шума (Рис. 3 A ). Однако специфические для фонем репрезентации в STG не были значимыми, когда фонемы были встроены в шум (рис.3 В ). Более того, области STG не выявили значимой корреляции между PSI и точностью (рис. 3 C ). Рис. 3 E показывает PSI для каждого SNR в двух ROI из двусторонних STG, которые выявили эффективную категоризацию фонем в условиях отсутствия шума (скорректированный FWE P <0,05). PSI значительно изменился с SNR в обеих областях интереса [оба F, (5,75)> 2,45, P <0,05, ANOVA с повторными измерениями]. В частности, PSI в обеих областях STG заметно снизился (больше не является значимым) с добавлением небольшого количества шума (SNR 8 дБ), и это отсутствие различения фонем сохранялось при дальнейшем увеличении уровня шума [все t (15) <1.45, P > 0,05, односторонние двусторонние тесты t ]. Этот результат предполагает, что репрезентации фонем в слуховой коре особенно чувствительны к фоновому шуму, который явно отличается от речевых моторных регионов (то есть зоны Брока).
Различение фонем в ROI из одномерного анализа.
Чтобы показать, как предлагаемое прямое отображение изменяется в зависимости от SNR, PSI в четырех сенсомоторных областях интереса, которые показали отрицательную корреляцию между жирным сигналом и точностью (FWE-corrected P <0.01) сравнивались. Были определены четыре сферических ROI (две моторные ROI, левая PMv и Ins / Broca; две ROI сенсомоторного интерфейса, левая pSTG и IPL) с радиусом 10 мм вокруг пиковых координат Talairach из одномерного регрессионного анализа (рис. 4 A ). ). Двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями на PSI в четырех областях интереса не обнаружил значимого взаимодействия между областью интереса и SNR [рис. 4 B ; F (15,225) <1, P > 0,05]. Однако значительное взаимодействие ROI × SNR было выявлено между ROI левого Ins / Broca и pSTG [ F (5,75) = 2.37, P <0,05], но не для других пар ROI [все F (5,75) <1,17, P > 0,05]. Это было дополнительно подтверждено зависимым от SNR изменением разницы PSI между левым Ins / Broca и pSTG (рис.4 C ; F (5,75) = 2,37, P <0,05, односторонний ANOVA с повторными измерениями] со значительным квадратичным трендом [ F (1,15) = 4,93, P <0,05]. В частности, левый Ins / Broca продемонстрировал более сильную категоризацию фонем, чем левый pSTG при –6, –2 , и отношения сигнал / шум 8 дБ [все t (15)> 2.8, P <0,05], но не при более низком или более высоком SNR [все t (15) <1,4, P > 0,05]. Более того, тесты t с одной выборкой на PSI для каждой области интереса и отношения сигнал-шум показали более устойчивую дискриминацию фонем в области интереса мотора, чем в зоне интереса сенсомоторного интерфейса. То есть была значительная дискриминация фонем в левой PMv, когда SNR ≥ 8 дБ и в левой Ins / Broca, когда SNR ≥ –6 дБ [все t (15)> 2,19, P <0,05]. Однако дискриминационная активность была выявлена только при отсутствии шума в левой pSTG и при 8 дБ SNR и отсутствии шума в левой IPL [все t (15)> 2.64, P <0,05]. Таким образом, различие в различении фонем между моторными регионами (т. Е. Областью Брока) и слухомоторными интерфейсами (т. Е. Левым pSTG) в зависимости от SNR предполагает выпуклый, а не линейный паттерн прямого отображения, который может достигать максимума в среднем Уровень SNR (например, от –2 до 8 дБ), а затем уменьшается по мере увеличения или уменьшения уровня шума. Другими словами, лучшая дискриминационная активность в SMS может компенсировать потерю специфичности в областях слуховой и сенсомоторной интеграции, когда речевой сигнал умеренно ухудшается из-за шума.Однако такое прямое отображение может быть неэффективным или ненужным в чрезмерно неблагоприятных или оптимальных условиях прослушивания, когда различимость фонем одинаково плохая или хорошая во всех областях системы обработки речи, соответственно.
Рис. 4.PSI как функция SNR в ROI, которая показала значительную корреляцию между жирным шрифтом и точностью. ( A ) Расположение ROI отображается в шаблоне мозга. Области интереса представляли собой сферы с радиусом 10 мм вокруг координат пика из одномерного регрессионного анализа.Пиковые координаты Talairach: (–44, 0, 28) для левого PMv, (–40, 20, 5) для левого Ins / Broca, (–45, –32, 9) для левого pSTG и (–36 , –48, 38) для левого IPL. Данные по левой островке и области Брока (Ins / Broca) были объединены, потому что сфера с радиусом 10 мм с центром в указанной выше координате занимала часть обеих областей. ( B ) PSI в четырех областях интереса как функция SNR. ( C ) Разница в PSI между областями интереса левого Ins / Broca и pSTG в зависимости от SNR. * П <0.05, ** P <0,01, по однократным испытаниям t . См. Условные обозначения на рис. 2 для сокращений.
Обсуждение
В настоящем исследовании общие ЖИРНЫЕ ответы и различимость мультивоксельных фонем в левой PMv и области Брока показали противоположные отношения с точностью, определяемой SNR (ЖИРНЫЙ, отрицательная корреляция; различимость, положительная корреляция). Положительная связь между сложностью задачи и СМЕШНОЙ активностью в этих речевых моторных областях предполагает компенсирующее привлечение SMS в речь при восприятии шума.Что еще более важно, эти речевые моторные области демонстрировали значительную фонетическую дискриминацию при SNR выше –6 дБ, тогда как двусторонняя слуховая кора кодировала специфичную для фонем информацию только тогда, когда шум отсутствовал или был чрезвычайно слабым (SNR> 8 дБ). Наши результаты предоставляют прямые нейровизуализационные доказательства, показывающие большую надежность SMS, чем слуховая система, для категоризации фонем в шуме. Кроме того, область Брока демонстрировала более сильную категоризацию фонем, чем область сенсомоторного интерфейса (левая pSTG) при средних уровнях SNR (от -2 до 8 дБ), но не при более низких или более высоких SNR.Наши результаты предполагают выпуклый паттерн прямого отображения во время восприятия речи при восприятии шума, достигающий пика, когда звук речи умеренно искажен шумом, но выключается при крайне неблагоприятных или оптимальных условиях прослушивания.
В соответствии с предыдущими результатами (4, 6, 7, 29), области, включая двустороннюю переднюю островок и прилегающую зону PMv / Broca, двустороннюю pSTG и левую IPL, были активированы как путем идентификации немаскированных речевых фонем, так и за счет производства субвокальных фонем. Среди этих областей PMv, область Брока и передняя островковая часть относятся к префронтальной артикуляционной сети, тогда как левая pSTG и левая IPL могут функционировать как слухомоторный интерфейс, который преобразует акустические представления речи в их артикуляционные аналоги (1, 2).В отличие от Pulvermüller et al. (6), которые демонстрируют соматотопическую активацию, связанную с артикуляционными особенностями, в левой PMC между [p] и [t] фонемами как во время субвокального производства, так и во время пассивного слушания (слабый эффект), здесь мы не наблюдали такой дифференциальной активации между билабиальной / фонемы, связанные с губами ([b] и [m]), по сравнению с фонемами, связанными с альвеолярными / язычными ([d] и [t]), для задач производства или восприятия. Это может быть связано с разными стимулами, разными парадигмами визуализации (разреженная выборка или непрерывная выборка) и разными задачами (пассивное слушание или пассивное слушание).активная идентификация) между этими двумя исследованиями.
Сложностью задачи эффективно манипулировали, поскольку точность участников и RT отрицательно коррелировали друг с другом как функция SNR. Корреляция между мозгом и поведением выявила положительную взаимосвязь между точностью и сигналом BOLD в двусторонних передних областях STG и MTG, которые могут служить нейронными субстратами для разборчивости речи и семантической обработки (1, 3). Для сравнения, активность BOLD в дорсальном слуховом потоке отрицательно коррелировала с точностью восприятия, что согласуется с предыдущими выводами, показывающими релевантные для задачи активации в левой PMC (17⇓ – 19, 21), левой IFG (5, 17, 20, 21). ), левый pSTG (30) и левый IPL (31) во время восприятия речи.Хотя это не наша основная цель, эти результаты подтверждают функциональную диссоциацию между дорсальным и вентральным слуховыми потоками, которые обеспечивают сенсомоторную интеграцию и понимание речи, соответственно (1, 2). Сильная активность BOLD в сложных (низкий SNR) условиях в сенсомоторных областях может представлять усиленную активацию внутренних моделей за счет артикуляционного предсказания, с которым могут быть сопоставлены сенсорные представления. С другой стороны, это может отражать растущую потребность в внимании, рабочей памяти или принятии решений.Однако одномерный анализ не смог разделить две возможности, что сделало MVPA критически важным для текущего исследования.
Применив анализ прожектором MVPA, мы выявили специфичные для фонем репрезентации в нескольких регионах, латерализованных в левом полушарии (например, PMC, IFG, дорсолатеральный STG и IPL), когда фонемы были представлены без шума, частично перекрываясь с SMS. Результаты соответствуют категориальному речевому представлению в области Брока и левой STG человека, как было выявлено в недавнем исследовании фМРТ с использованием MVPA (25), потенциалов, связанных с событиями, записанных в скальпе (31), а также потенциалов внутричерепного местного поля у пациентов. (32).Положительная корреляция между PSI и точностью восприятия была обнаружена в нескольких регионах, таких как левая PMv и левая IFG. Это говорит о том, что эффективность категоризации мультивоксельных фонем в определенных областях мозга может предсказать способность слушателя до некоторой степени правильно идентифицировать фонему, встроенную в шум. Что еще более важно, сила фонетической дискриминации в этих моторных регионах постепенно снижалась с увеличением внешнего шума с эффективной категоризацией фонем выше –6 дБ SNR.Напротив, двусторонняя слуховая кора была уязвима для шума при кодировании специфической для фонем информации, который легко нарушался небольшим количеством шума (отношение сигнал / шум 8 дБ). Более высокая устойчивость (разница SNR ~ 14 дБ) в различении фонем в шуме в SMS, чем слуховая кора, поддерживает учет сенсомоторной интеграции (2, 16⇓ – 18) и свидетельствует о том, что SMS действительно способствует фонологической обработке, компенсируя потерю различение речевых представлений в слуховой системе при неблагоприятных условиях прослушивания.
Наши результаты также предполагают выпуклый паттерн прямого отображения как функцию SNR. Когда шум слишком сильный (SNR <–6 дБ), внутренние модели (прогнозы двигателя), вероятно, неточны, что приводит к неэффективному прямому картированию. И наоборот, когда шум слабый (SNR> 8 дБ), прямое отображение, вероятно, не нужно, поскольку представления речи в слуховой системе очень точны. Однако, когда уровень шума является промежуточным (–6 дБ ≤ SNR ≤ 8 дБ), ухудшенные речевые представления в слуховой коре могут выиграть от моторных предсказаний, которые ограничивают сенсорную обработку ожидаемых входных сигналов нисходящим образом.Такой выпуклый паттерн прямого отображения в зависимости от сложности задачи согласуется с предыдущими отчетами, показывающими наиболее сильную активность PMC (19) или IFG (20) только тогда, когда речевой сигнал умеренно искажен, но идентифицируем. Поскольку была продемонстрирована функциональная связь между PMC и задней височной плоскостью (8, 19), а увеличение функциональной связи между префронтальной и теменной корой облегчает понимание речи в неблагоприятных условиях прослушивания (30), мы предполагаем, что изменения силы сенсомоторного картирования могут быть представлены изменениями функциональной связи между префронтальными артикуляционными областями, сенсомоторными интерфейсами и слуховой корой.
Кроме того, сильные жирные ответы не всегда означают успешное распознавание мультивоксельных фонем. В самом деле, различение фонем не удалось в двух префронтальных артикуляторных областях (левый PMv и область Брока) ниже -6 дБ SNR и в двух слухово-моторных интерфейсах (левый pSTG и IPL) ниже 8 дБ SNR, несмотря на сильную активацию BOLD. Мы предполагаем, что повышенная активность BOLD при низких значениях SNR в суставных областях может частично быть связана с неточными внутренними моделями, а также с повторяющимися циклами «предсказание-правильность» из-за увеличения дисперсии в предсказании.Кроме того, сильная активация BOLD в шумных условиях в левой pSTG и IPL может быть частично вызвана несогласованным сенсомоторным отображением и повторяющимися процессами исправления ошибок. Поскольку категориальное восприятие речи требует, чтобы слушатель поддерживал сублексические представления в активном состоянии при вынесении металингвистического суждения, оно включает в себя некоторую степень исполнительного контроля и функций рабочей памяти (1). Таким образом, линейно продленная RT и возрастающая активность BOLD в PMv, IFG, pSTG и IPL с увеличением сложности задачи, вероятно, отражают накопление связанных с усилием изменений в избирательном внимании (33), фонологической рабочей памяти (20, 26–28). ), или оценка категории фонем и выбор ответа (5, 8, 34).
В целом, анализ средней региональной активации и информации о мультивоксельном паттерне рассказал о взаимодополняющих историях. В частности, мы продемонстрировали четкие закономерности между набором (средняя активность, выделенная жирным шрифтом) и различимостью мультивоксельных фонем в SMS в зависимости от отношения сигнал / шум в задаче категоризации фонем. Что еще более важно, MVPA выявила более сильную дискриминацию фонем в условиях прослушивания с умеренным шумом в левой PMv и области Брока, чем в двусторонней слуховой коре, что дает нейровизуализационные доказательства для утверждения, что превосходная категоризация фонем в SMS может компенсировать деградированные восходящие речевые репрезентации. по принципу «сверху вниз».Кроме того, выпуклый паттерн прямого сенсомоторного картирования здесь значительно продвигает и уточняет теорию сенсомоторной интеграции, характеризуя ее диапазон и пределы. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы изучить, как на внутренние модели в SMS, а также на функциональную связь между SMS и слуховой корой влияют сложность задачи (например, SNR), когнитивное старение, потеря слуха и такие заболевания, как афазия. Наши результаты также подчеркивают важность пространственного распределения, а также средней активации корковых представлений вдоль путей обработки речи.
Материалы и методы
Участники.
В исследовании приняли участие шестнадцать взрослых правшей (21–34 года, M = 26,2; восемь женщин), предоставивших письменное информированное согласие в соответствии с руководящими принципами Комитета по рассмотрению пациентов больницы Бэйкрест и Университета Торонто. Все участники были носителями английского языка и имели нормальные пороги чистого тона для обоих ушей (<25 дБ HL для 250–8000 Гц).
Стимулы и задачи.
В этом исследовании использовались четыре токена из стандартизированного теста на бессмысленные слоги (35).Эти лексемы были естественным образом образованы фонемами гласных и согласных в английском языке (/ ba /, / ma /, / da / и / ta /), на которых говорила женщина-говорящая. Каждый токен фонемы имел длительность 500 мс и соответствовал среднему среднеквадратичному уровню звукового давления (SPL). Гласный всегда был [а], потому что его формантная структура обеспечивает превосходное соотношение сигнал / шум по сравнению со спектром сканера МРТ. Четыре согласных были стоп-согласными, выбранными из-за их сбалансированных артикуляционных характеристик (двухгубные / связанные с губами [b] и [m] по сравнению с альвеолярными / связанными с языком [d] и [t]).Сегмент белого шума, генерируемый в режиме онлайн, длительностью 500 мс (отсечка нижних частот 4 кГц, огибающая нарастания-затухания 10 мс) начинается и заканчивается одновременно с фонемами. Звуки воспроизводились с помощью циркулярных наушников, совместимых с МРТ (HP SI01, MR Confon), с акустической подкладкой для подавления шума сканера на 25 дБ. Уровень интенсивности фонем был зафиксирован на уровне 85 дБ SPL, а уровень шума при пяти значениях отношения сигнал / шум составил 97, 94, 91, 87 и 77 дБ SPL (до затухания в наушниках), что привело к пяти уровням отношения сигнал / шум: –12, –9, –6, –2 и 8 дБ.Помимо пяти уровней отношения сигнал / шум, фонемы были представлены только при уровне звукового давления 85 дБ.
Перед сканированием фонемы представлялись индивидуально без шума (четыре попытки на фонему), и участники идентифицировали фонемы, нажимая соответствующие клавиши на четырехкнопочной панели с точностью 94% или выше. Во время сканирования было пять прогонов восприятия, за которыми следовал один субвокальный производственный прогон. Для каждого прогона восприятия были случайным образом представлены 80 замаскированных шумом фонем (четыре испытания на фонему на одно ОСШ) и 20 фонем без шума (5 испытаний на фонему) с усредненным интервалом между раздражителями 4 с (колебания от 2 до 6 с).Участников просили внимательно слушать и идентифицировать фонемы, нажимая соответствующие клавиши как можно быстрее.
Для субвокального производственного цикла буквенная последовательность «скажи BAH», «скажи MAH», «скажи DAH» или «скажи TAH» появлялась каждые 2 секунды на экране в течение 16 секунд, и участники неоднократно выполняли соответствующее артикуляционное движение. (в соответствии с частотой вспышки) в течение всего периода. Участников проинструктировали «произносить слова тихо, без звука» и как можно меньше двигать челюстью, чтобы избежать артефактов движения.После этого буквенная последовательность была заменена фиксирующим крестом еще на 16 с, и участникам было предложено закрыть рот и отдохнуть. Четыре блока включения-выключения произошли для каждой фонемы в псевдослучайном порядке.
Сбор и анализ данных.
Участников сканировали с помощью системы 3-Т МРТ (магнит Siemens Trio 3T) со стандартной 12-канальной «матричной» катушкой для головы. Функциональная визуализация была выполнена для измерения активации мозга с помощью ЖИРНОГО сигнала. Функциональные изображения T2 * были получены с использованием получения плоских изображений с непрерывным эхом [30 срезов, размер матрицы, 64 × 64, толщина 5 мм; время повторения (TR), 2000 мс; время эха (TE), 30 мс; угол переворота 70 °; поле зрения (FOV) 200 мм; размер вокселя, 3.125 × 3,125 × 5 мм]. Структурные анатомические объемы, взвешенные по T1, были получены после трех прогонов фМРТ с использованием эхо-сигнала с нарушенным градиентом (осевая ориентация, 160 срезов, толщина 1 мм; TR, 2000 мс; TE, 2,6 мс; FOV, 256 мм). Предварительно обработанные данные визуализации (включая коррекцию физиологического движения, коррекцию синхронизации срезов и повторное выравнивание по эталонному изображению с помощью программного обеспечения Analysis of Functional Neuroimages, AFNI версии 2.56a; SI Text ) были затем проанализированы двумя дополнительными методами: ( i ) воксельный анализ GLM и ( II ) цельный мозговой MVPA.
Одномерный GLM-анализ.
Объединенные данные визуализации во время восприятия были согласованы с GLM с различными регрессорами для четырех фонем и шести SNR в AFNI. GLM также соответствовала производственным данным с четырьмя движениями сочленения, моделируемыми разными регрессорами. Прогнозируемый временной ход активации был смоделирован как «гамма-функция», свёрнутая с канонической функцией гемодинамического ответа для данных восприятия, связанных с событием, и как функция прямоугольной последовательности для производственных данных, разработанных блоками.Четыре фонемы были сгруппированы и сопоставлены с базовой линией (безмолвные интервалы между испытаниями для восприятия и период межблочного покоя для производства), поскольку GLM выявила аналогичную активность по всем фонемам. Индивидуальные контрастные карты и карты регрессии внутри субъекта были нормализованы к стереотаксическому пространству Talairach, повторно дискретизированы с размером вокселя 3 × 3 × 3 мм и пространственно сглажены с использованием фильтра Гаусса со значением FWHM 6,0 мм. Карты были протестированы на случайный эффект с помощью тестов t с одной выборкой и исправлены для множественных сравнений с помощью процедуры AlphaSim.Используя нескорректированное значение P = 0,001, эта процедура дала ложноположительное значение P = 0,01 по карте за счет удаления кластеров, меньших определенных пространственных размеров (подробности см. В пояснениях к рисункам 1 и 2 и SI Text ). .
МВПА.
Предварительно обработанные данные из прогонов восприятия соответствовали GLM для каждого прогона отдельно с четырьмя фонемами и шестью SNR, моделируемыми отдельными регрессорами. Данные были повторно дискретизированы (3 × 3 × 3 мм), но не сглажены, чтобы обеспечить максимальную чувствительность к высоким пространственным частотам (36).Чтобы избежать введения зависимостей между условиями, данные без вычитания среднего паттерна (нормализации) были введены в MVPA (37). В частности, сходство паттернов между фонемами оценивалось с помощью многомерного анализа прожектором (23, 24), в котором сфера радиусом 10 мм проходила через весь объем мозга. Данные из пяти прогонов были случайным образом разделены на две части для каждой категории фонем и каждого отношения сигнал / шум отдельно, и матрица сходства была вычислена между разделенными половинами с использованием коэффициента корреляции Пирсона.В каждом местоположении прожектора многомерный индекс надежности, называемый PSI, вычислялся как средняя корреляция внутри категории минус средняя корреляция между категориями (24) ( SI Text и рис. S3). Затем это было усреднено по 10 случайным разделенным половинкам для каждого центра прожектора. Процесс проводился независимо для каждой части мозга, покрытой сферой, и информационные карты были созданы путем сопоставления многомерного индекса с соответствующими вокселями.Карты MVPA с одним субъектом были нормализованы к пространству Талаираха, подвергнуты анализу случайных эффектов с помощью тестов t и скорректированы на множественные сравнения с помощью процедуры AlphaSim (нескорректированное P <0,01, скорректированное FWE P <0,05; см. Рис. 3 легенда и SI Text для порогового значения экстента кластера).
Благодарности
Мы благодарим Грегори Хикока, Гэвина Бидельмана, Стивена Арнотта и Джеффри Вонга за их проницательные комментарии к более ранней версии этой рукописи.Это исследование было поддержано грантами Канадского института исследований в области здравоохранения (MOP106619).
Сноски
-
Вклад авторов: Y.D., B.R.B., C.L.G. и C.A. спланированное исследование; Ю.Д. проведенное исследование; Y.D., B.R.B. и C.A. проанализированные данные; и Y.D., B.R.B., C.L.G. и C.A. написал газету.
-
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
-
Эта статья представляет собой прямое представление PNAS. Д.П. является приглашенным редактором по приглашению редакционной коллегии.
-
Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1318738111/-/DCSupplemental.
Стратегия 2 | Обучение разнообразных учеников
2. Учителя используют систематические и подробные инструкции для развития у учащихся фонематической осведомленности.
Чтобы научиться читать и писать по-английски, учащийся должен уметь воспринимать небольшие звуковые единицы, называемые фонемами , которые составляют произносимые слова.Например, для тех из нас, кто уже умеет читать и писать по-английски, очевидно, что такое слово, как boat , имеет три составляющих звука или фонемы: / b / / o / / t /. Однако есть свидетельства того, что способность воспринимать произносимое слово как последовательность фонем варьируется от человека к человеку.
Помимо индивидуальных различий, фонематическая сегментация английских слов особенно трудна для тех, у кого мало опыта прослушивания звуков английской речи.Фонематическая сегментация английских слов также особенно трудна для людей с небольшим опытом английской рифмы, аллитерации или другой игры слов.
ELL могут столкнуться с трудностями при различении определенных фонем английского языка. Например, / v / и / b / могут звучать одинаково для некоторых говорящих по-испански, а / l / и / r / могут быть неотличимы для некоторых говорящих на японском. Точно так же, в то время как носители английского языка идентифицировали бы pot и пятно как оба, содержащие фонему / p /, носители хинди могли бы воспринимать / p / in pot и / p / in пятно как две отдельные фонемы, различающиеся по наличие или отсутствие начального вдоха (аспирации).ELL, которые испытывают трудности со звуками английского языка, не нуждаются в направлении к логопеду. Это подходит только для студентов, у которых также есть языковые трудности на родном языке.
ELL могут развить фонематическую осведомленность, слушая чтение вслух, песни, стихи и песнопения. Прослушивание звуков, рифм и ритмов английского языка дает ELL слуховой опыт, необходимый им для произношения и чтения английского языка. Учителям важно понимать, что умение слушать хорошо подобранный увлекательный язык создает необходимую основу для чтения.
Эффективные учителя явно моделируют фонематическую сегментацию (как разделить слова на отдельные фонемы). Они иллюстрируют такие понятия, как начало (начало слога) и рифм (окончание слога), которые позволяют нам рифмовать такие слова, как кошка, мат, погладить, и летучая мышь или низкий, палец, и идут . Чтобы еще больше прояснить эти концепции, учителя часто используют наглядные пособия и реквизиты, такие как цветные блоки или стержни, которые могут физически представлять фонологические единицы.
Учителя, знакомые с сходствами и различиями между основным языком учащихся и английским, смогут предвидеть и устранять области потенциальной путаницы. Например, если учителя знают, что согласные звуки / p /, / b /, / t /, / d /, / k /, / g /, / m /, / n /, / f /, / s / и / l / встречаются в начале слов как на английском, так и на испанском языках, учителя могут ожидать, что испаноязычные ученики будут успешны в их распознавании и различении.Зная, что большинство испанских слов оканчиваются на гласную, а не на согласную, учителя могут предоставить дополнительную практику, чтобы помочь говорящим на испанском языке различать и произносить согласные на концах слов. Точно так же, зная, что в корейском языке / p / и / f / не являются отдельными фонемами, учителя могут дополнительно попрактиковаться в различении таких слов, как pat / fat и pill / fill .
Зная, что некоторые английские фонемы, такие как звуки, представленные / th / в или и ether , присутствуют в нескольких других языках, учителя могут продемонстрировать, как формируются звуки / th / (с языком и передними зубами) и могут помочь своим ученикам попрактиковаться в произношении слов, содержащих эти звуки.
Чтобы получить информацию об основных языках учащихся, учителя могут обращаться к справочным материалам, спрашивать двуязычных взрослых и внимательно слушать звуковые модели английского и других языков.
Эффективные учителя говорят такие вещи, как:
Смотри, как мои губы сжимаются, когда я говорю звук / b / в бане и ягоде. Смотри, как мои верхние зубы касаются моей нижней губы, когда я говорю звук / v / в фургоне и очень. Теперь не смотри на мои губы, просто слушай. Я скажу два слова.Скажите, совпадают ли эти два слова или разные:
бан / бан
бан / фургон
фургон / фургон
фургон / бан
очень / очень
ягодный / очень
очень / ягодный
ягодный / ягодныйА теперь послушайте звук, который вы слышите в начале слова. Если вы слышите / b /, поднимите карточку с надписью B. Если вы слышите звук / v /, поднимите карточку с надписью V.
ban
boy
van
very
bell
velvet
village
bunnyМы говорили о словах, которые начинаются с / м / и звучат как мама, деньги и мое.Можете ли вы сказать мне несколько слов по-испански или по-польски, которые начинаются со звука / m /, который мы слышим в моих с мамой?
фонология — Различия между фонематической и фонетической транскрипцией
Ваша характеристика в основном правильная, но ее можно немного изменить, чтобы отразить различные идеологии фонологии (поскольку не существует только одной). Самый важный — есть ли «телефоны» (или у телефонов кардинально другой статус). «Телефон» может быть реальной ментальной единицей (физически не осязаемой) или условным представлением части акустической волны.Теории без субстанции особенно поддерживают последнюю интерпретацию, а генеративисты эры SPE предпочитают первую (хотя ни одна из них не поддерживает использование термина «телефон»). Теоретики SPE действительно считают, что «телефоны» сопоставимы по языкам, и вы можете сказать, что это «m» и это «одно и то же», но ответ на это утверждение без содержания вещества такой же, как и ответ фонетика: а именно создание графика различий между формами сигналов.
Я не думаю, что характеристика фонемы «изменить значение слов» правильна, поскольку она упускает из виду существенное свойство фонем и фокусируется на возможных последствиях.Фонемы — это любые звуки, лежащие в основе языка, которые могут быть строительными блоками лексических и грамматических форм. Другие звуки возникают в результате применения правил. Вот и все. Возникает вопрос, как мы узнаем, что это за основные звуки, и был вызван ряд операционных тестов: один из них спрашивает, есть ли какие-либо два слова, которые различаются только выбором конкретной пары звуков (т. Е. «минимальная пара»). Обычно люди понимают, что «два слова» имеют разные значения.Итак, характеристики «изменение значения» достаточно для идентификации фонемы, но в этом нет необходимости.
Я не согласен с вашей второй интерпретацией. Фактический звук, который изучается в фонетике, одновременно воспроизводится и воспринимается в реальной жизни. Восприятие включает в себя слух, а восприятие шире, чем понятие «фонема» (например, также применяется к когнитивным состояниям у людей, которые возникают в результате воздействия неязыковых и нечеловеческих звуков). Точно так же интерпретация — это то, что мы делаем со всем, что мы воспринимаем.Выражаясь обычным языком, мы будем говорить о том, как говорящие «интерпретируют» данную акустическую волну, имея в виду «до» и «два». То, что вы говорите в пункте 2, больше всего напоминает различие между фонетикой и фонологией, но это больше на уровне вводной лингвистики, когда мы учим звуковые отрывки, которые запоминаются, но не соответствуют действительности.
Фонологи и фонетики в целом (хотя и не всегда) признают различие между дискретными, символическими и непрерывными физическими аспектами речи: формантные измерения являются примером последнего, а различие гласных [i] vs.[ɪ] является примером первого. Любая транскрипция по необходимости является дискретным символическим представлением. До определенного момента транскрипция может дать вам более подробную информацию о физическом звуке, но существует огромный предел точности, возможной с транскрипцией, за пределы которой численные измерения выходят далеко.
Использование квадратных и косых скобок также проблематично. Я не буду обращать внимания на проблему, заключающуюся в том, что многим людям просто все равно, какие скобки используются, и они используют их без разбора. Квадратные скобки представляют что-то, что ближе к физическому выводу, а косые скобки используются для обозначения чего-то, что находится дальше от физического вывода.Стандартное генеративное соглашение заключается в том, что косые скобки обводят нижележащие формы, а квадратные скобки — поверхностные. Лежащий в основе — это не то же самое, что фонематический (обратите внимание, что генеративная фонология a la Halle отвергает концепцию «фонемы» как отдельного репрезентативного уровня). Это действительно приводит к затруднениям при представлении промежуточных форм, например / apa / → aba → [ab], где aba — это не основная форма, а не поверхностная форма.
Возможно, вы заметили, что в американском английском есть разница в произношении / t / в «милитаристском» и «милитаристском» ив «капиталистическом», где он задыхается в «милитаристском» и колеблется в «капиталистическом». Управляющим фактором является ударение и расположение слогов, и он сводится к тому факту, что «милитаристский» означает «военный», а «капиталистический» — от «капитал» — модели ударения в этих словах различаются. Таким образом, различие выводится путем применения соответствующих правил, чтобы получить ˈmɪlɪˌtɛri + ɪstɪk , откуда ˈmɪlɪˌtʰɛri + ɪstɪk , по сравнению с ˈkæpɪtl̩ + ɪstɪk , откуда kʰæpɪtɪk .Но -истичный также вызывает сдвиг напряжения, и, таким образом, вы получаете поверхностный контраст при аспирации и взмахах. Фонетические выходы: [ˌkʰæpɪtl̩ˈɪstɪk] и [ˌmɪlɪtʰɛˈrɪstɪk]. Промежуточная форма содержит не фонему, поэтому не должна быть в скобках с косой чертой, но на самом деле это не произносимая форма, поэтому не должна быть и в квадратных скобках.
Если «телефоны» или «аллофоны», то есть фактические физические выходы, заключены в квадратные скобки, тогда правила грамматики не могут относиться к ним, потому что правила грамматики — это мыслительные операции над ментальными объектами.Появляется разумное количество экспериментальных данных, показывающих, что понятие «аллофон» или «телефон» является подозрительным, поскольку оно объединяет две разные вещи. Во-первых, в языках могут быть отдельные наборы звуков, которые еще не используются для лексических различий (так что один звук является производным от правил вариантом другого). Ярким примером является назализация гласных в сунданском языке. Во-вторых, языки могут иметь физические вариации звуков, которые имеют градиент по степени и времени, что напоминает категориальных различий в звуках в других языках — образцы носового воздушного потока в английском являются ярким примером.Схема носового воздушного потока на английском языке действительно требует физиологического исследования, потому что вы не можете услышать точку, в которой воздух проходит через нос, или когда он достигает своего пика. Однако в сунданском языке можно услышать, является ли гласный носовой или устной, так же как вы можете услышать это различие во французском языке (разница в том, что во французском языке назализация гласных является фонематической, но не в сунданском языке).
Распределенные нейронные репрезентации фонологических характеристик во время восприятия речи
Экспериментальные методы
Участник.
Двадцать пять здоровых молодых людей (средний возраст 24,28 года; стандартное отклонение 4,69 года; 14 женщин) были набраны из базы данных участников больницы Baycrest. Все были правшами, свободно говорящими по-английски, без известных неврологических или психиатрических проблем и без нарушений слуха или речи. Участники дали информированное письменное согласие в соответствии с руководящими принципами, установленными Советом по этике исследований Baycrest. Один участник (28-летний мужчина) был исключен из анализа данных визуализации из-за чрезмерного движения (максимальное смещение> 5 мм от контрольного объема), в результате чего в выборке остались 24 участника.
Стимулы.
Стимулы состояли из следующих 16 фонем, за которыми следовала гласная / а /, как в отцовском: / p /, / t /, / k /, / f /, / θ / («th», как в большом пальце), / s /, / ∫ / («sh», как в обуви), / b /, / d /, / g /, / v /, / ð / («th» как в этом), / z /, / ʒ / («S» как в измерении), / m / и / n /. Записи были токенами из стандартизированной версии теста бессмысленных слогов Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (Dubno and Schaefer, 1992). Каждый согласный-гласный слог (CV) воспроизводился четырьмя разными динамиками (два мужских и два женских), и каждый динамик производил три разных записи каждого звука.Таким образом, использовалось 12 различных версий каждого CV, что обеспечивало некоторую акустическую изменчивость между жетонами одного и того же типа. Звуки воспроизводились на комфортной для участников громкости через электродинамические наушники MR-Confon. Как показано в таблице 1, стимулы охватывают основные отличительные черты.
Таблица 1.Описание и избранные примеры фонологических признаков
Порядок действий.
Тестирование проводилось за один двухчасовой сеанс в больнице Бэйкрест.Все участники завершили практический блок из 17 испытаний (16 резюме плюс 1 молчаливое испытание) с обратной связью до начала эксперимента. Используя Eprime 2.0, стимулы предъявлялись последовательно, пока участники находились в сканере МРТ, и были уравновешены первым порядком с использованием алгоритма рандомизации типа 1, индекс 1 (Aguirre, 2007), чтобы минимизировать эффекты переноса. Как видно на рисунке 2, перекрестие появлялось на экране на время испытания и гасло на 200 мс, чтобы обозначить начало нового испытания.Участникам было предложено зафиксировать перекрестие на протяжении всего эксперимента. Одно CV было слышно во время каждого звукового испытания (1300 мс), а во время тихого испытания (4000 мс) звук не воспроизводился. Испытания без звука и звука смешивались, при этом все 16 испытаний и испытания без звука проводились с одинаковой частотой (один раз через каждые 17 испытаний). Чтобы гарантировать, что участники сосредоточились на звуковых стимулах, не требуя явных суждений об интересующих акустико-фонетических характеристиках, участникам было предложено ответить на каждую звуковую пробу, указав пол говорящего с помощью нажатия кнопки.Им было дано указание реагировать как можно быстрее и точнее после появления речевого стимула. Половина звуков издалась динамиками-мужчинами, а половина — динамиками-женщинами.
Рисунок 2.Дизайн задания. Два звуковых испытания (1300 мс каждое) и одно тихое испытание (4000 мс) изображены на слайдах с перекрестием. Участники заслушивают одно резюме во время каждого звукового испытания и должны указать пол докладчика. Бесшумные испытания содержат только визуальное перекрестие, что не требует ответа и позволяет функции гемодинамического ответа вернуться к гомеостатическим уровням.
Короткая продолжительность испытаний потребовала от участников очень быстрой реакции; таким образом, хотя сама задача предполагала принятие простого решения, хорошее выполнение задачи требовало относительно высокой степени внимания. Участники были проинформированы об их процентном соотношении правильных испытаний в конце каждого блока. Было представлено десять блоков по 204 испытания в каждом (всего 2040 испытаний), так что 16 резюме и тихие испытания были представлены по 120 раз на протяжении всего эксперимента.
Методы визуализации
Установка МРТ и сбор данных.
Участников сканировали с помощью МРТ-сканера Siemens Magnetom Trio 3,0 Тл с использованием 12-канальной системы катушек для головы. Мультисрезовые Т1-взвешенные изображения с градиентным эхосигналом высокого разрешения (160 срезов толщиной 1 мм, поле зрения 19,2 × 25,6 см), копланарные с эхопланарными изображениями (EPI), а также намагничивание всего мозга, подготовленное быстрое градиентное эхо ( MP-RAGE). Сначала были получены 3-D T1-взвешенные сканы для анатомической локализации, за которыми последовали T2 * -взвешенные EPI, чувствительные к жирному контрасту. Изображения были получены с использованием двухкратной последовательности градиент-эхо EPI (22.Поле зрения 5 × 22,5 см с размером матрицы 96 × 96, что дает разрешение в плоскости 2,35 × 2,35 мм для каждого из 26 осевых срезов 3,5 мм с межсрезовым зазором 0,5 мм; время повторения 1,5 с; время эха 27 мс; угол переворота 62 °).
Предварительная обработка МРТ и одномерный регрессионный анализ всего мозга.
Функциональные изображения были преобразованы в формат NIfTI-1 (Neuroimaging Informatics Technology Initiative-1), скорректированы по движению и преобразованы в первое изображение первого прогона с помощью программы AFNI (анализ функциональных нейроизображений; Cox, 1996) 3dvolreg.Затем все объемы изображения были сглажены с помощью гауссова ядра с полушириной 4 мм. Однопрофильное моделирование множественной регрессии выполнялось с использованием программы AFNI 3dDeconvolve. Каждая из 16 фонем была смоделирована путем свертки функции гемодинамического ответа (каноническая функция статистического параметрического отображения, реализованная в AFNI) с дельта-функцией, сформированной из вектора начала речевого стимула. Дополнительный набор из пяти мешающих регрессоров (постоянный член плюс линейные, квадратичные и полиномиальные члены более высокого порядка) был включен для каждого прогона сканирования для моделирования низкочастотного шума в данных временных рядов.Отдельные регрессионные анализы были выполнены для каждого из 10 прогонов сканирования, что дало набор из 16 (по одному на CV) регрессионных весов для каждого прогона. Модели регрессии рассчитывались отдельно для каждого прогона, чтобы у нас были независимые выборки для перекрестной проверки при многомерном анализе.
Все статистические анализы, основанные как на вокселях, так и на основе области интереса (ROI), сначала проводились на пространственно сглаженных и перестроенных функциональных изображениях в собственном пространстве EPI участника.Анатомическое сканирование MP-RAGE было нормализовано по шаблону Монреальского неврологического института (MNI) с использованием нелинейной симметричной нормализации, реализованной в Advanced Normalization Tools (ANTs; Avants et al., 2008). Затем эквивалентное преобразование было применено к картам одномерных статистических результатов (см. Воксельная корреляция размеров MDS с активацией fMRI), полученных из функциональных изображений с использованием ANT, чтобы нормализовать эти карты в пространстве MNI для многопредметного анализа. Статистическая значимость на уровне группы была определена с помощью моделирования ожидаемых размеров кластеров методом Монте-Карло при нулевой гипотезе с использованием программы AFNI AlphaSim.Для порога вокселов p <0,005, только кластеры с> 13 вокселями были определены как значимые на уровне с поправкой на кластеры ( p <0,05).
Анализ данных
Поведенческие данные.
Испытания со временем реакции <400 мс были исключены из поведенческого анализа. Испытания, в которых участник не ответил в течение 1500 мс после появления стимула, были признаны неправильными. ANOVA с повторными измерениями 16 (слог) × 4 (говорящий) выполняли для оценки точности.Мы провели дальнейшие ANOVA, чтобы проверить влияние манеры (стопы, фрикативы и носовые ходы) и места сочленения (губные, зубные, альволярные, небно-альвеолярные и велярные), а также тест t на парной выборке для оценки голоса. эффекты (озвученные против безмолвных).
Анализ многомерного масштабирования.
Миллер и Найсли (1955) записали данные фонематической идентификации (как часто каждый стимул CV был неправильно идентифицирован как другой CV) от участников, используя 16 фонем, используемых в текущем исследовании, чтобы установить матрицы ошибочности при разных уровнях шума.Они обнаружили, что хотя на количество сбоев влияет шум, на общую картину — нет. Таким образом, тот факт, что, например, / m / более путают с / n /, чем с / k /, одновременно надежен и информативен — он кое-что говорит нам о том, как наш мозг обрабатывает звуки речи. Следуя Шепарду (1972), неметрическое многомерное масштабирование [MDS; использование isoMDS из пакета MASS (Modern Applied Statistics with S) на языке программирования R; Venables and Ripley, 2002] был применен к данным фонематической путаницы, взятым непосредственно из таблиц 1–6 в отчете Миллера и Найсли (1955) (уровни шума: –18, –12, –6, 0, +6, +12 дБ). .Данные акустической путаницы сначала были преобразованы в расстояния с использованием логарифмического преобразования нормированных вероятностей смешения (Shepard, 1972). Затем к результирующей матрице расстояний был применен неметрический MDS, и было вычислено двумерное решение, в результате чего была получена непрерывная и эмпирически полученная карта, отражающая относительные положения каждой фонемы в координатном пространстве. Результат этого анализа очень похож на исходное решение Шепарда (рис. 3; ср. Shepard, 1972, рис. 4).
Рисунок 3.Многомерное масштабирование 16 согласных. Двумерное пространственное представление 16 фонем на основе объединенных данных Миллера и Найсли (1955). Озвучивание представлено на оси x , при этом глухие фонемы занимают левую сторону, а звонкие фонемы — правую. Манера сочленения приблизительно представлена на оси y , при этом носы занимают верхнюю половину фигуры, а фрикативы и прекращают занимать нижнюю. Наблюдается четкое разделение между глухими стопами и щелчками, в то время как между озвученными стопами и щелчками существует перекрытие./ θ /, «th» на большом пальце; / ∫ /, «ш» в обуви; / ð /, «th» в этом; / ʒ /, размер «s».
Первое измерение, нанесенное на ось x , приблизительно соответствует функции, известной как голос, с глухими стимулами слева и звонкими стимулами справа. Второе измерение, нанесенное на ось y , связано с манерой сочленения, при этом носовые части занимают верхнюю половину графика и фрикативы и перестают занимать нижнюю половину.
Воксельная корреляция размеров МДС с активацией фМРТ.
Чтобы изучить связь между двумя измерениями, полученными из MDS, на основе воспринимаемого расстояния (рис. 3, ось x и ось y ) и активации мозга, мы вычислили отдельные ранговые корреляции Спирмена между каждым из первых двух измерений. и соответствующие оценки β, усредненные по сериям, для 16 CV. Это произвело ранговые корреляции для каждого измерения MDS для всех вокселей мозга и всех участников в группе. Чтобы проверить достоверность эффектов на уровне группы, эти корреляционные изображения были преобразованы z , пространственно нормализованы к пространству MNI и представлены на воксельный тест t с одной выборкой.
Многомерный анализ.
Хотя перцептивная путаница предлагает средство исследования репрезентативной основы акустико-фонетического восприятия речи, в картах координат MDS, полученных из таких данных, преобладают только две из трех основных отличительных черт, а именно голос и манера артикуляции. Однако, поскольку место артикуляции (или что-то похожее на него) должно быть представлено на каком-то уровне в мозгу, иначе звуки, которые имеют общие голоса и манеру, но различаются по месту (например, «загар» и «может»), были бы неотличимы от одного. другой — перцептивная путаница не полностью отражает информацию, содержащуюся в нижележащем нейронном коде.Более того, с теоретической и эмпирической точки зрения место артикуляции играет важную роль в исследованиях акустико-фонетического восприятия речи (см. Обсуждение). Более того, место артикуляции связано с быстрыми колебаниями в тонкой спектрально-временной структуре и, в отличие от манеры и характеристик голоса, не легко распознается на основе информации о низкочастотной огибающей (Shannon et al., 1995). Таким образом, согласно AST и другим теориям восприятия речи, которые постулируют специализацию левого полушария для быстрой временной обработки, место артикуляции должно быть более четко представлено в левой слуховой коре, чем в правом.Поэтому мы исследовали распределение паттернов активности, связанных с основными отличительными особенностями голоса, манеры и места артикуляции, напрямую, а не через призму перцептивной путаницы.
Для этого мы использовали класс методов, известный как анализ мультивоксельного паттерна (MVPA). Основная предпосылка MVPA состоит в том, чтобы идентифицировать надежные шаблоны активации, а не полагаться на логику вычитания, которая типична для одномерных подходов. Основное преимущество MVPA состоит в том, что он использует преимущества систематической дисперсии, распределенной по вокселям, а не основывается только на средней активности в пределах одного вокселя.Таким образом, мы можем обучить классификаторы паттернов различать пространственные паттерны, связанные с одним признаком (т. Е. Озвученные), от паттернов, связанных с другим признаком (т. Е. Незвученные), а затем протестировать эти классификаторы в независимых тестовых испытаниях.
Для выявления надежных паттернов распределенной мозговой активности, связанной с каждой функцией, была проведена серия анализов MVPA. Мы использовали алгоритм автоматической анатомической маркировки Freesurfer (Dale et al., 1999) («aparc 2009»; Destrieux et al., 2010), чтобы определить набор из 148 кортикальных и подкорковых областей интереса.Эти области интереса были определены с использованием анатомического сканирования каждого участника с высоким разрешением, поэтому групповой анализ можно было проводить без применения какой-либо пространственной нормализации. Мы использовали анатомически определенные области интереса, а не процедуру движущегося «прожектора» (Kriegeskorte et al., 2006), потому что мы хотели сохранить границы между пространственно смежными областями вдоль сильвиевой щели (например, вентральной лобной корой и верхней височной корой). Это было особенно важно в свете одной из основных целей этого исследования, а именно, количественно оценить вклад височных и префронтальных областей, части которых соседствуют в объемном пространстве, в нейронные репрезентации, лежащие в основе восприятия фонем.
Для всех анализов MVPA мы использовали дискриминантный анализ усадки (SDA), реализованный в пакете R «sda» (http://cran.rproject.org/web/packages/sda/). SDA — это форма линейного дискриминантного анализа, который оценивает параметры сжатия для матрицы дисперсии-ковариации данных, что делает его подходящим для задач классификации большой размерности. Его преимущество состоит в том, что эти параметры усадки оцениваются аналитически на основе данных, что позволяет избежать схемы перекрестной проверки с двойным вложением (Ahdesmäki and Strimmer, 2010).Чтобы оценить производительность классификатора, мы использовали 10-кратную перекрестную проверку, где каждый набор данных состоял из весов β-регрессии для девяти из 10 прогонов, при этом один прогон был оставлен для тестирования. Таким образом, во время перекрестной проверки наблюдения, полученные в ходе одного сканирования, никогда не входили в наборы данных для обучения и тестирования. Анализ MVPA проводился в пределах каждой анатомической области интереса или в группах областей интереса (см. Ниже), что давало региональные оценки эффективности классификатора. Классификатор SDA производит как категориальный прогноз (т.е., метка тестового примера), а также непрерывный вероятностный выход (апостериорная вероятность того, что тестовый пример имеет метку x ). Непрерывные выходные данные использовались для вычисления показателей площади под кривой (AUC), а категориальные прогнозы использовались для вычисления точности классификатора.
Чтобы проверить статистическую значимость на уровне группы, эффективность классификатора для каждой ROI оценивалась с помощью теста t для одной выборки, где нулевая гипотеза предполагала теоретический шанс AUC равным 0.5. Чтобы подтвердить это предположение, мы выполнили анализ перестановок, в котором мы случайным образом перемешали метки в обучающем наборе для каждой перекрестной проверки и повторили процесс 100 раз для каждого предмета, ROI и категории фонологических характеристик. Общее среднее по субъектам и рентабельности инвестиций этих основанных на перестановках значений AUC составило 0,50000219, что по точному биномиальному тесту существенно не отличалось от теоретического уровня вероятности 0,5. Таким образом, мы пришли к выводу, что для проверки нулевой гипотезы мы можем предположить, что AUC = 0.5 — это ожидаемое значение, когда классификатор работает случайно.
Поскольку классификационный анализ проводился в анатомически определенных областях интереса, специфичных для каждого предмета, пространственная нормализация не применялась к оценкам результатов работы классификатора для конкретного предмета. Чтобы отобразить статистику на уровне группы, интересующая статистика проецировалась на разбитую (aparc 2009; Destrieux et al., 2010) корковую плоскую карту, связанную со средним шаблоном Freesurfer («fsaverage»).
Исследовательский MVPA отдельных подкатегорий функций.
Чтобы исследовать относительный вклад каждой области мозга в нейронный паттерн активности, связанный с отличительными чертами, отдельные классификаторы были обучены обнаруживать подкатегории голоса (озвученный и глухой), манеру артикуляции (носовые, стопы и фрикативные) и место сочленения (губное, зубное, альвеолярное, небно-альвеолярное и велярное). Поскольку полная матрица фонологических признаков не ортогональна для набора из 16 CV — и, таким образом, размеры признаков смешиваются по фонемам, — мы использовали метод субдискретизации, чтобы гарантировать, что классификация для одной категории признаков (e.g., nasal) не может быть обусловлено коррелированной категорией характеристик (например, озвученной). Для этого мы обучили классификаторы отличать каждую категорию признаков от подмножества фонем, соответствующих другим измерениям признаков. Например, классификатор был обучен отличать губные губы от подмножества негубных, сопоставленных по голосу и манере артикуляции. Таким образом, девять классификаторов (звонкий, стоповый, щелевой, носовой, губной, зубной, альвеолярный, небноальвеолярный, велярный) были обучены для каждой области интереса. Обратите внимание на то, что, поскольку голосовое сопровождение состоит только из двух категорий — голосового и глухого, — обучение двух классификаторов было бы излишним, поскольку один по существу является противоположностью другого.Мы рассчитали как классификацию, так и AUC в качестве показателей производительности. Однако мы предпочли последний показатель для групповой статистики из-за его повышенной чувствительности (Bradley, 1997). Чтобы проверить значительную производительность группового классификатора с использованием AUC, мы использовали тест t для одной выборки, где нулевая гипотеза (случайная производительность) предполагала AUC 0,5, что является ожидаемым значением для AUC, когда нет взаимосвязи между непрерывными вывод классификатора и метки категорий тестовых примеров.Затем мы подсчитали количество подкатегорий значимых характеристик ( p <0,05, нескорректировано) для каждой ROI. Области с ≥3 значимыми характеристиками ( p <0,0083, по биномиальному распределению вероятностей) были признаны значимыми в этом исследовательском анализе.
MVPA отличительных особенностей речевой коры головного мозга.
Общая эффективность функции (голос, манера и место артикуляции) затем вычислялась как средневзвешенное значение отдельных классификаторов категорий, где веса определялись частотой каждой категории.Например, оценка эффективности манеры артикуляции была рассчитана путем усреднения работы классификатора для стопов ( N = 6), фрикативов ( N = 8) и носовых ходов ( N = 2) со следующими весами: 0,375 , 0,5 и 0,125. Статистическая значимость на уровне группы оценивалась с помощью теста t для одной выборки, скорректированного на множественные сравнения, с использованием коэффициента ложного обнаружения q = 0,05.
В этом анализе мы ограничили область поиска ROI областями, которые, как известно, чувствительны к задачам, связанным с воспроизведением и восприятием речи.Мы использовали Neurosynth (http://neurosynth.org/; Yarkoni et al., 2011) для создания метааналитической маски с использованием поискового термина «речь» (http://neurosynth.org/features/speech/). Это привело к созданию маски активации на основе координат, построенной на основе 424 исследований и охватывающей связанные с языком области в височных и лобных долях. Мы пересекли эту метааналитическую маску с маской ROI Freesurfer aparc 2009, определенной в пространстве MNI. Если какая-либо из пересеченных областей интереса имела ≥10 вокселей, мы включали эту область интереса в наше пространство поиска.Для обеспечения симметрии полушария, если была включена область интереса левого полушария, то же самое было и ее гомолог правого полушария. В результате получилась маска области интереса, состоящая из 38 областей интереса (19 в левом полушарии и 19 в правом полушарии), которые показаны на рисунке 4.
Рис. 4.ROI в релевантных для речи областях височных и лобных долей. Маска ROI была создана путем пересечения автоматизированного метаанализа Neurosynth (поисковый запрос: «речь»; Яркони и др., 2011) и 148 ROI Freesurfer (атлас aparc 2009; Destrieux et al., 2010). Последний набор из 38 областей интереса (19 слева, 19 справа) охватывал корковые области в височных и лобных долях, важных для восприятия и производства речи.
Полушарные различия в верхней височной доле.
Для проверки эффектов латерализации в показателях MVPA в рамках широко определенных структур обработки слуха верхней височной доли были проведены парные тесты t на подмножестве левой и правой областей интереса слуховой коры для оценки эффективности голоса, манеры и места. .Под слуховой корой понималась любая область височной доли, простирающаяся ниже средней височной извилины, медиальнее задней островковой доли, кпереди от плоской поверхности и кзади от латеральной щели. В соответствии с этим определением были включены следующие области интереса: поперечная височная извилина [извилина Хешля (HG)], поперечная височная борозда, STG, средняя височная извилина, плоская поверхность, планум височная извилина (PT), латеральная трещина, островок и верхняя височная борозда. (Рис. 4, 1–9). Основываясь на гипотезе AST (Poeppel, 2003), наш прогноз заключался в том, что функции, которые обрабатываются в более быстрых временных масштабах, будут левосторонними, а те, которые обрабатываются в более медленных временных масштабах, будут правосторонними.Согласно обзору Розена (1992), тремя основными временными сигналами для речи являются огибающая, периодичность и тонкая структура, каждый из которых основан на различной скорости флуктуации и оказывает различное влияние на восприятие фонологических характеристик (рис. 1). . Таким образом, поскольку голос и манера артикуляции основаны на всех трех временных сигналах, было предсказано, что эти особенности будут представлены билатерально в верхней височной коре головного мозга, в то время как место останется латерализованным из-за его потребности в быстрой временной обработке.
Получение матриц нейронной путаницы посредством классификации отдельных фонем.
В окончательном анализе мы проверили, можно ли надежно классифицировать отдельные фонемы на основе паттернов активности левой и правой верхней височной доли и коррелирует ли паттерн путаницы, создаваемый классификатором, с исходными матрицами перцептуальной путаницы, представленными в таблицах 1– 6 классического исследования Миллера и Ницли (1955). Используя комбинированные наборы ROI, определяющие верхнюю височную долю, описанную в предыдущем разделе, мы обучили три классификатора (по одному для каждого полушария и один для обоих полушарий вместе), чтобы различать каждое из 16 CV, и зафиксировали точность классификации (случайная производительность, 0 .0625; или 1 из 16) и полную матрицу фонемных искажений, произведенную предсказаниями классификатора. Затем исходные подсчеты путаницы были нормализованы по сумме строк (т. Е. Количеству раз, когда классификатор предсказал каждую фонему), давая условные вероятности для каждой упорядоченной пары фонем. Вероятности смешения между одними и теми же парами (например, m → n и n → m) затем усреднялись для создания симметричной матрицы вероятностей. Эта матрица была преобразована в матрицу расстояний с использованием логарифмического преобразования Шепарда (см. Анализ многомерного масштабирования), а затем ранг коррелирован с матрицей расстояний, показанной на рисунке 2.Чтобы оценить статистическую значимость классификации фонем в группе, мы вычислили три (левое, правое, оба полушария) теста t для одной выборки против нулевой гипотезы случайной точности (0,0625).
.