Definering av rollen for språk i spedbarn objektet kategorisering med øye-sporing paradigmer
Summary
Her presenterer vi en protokoll for familiarization-test paradigmer som gir en direkte test for spedbarn kategorisering og bidra til å definere hvilken rolle språk i tidlig kategori læring.
Abstract
Vurdere spedbarn kategori læring er en utfordrende men viktig aspekt ved studere spedbarn erkjennelse. Ved å bruke et familiarisering-test paradigme, måler vi oversiktlig barns suksess i å lære en ny kategori mens stole bare på deres ser atferd. Videre kan paradigmet direkte måle effekten av ulike auditiv signaler på spedbarn kategorisering over en rekke aldre. For eksempel vi vurdert hvordan 2-åringer lære kategorier i en rekke merking miljøer: i vår oppgave, 2-åringer har lært kategorier når alle eksemplarer ble merket eller de to første eksempler var merket, men de ikke klarte å kategorisere når ingen eksempler ble merket eller bare de siste to eksempler ble merket. For å bestemme barns suksess i slike oppgaver, kan forskere undersøke både generelle preferanse vises som spedbarn i hver betingelse og spedbarn mønster av ser i løpet av testfasen, bruke en øye-sporing til spesifiserte tid-retters data . Derfor presenterer vi et kraftig paradigme for å identifisere rollen språk eller alle auditiv signal, i spedbarn objektkategori læring.
Introduction
Kategoriseringen er en grunnleggende byggestein i menneskelig kognisjon: spedbarn kategorisering evner dukke opp tidlig i barndommen og blir stadig mer sofistikerte med alderen. 1 , 2 , 3 forskning har også avdekket en sentral rolle for språk i spedbarn kategorisering: fra 3 måneder av alderen, barn lære kategorier mer vellykket når kategori eksempler er forbundet med språket. 4 , 5 , 6 videre ved slutten av det første året, spedbarn er tilpasset rollen som grev substantiv etiketter i kategorisering. Sammenkobling kategori eksempler med en konsekvent merking setning (“Dette er en vep!”) forenkler spedbarn kategori læring i forhold til å gi enten en distinkt etikett for hver original (“Dette er en vep,” “Dette er en dax,” osv.) eller en ikke-merking uttrykk (“se dette.”). 7 , 8 , 9
Spedbarn hverdagslige opplevelser, men vil majoriteten av objekter møter de trolig forbli umerket. Ingen omsorgsperson kan merke hvert objekt spedbarn ser mye mindre tilbyr etikettene som gjelder for alle objekter (f.eks “malamute,” “hund”, “kjæledyr”, “dyr”). Dette presenterer et paradoks: Hvordan kan vi forene etiketter i spedbarn kategorisering med deres relative knapphet i spedbarn dagliglivet makt?
For å besvare dette spørsmålet, utviklet vi en protokoll for å vurdere hvordan barn lære kategorier i en rekke forskjellige læringsmiljøer, inkludert når de mottar en blanding av med og uten etiketter eksempler. Spesielt foreslår vi at mottar et par merket eksempler på begynnelsen av læring kan forenkle kategoriseringen-ved å utvide barns evne til å lære fra påfølgende, umerkede eksempler også. Denne strategien for å bruke et lite antall merket eksempler som grunnlag for læring fra et større antall umerkede eksempler har blitt implementert innen maskinlæring, gyting en familie av semi veiledet læring (SSL) algoritmer10,11,12. Selvfølgelig læringsstrategier implementert er ikke like over ulike typer elever: i maskinlæring, algoritmer vanligvis er utsatt for mange flere eksempler, eksplisitt gjette hva hver exemplar og lære flere kategorier samtidig. Likevel apparat og spedbarn elever kan ha nytte av å kunne integrere både med og uten etiketter eksempler for å lære nye kategorier i sparsom merking miljøer.
Vår design fokuserer på om 2 år gamle barn, i ferd med å anskaffe ord for mange nye kategorier, kan denne typen semi veiledet læring. Vi bruker en standard spedbarn kategorisering mål: et familiarisering-test-aktiviteten. I dette paradigmet, ble 2-åringer utsatt for en rekke eksempler fra en ny kategori i et familiarisering fasen. Hver exemplar var sammen med en annen auditiv stimulans, avhengig av tilstand (dvs. en merking eller en ikke-merking setning). Deretter på testen, alle 2-åringer så to nye objekter i stillhet: ett objekt fra kategorien kjente og en fra en ny kategori.
Hvis de 2-åringene klarer danner kategorien i familiarisering fasen, bør så de skille mellom de to eksempler presenteres på test. Viktigst, fordi en systematisk preferanse for enten roman eller kjent testbildet reflekterer en evne til å skille mellom dem, tolkes både kjennskap og nyheten som bevis på vellykket kategorisering. Merk at på en gitt aktivitet natur denne innstillingen er en funksjon av barns behandling effektivitet for stimulans materialer, med fortrolighet innstillinger knyttet til mindre effektiv stimulans behandling 4,13, 14 , 15 , 16 , 17. presenterer testfasen i stillhet gjør det mulig å direkte vurdere barns suksess i objektet kategorisering og hvordan denne suksessen avhenger informasjonen som fulgte eksempler under familiarisering. Dermed gir dette paradigmet en overbevisende test av hvordan ulike typer språklige miljøer påvirker kategori læring. Hvis merking forbedrer kategori læring både semi tilsyn og overvåkede, bør deretter 2-åringer i disse forholdene vise sterkere test innstillinger enn spedbarn i andre miljøer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Her presenterer vi en prosedyre for å vurdere rollen merking i kategorisering. Ved å presentere 2-åringer med en realistisk blanding av med og uten etiketter eksempler, viser vi at svært små barn er i stand til læring i semi veiledet miljøer, utvide arbeidet med voksne og eldre barn24,25 . Dermed denne metoden gir en løsning på paradokset ovenfor: Hvis et par merket eksempler kan gnisten kategori læring, så etiketter kan være både sjeldne og kraftig….
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forskning rapporterte her ble støttet av National Institute of Child Health og menneskelig utvikling av National Institutes of Health prisen nummer R01HD083310 og en National Science Foundation Graduate forskningsstipend under gi nei. DGE‐1324585. Innholdet er ansvar forfattere og representerer ikke nødvendigvis den offisielle synet til National Institutes of Health eller National Science Foundation.
Materials
| Final Cut Pro X | Apple | N/A | Video editing, composition software |
| MorphX | Norrkross | N/A | Image-morphing software |
| PhotoShop | Adobe | N/A | Image-editing software |
| R | R Core Team | N/A | Statistical analysis software |
| T60XL Eyetracker | Tobii Pro | Discontinued | Large, arm-mounted eyetracker suitable for work with infants and children |
| Tobii Pro Studio | Tobii Pro | N/A | Software directing eyetracker display, data collection |
References
- Eimas, P. D., Quinn, P. C. Studies on the Formation of Perceptually Based Basic-Level Categories in Young Infants. Child Development. 65 (3), 903-917 (1994).
- Madole, K. L., Oakes, L. M. Making sense of infant categorization: Stable processes and changing representations. Developmental Review. 19 (2), 263-296 (1999).
- Gelman, S. A., Markman, E. M. Categories and induction in young children. Cognition. 23 (3), 183-209 (1986).
- Ferry, A. L., Hespos, S. J., Waxman, S. R. Categorization in 3- and 4-month-old infants: An advantage of words over tones. Child development. 81 (2), 472-479 (2010).
- Fulkerson, A. L., Waxman, S. R. Words (but not Tones) Facilitate Object Categorization: Evidence From 6- and 12-Month-Olds. Cognition. 105 (1), 218-228 (2007).
- Balaban, M. T., Waxman, S. R. Do words facilitate object categorization in 9-month-old infants?. Journal of Experimental Child Psychology. 64 (1), 3-26 (1997).
- Waxman, S. R., Braun, I. Consistent (but not variable) names as invitations to form object categories: New evidence from 12-month-old infants. Cognition. 95 (3), B59-B68 (2005).
- Balaban, M. T., Waxman, S. R. An examination of the factors underlying the facilitative effect of word phrases on object categorization in 9-month-old infants. Proceedings of the 20th Boston University Conference on Language Development. 1, 483-493 (1996).
- Waxman, S. R., Markow, D. B. Words as invitations to form categories: evidence from 12- to 13-month-old infants. Cognitive Psychology. 29 (3), 257-302 (1995).
- Zhu, X. . Semi-supervised learning literature survey. , (2005).
- Chapelle, O., Scholkopf, B., Zien, A. . Semi-supervised learning: Adaptive computation and machine learning. , (2006).
- Zhu, X., Goldberg, A. B. Introduction to semi-supervised learning. Synthesis lectures on artificial intelligence and machine learning. 3 (1), 1-130 (2009).
- Ferry, A. L., Hespos, S. J., Waxman, S. R. Nonhuman primate vocalizations support categorization in very young human infants. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (38), 15231-15235 (2013).
- Hunter, M. A., Ames, E. W. A multifactor model of infant preferences for novel and familiar stimuli. Advances in infancy research. , (1988).
- Rose, S. A., Feldman, J. F., Jankowski, J. J. Infant visual recognition memory. Developmental Review. 24 (1), 74-100 (2004).
- Wetherford, M. J., Cohen, L. B. Developmental changes in infant visual preferences for novelty and familiarity. Child Development. , 416-424 (1973).
- Perone, S., Spencer, J. P. Autonomous visual exploration creates developmental change in familiarity and novelty seeking behaviors. Frontiers in psychology. 4, 648 (2013).
- Havy, M., Waxman, S. R. Naming influences 9-month-olds’ identification of discrete categories along a perceptual continuum. Cognition. 156, 41-51 (2016).
- Althaus, N., Plunkett, K. Timing matters: The impact of label synchrony on infant categorisation. Cognition. 139, 1-9 (2015).
- Maris, E., Oostenveld, R. Nonparametric statistical testing of EEG- and MEG-data. Journal of Neuroscience Methods. 164 (1), 177-190 (2007).
- Raudenbush, S. W., Bryk, A. S. Hierarchical Linear Models: Applications and Data Analysis Methods. SAGE. , (2002).
- LaTourrette, A., Waxman, S. R. A little labeling goes a long way: Semi-supervised learning in infancy. Developmental Science. , e12736 (2018).
- Dink, J., Ferguson, B. . eyetrackingR: An R library for eyetracking data analysis. , (2015).
- Kalish, C. W., Zhu, X., Rogers, T. T. Drift in children’s categories: When experienced distributions conflict with prior learning. Developmental Science. 18 (6), 940-956 (2015).
- Gibson, B. R., Rogers, T. T., Zhu, X. Human semi-supervised learning. Topics in Cognitive Science. 5 (1), 132-172 (2013).
- Keates, J., Graham, S. A. Category Markers or Attributes Why Do Labels Guide Infants’ Inductive Inferences?. Psychological Science. 19 (12), 1287-1293 (2008).
- Booth, A. E., Waxman, S. R. A horse of a different color: Specifying with precision infants’ mappings of novel nouns and adjectives. Child development. 80 (1), 15-22 (2009).
- Perszyk, D. R., Waxman, S. R. Listening to the calls of the wild: The role of experience in linking language and cognition in young infants. Cognition. 153, 175-181 (2016).
- Althaus, N., Mareschal, D. Labels direct infants’ attention to commonalities during novel category learning. PLoS ONE. 9 (7), e99670 (2014).
- Fulkerson, A. L., Haaf, R. A. The influence of labels, non-labeling sounds, and source of auditory input on 9- and 15-month-olds’ object categorization. Infancy. 4 (3), 349-369 (2003).
