Are syntactic processes in language and music domain specific?

Joris Van de Cavey Robert Hartsuiker
Persbericht

Are syntactic processes in language and music domain specific?

 

MUZIEK IN TAAL

In de westerse cultuur wordt muziek voornamelijk gezien als een vorm van ontspanning en zelfexpressie. Vanuit wetenschappelijk perspectief wordt ze dan ook eerder bekeken als een bijproduct van de menselijke samenleving, en gaat er meer aandacht uit naar evolutionair functionele capaciteiten zoals taal en geheugen. Maar is deze positie wel gerechtvaardigd?  Over de hele wereld komen mensen dagelijks in aanraking met muziek.  Op deze manier wordt een uitgebreide ervaring met harmonische klanken verworven, hetgeen ervoor zorgt dat mensen reeds op jonge leeftijd gehoorde tonenreeksen kunnen verwerken tot coherente melodieën. Deze vaardigheden staan los van formele training, en kunnen over de hele wereld teruggevonden worden.  Muziek behelst met andere woorden vele basale verwerkingsprocessen die universeel bestudeerd kunnen worden.  Op wetenschappelijk vlak is het dan ook van belang om muziek verder te ontwikkelen als een theoretisch en  toegepast hulpmiddel in onderzoek.  Een voorbeeld vindt men in het domein van taalonderzoek.  Reeds enkele decennia ontvangt taal veel belangstelling van onderzoekers, en bijgevolg zijn er dan ook veel specifieke taaltheorieën ontwikkeld.  De vraag is echter of bepaalde taalprocessen niet eerder deel uitmaken van algemenere, niet-taalspecifieke mechanismen. Muziekstudies zijn uitermate geschikt om deze vraag te beantwoorden. Het is immers zo dat de verwerking van taal en muziek erg grote gelijkenissen bevat. In beiden ontwikkelen mensen door dagelijkse ervaring verscheidene mechanismen om auditieve klankenreeksen te structureren en te verwerken. Huidig onderzoek heeft door gebruik van muzikale experimenten dan ook duidelijk bewijs gevonden voor overlappende verwerkingsprocessen. Dergelijke bevindingen tonen aan hoe het gebruik van muziekverwerking in onderzoek een bijdrage kan leveren aan  verschillende wetenschappelijke domeinen.

Over de hele wereld luisteren mensen dagelijks naar muziek, vaak zonder erbij stil te staan. Nochtans is luisteren naar muziek niet zo vanzelfsprekend als het lijkt. Om de ervaring van muziek te beleven, dienen de tonen die gehoord worden eerst verder verwerkt te worden: verwachtingen worden gemaakt over de volgende tonen, valse klanken en akkoordveranderingen worden geregistreerd, enzovoort. Pas na verschillende mentale bewerkingen ervaren we de gehoorde klankenreeks als een melodie. Deze vaardigheden komen niet tot stand in formele trainingen, maar ontwikkelen zich al van een erg jonge leeftijd door dagdagelijkse ervaring met muziek. Waar de ontwikkeling en aard van dergelijke verwerkingsprocessen voor verscheidene domeinen zoals taal en motoriek reeds uitvoerig bestudeerd zijn , heeft het domein van muziek relatief weinig wetenschappelijke aandacht gekregen. Dit verandert echter niets aan het feit dat muziek veel basale verwerkingsprocessen omvat, die teruggevonden kunnen worden overheen culturen en generaties. Bijgevolg is er in de laatste jaren meer en meer onderzoek dat zich richt op deze verwerkingsprocessen, en zich de vraag stelt hoe het domein van muziek zich verhoudt binnen de meer bestudeerde domeinen van het menselijk functioneren, en hoe dit domein dan ook verder wetenschappelijk en toegepast nut kan hebben.

Een voorbeeld van de recente ontwikkeling in de studie van muziekverwerking is de theorievorming omtrent de relatie tussen muziek- en taalverwerking. Er zijn namelijk grote gelijkenissen in de manier waarop mensen enerzijds aanleren om woordenreeksen te verwerken tot syntactisch gestructureerde zinnen, en anderzijds tonenreeksen leren verwerken tot harmonisch gestructureerde melodieën. Onderzoek naar dergelijke gelijkenissen heeft geleid tot de SSIRH of Shared Structural Integration Resource Hypothesis. Deze stelt dat de structurele integratie van zowel woordenreeksen(taal) als tonenreeksen (muziek) gebaseerd is op gedeelde mechanismen. Hoewel er gescheiden netwerken van syntactische en harmonische regels zijn, zijn de processen die gebruik maken van deze domeinspecifieke regels wel sterk overlappend. Het bewijzen van dergelijke overlap in verwerkingsprocessen zou belangrijke implicaties kunnen hebben op wetenschappelijk en toegepast vlak, maar hoe kan men dergelijke stellingen aantonen?

Een veelgebruikte methode in taalonderzoek is “priming”. Er is  reeds herhaaldelijk gevonden dat wanneer mensen zinnen met een bepaalde structuur verwerken, zij dergelijke structuren later ook opnieuw neigen toe te passen. Zo is er bijvoorbeeld “aanhechtingspriming”, verwijzend naar de indeling die gemaakt wordt tijdens zinsverwerking. Als deelnemers van een experiment een zin te horen krijgen zoals “ik zie de stoelen van de tafel die vuil is”, zullen zij in de zinsverwerking registreren dat in de opdeling van de zin (ik zie de stoelen / van de tafel / die vuil is), het derde deel syntactisch aanhecht aan het tweede ( “die” verwijst namelijk naar de tafel).  Deze mogelijkheid zal dus geactiveerd worden, met als gevolg dat wanneer hierna dezelfde participanten gevraagd worden om een zin aan te vullen als “ik zie de kinderen van de vrouw die...”, zij geneigd zullen zijn om een aanvulling te maken die verwijst naar “de vrouw” ( en zo dus de zelfde aanhechting opnieuw te maken).  De alternatieve oplossing om naar het eerste deel te verwijzen (“ik zie de kinderen van de vrouw die stout zijn”) wordt dan weer meer verkozen als dergelijke aanhechting eerder voorkwam. Het is belangrijk om op te merken dat deze priming enkel kan voorkomen indien de “prime”-structuur via dezelfde processen verwerkt wordt die later ook de structuur van de aanvulling verwerken.

Op basis van de SSIRH wordt geopperd dat de structurele verwerking van zinnen en melodiëen inderdaad gebaseerd is op overlappende processen. Bijgevolg zou “aanhechtingspriming” ook teruggevonden moeten worden ongeacht of de aanhechting die geprimed wordt tot stand gekomen is door de verwerking van woorden- of tonenreeksen. Indien een melodie op basis van harmonische regels tot een bepaalde aanhechtingsstructuur verwerkt wordt , zou een latere zinsaanvulling dus ook een “priming”-effect moeten ondervinden van deze structuur.  Een studie heeft inderdaad aangetoond dat wanneer men participanten melodieën  liet horen met drie onderscheiden gedeeltes (opnieuw laatste deel aanhechtend op het eerste of het tweede deel), deze participanten ook hierna aanvullingen verkozen met dezelfde aanhechtingsstructuur. Dit is dus overeenstemmend met het idee van de SSIRH dat het eerder de specifieke regels en ervaringen zijn die verschillen tussen de twee domeinen, maar dat muziek en taal wel degelijk structurele verwerkingsprocessen delen. Het vinden van dergelijke overlap biedt verschillende uitgangspunten voor wetenschappelijke en toegepaste ontwikkelingen, en met deze bevindingen wordt dan ook getracht om muziek verder te introduceren als een domein van wetenschappelijk onderzoek.

 

Bibliografie

Allen, K., Ibara, S., Seymour, A., Cordova, N., & Botvinick, M. (2010). Abstract structural representations of

goal-directed behavior. Psychological Science , XX(X), 1-7

Alossa, N., & Castelli, L. (2009). Amusia and musical functioning. Eur Neurol., 61, 269-277

Anvari, S.H., Trainor, L.J., Woodside, J., &Levy, B.A.(2002). Relations among musical skills, phonological

processing, and early reading ability in preschool children. Journal of Experimental Child

Psychology,83, 111-130

Beatty, W., Zavadil, K., Bailly, R. , Rixen , G., Zavadil, L. , Farnham, N. , &Fisher, L. (1988) : preserved musical

skill in a severely demented patiënt. Int. J. Clin Neurospychol ,10,158-164

Bharucha, J.J. & Stoeckig, K. (1986). Reaction time and musical expectancy: priming of chords. Journal of

                Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 12,403-410.

Bharucha, J.J. & Stoeckig, K. (1987). Priming of chords : spreading activation or overlapping frequency spectra?

                Perception and Psychophysics, 41, 519-524

Bigand E. & Pineau, M. (1997). Global context effects on musical expectancy. Perception and Psychophysics,

                59, 1098-1107

Bigand, E., & Poulin-Charronnat, B. (2006). Are we experienced listeners ? A review of the musical capacities

that do not depend on formal musical training. Cognition. 100,1,100-130

Bigand, E., Tillman, B., Poulin, B., D'Adamo, D. A., & Madurell, F. (2001). The effect of harmonic context of

phoneme monitoring in vocal music. Cognition.81, B11-B20

Bock, J.K. (1986). Syntactic persistence in language production. Cognitive Psychology,18,355-387

Bock, J.K. (1989). Closed-class immanence in sentence production.Cognition,31,163-186

Bock, J.K., & Loebell, H. (1990). Framing sentences.Cognition,35, 1-39

Bock, K., & Griffin, Z.M. (2000). The persistence of structural priming: transient activation or implicit learning?

Journal of Experimental Psychology,129, 177-192

Boltz, M.G. (1993). The generation of temporal and melodic expectancies during musical listening. Perception &

Psychophysics, 53, 585-600

Branigan, H.P., & Pickering, M.J. (2004). Syntactic representation in the lemma stratum: commentary on Levelt,

Roelofs and Meyer. Behavioral and Brain Sciences, 27,296-297

Branigan, H.P., Pickering, M.J., McLean, J.F., & Stewart, A.J.(2011). The role of local and global syntactic

structure in language production : Evidence from syntactic priming. Language and Cognitive Processes,

21-7,974-1010

Chang, F., Dell, G.S. & Bock, K. (2006). Becoming syntactic. Psychological Review,2,234- 272

Chiappe, P. , & Schmuckler, M.A. (1997). Phrasing influences the recognition of melodies. Psychonomic

Bulletin&Review, 4 (2), 254-259

Corrigall, K.A., & Trainor, L.J. (2010). Musical enculturation in preschool children : acquisition of key and

harmonic knowledge.Music Perception : An Interdisciplinary Journal. Vol . 28, no. 2 , 195-200

Cuddy, L. L., & Badertscher, B. (1987). Recovery of the tonal hierarchy: Some comparisons across age and

levels of musical experience. Perception and Psychophysics, 41,609-620

Desmet, T., & Declercq, M. (2006). Cross-linguistic priming of syntactic hierarchical configuration information.

Journal of Memory and Language, 54, 610-632

Gregory, A.H. (1978). Perception of clicks in music. Perception & Psychophysics, 24, 121-174

Goldwater, M.B., Tomlinson, M.T., Echols, C.H., & Love, B.C. (2010). Structural priming as structure-mapping:

children use analogies from previous utterances to guide sentence production. Cognitive Science, 35,

156-170

Handel, S. (1989) Listening : An introduction to the perception of auditory events. Cambridge, MA: MIT Press

Hartsuiker, R.J. , Bernolet, S., Schoonbaert, S., Speybroeck, S., Vanderelst, D. (2008) . Syntactic priming persists

while the lexical boost decays: Evidence from written and spoken dialogue , Journal of Memory and

Language , 58 , 21-238

Hirsch-Pasek, K., Nelson, D.G.K., Jusczyk, P.W., Cassidy, K.W/, Druss, B., & Kennedy , L. (1987). Clauses are

perceptual units for young infants. Cognition, 26, 269-286

Ibbotson N.R., Morton, J. (1981). Rythm and dominance. Cognition. 9,125-138

Jentschke, S., Koelsch, S. (2009). Musical training modulates the development of syntax processing in

children.NeuroImage 47 ,735-744

Jentschke, S., Koelsch, S., Sallat, S., & Friederici, A.D. (2008). Children with specific language impariment also

show impairment of Music-syntax processing. Journal of Cognitive Neuroscience,20,1940-1951

Jonaitis, E.M. & Saffran, J.R. (2009). Learning harmony : the role of serial statistics. Cognitive Science ,  33,

951-968

Jones. M.R., Boltz, M., & Kidd, G. (1982). Controlled attending as a function of melodic and temporal context.

Perception & Psychophysics , 32, 211-281

Joshi, A.K., &Schabes, Y. (1997). Tree-adjoining grammars. In G. Rozenberg and A. Salomaa ( Eds.), Handbook

of Formal Languages, Volume 3: Beyond Words (pp 69- 124). New York: Springer

Juslin P., Laukka, P. (2003). Communication of emotions in vocal expression and music performance: Different

channes, same code? Psychological Bulletin, 129, 770-814

Koelsch, S. , Grossman, T., Gunter, T.C., Hahne, A., Schröger, E., Friederici, A.D. (2003). Children processing

music : electric brain responses reveal musical competence and gender differences. Journal of Cognitive

Neuroscience, 15, 683-693

Koelsch, S., Gunter, T., Friederici, A.D. , & Schröger, E. (2000). Brain indices of music processing:

"nonmusicians" are musical. Journal of Cognitive Neuroscience. 12:3, 520-541

Koelsch, S., Gunter, T.C., Wittfoth, M., &Sammler, D.(2005). Interaction between syntax processing in

language and in music : an ERP study. Journal of Cognitive Neuroscience,17,1565-1577

Konopka, A.E. , Bock, K. (2009). Lexical or syntactic control of sentence formulation? Structural generalizations

from idiom production. Cognitive Psychology., 58,1,68-101

Krumhansl, C.L. (1997). An explanatory study of musical emotions and psychophysiology. Canadian Journal of

Experimental Psychology, 51, 336-352

Lelekov, T., Franck, N. , Dominey, P.F., & Georgieff, N. (2000): Cognitive sequence processing and syntactic

comprehension in schizophrenia. Cognitive Neuroscience, 11, 2145-2149

Levelt, W.J.M., Roelofs, A., & Meyer, A. (1999). A theory of lexical acces in speech production. Behavioural

and Brain Sciences, 22,1-75

Loebell, H., Bock, K. (2003). Structural priming across languages. Linguistics ,41,5,791-824

Loncke, M., Van Laere, S.M.J., & Desmet, T. (2011). Cross-structural priming : Prepositional Phrase

attachment primes Relative Clause attachment. Experimental Psychology,58, 227-234

Luria, A.R., Tsvetkova, L. & Futer, D.S. (1965). Aphasia in a composer. Journal of Neurological Science, 1,288-

292

Maess, B., Koelsch, S., Gunter, T.C., &Friederici, A.D. (2001). Musical syntax is processed in Broca's area : an

MEG study. Nature Neuroscience, 4(5), 540-545

Mâche, F.-B. (2000). The necessity and problems with a universal musicology. The Origins of Music Cambridge,

MIT Press.

Maidhof, C., & Koelsch, S. (2011). Effects of selective attention on syntax processing in music and language.

Journal of Cognitive Neuroscience.23:9, 2252-2267

Marin, O. (1983). Neurological aspects of music perception and performance. In Deutsch D (ed). : The

Psychology of Music. New York, Academic Press.

McDermott, J., &Hauser, M.D. (2005) The origins of music: innateness, uniqueness, and evolution. Music

                Perception, 23,29-59

Meyer, L. B. (1956). Emotion and meaning in music. Chicago, University of Chicago Press

Narmour, E. (1990). The analysis and the cognition of basic melodic structures. Chicago : University of Chicago

press

Nettl, B. (2000). An ethnomusicologist contemplates universals in musical sound and musical culture. Origins of

Music,463-472

Patel, A.D. (2003). Language, music, syntax and the brain Nature Neuroscience, 6(7) ,674-681

Patel, A.D., Iversen, J.R., & Hagoort, P. (2004) Musical syntactic processing in brocas aphasia : a preliminary

study.ICMPC8

Patel, A.D., Gibson, E., Ratner, J., Besson, M., &Holcomb, P.J. (1998). Processing syntactic relations in

language and music : An event-related potential study. Journal of Cognitive Neuroscience,10, 717-733

Pearce, J.M.S. (2005). Selected observations on amusia. European neurology. 54,145-148

Peretz, I. (2006). The nature of music from a biological perspective. Cognition ,100, 1-32

Peretz, I., &Coltheart, M. (2003). Modularity of music processing. Nature Neuroscience,6,688-691

Pickering, M.J., & Branigan, H.P. (1998).The representation of verbs : Evidence from syntactic priming in

language production. Journal of Memory and Language,39,4,633-651

Pickering, M.J., Branigan, H.P., Cleland, A.A., & Stewart, A.J. (2000). Activation of syntactic information

during language production. Journal of psycholinguistic research, 29(2),205-215

Pickering, M., & Ferreira, V.S. (2008). Structural priming : A critical review . Psychological Bulletin,

134(3),427-459

Pickering, M.J. & Garrod, S. (2004). Towards a mechanistic Psychology of dialogue. Behavioural and Brain

Sciences, 27, 169-226

Radvanksy, G.A., Flemming, K.J., Simmons, J.A. (1995). Timbre reliance in nonmusicians' memory for

melodies. Music Perception , 13, 127-140

Saffran, J.R. , Aslin, R.N., &Newport, E.L.(1996). Statistical learning by 8-month-old infants. Science. 274,

1926-1996 

Scheepers, C. (2003). Syntactic priming of relative clause attachments: Persistence of structural configuration in

sentence production. Cognition,89,179-205

Scheepers, C., Sturt, P., Martin, C.J. (2011). Structural priming across cognitive domains: from simple arithmetic

to relative-clause attachment. Psychological Science, 22, 1319-1326

Scherer, K.R., & Zentner, M. R. (2001). Emotional effects of music : Production rules.  In P. Juslin & J. Sloboda

(Eds.), Music and emotion (pp361-392). New York : Oxford University Press

Slevc, L.R. , Rosenberg, J.C., & Patel, A.D. (2009). Making psycholinguistics musical: Self- paced reading time

for shared processing of linguistic and musical syntax. Psychonomic Bulletin & Review, 16(2), 374-381

Tan, N., Aiello, R., & Bever, T. G. (1981). Harmonic structure as a determinant of  melodic organisation.

Memory & Cognition, vol. 9 (5), 533-539

Tillman, B., Bharucha, J.J., & Bigand, E. (2000). Implicit learning of tonality: a self-organising approach.

Psychological Review, 107, 885-913

Townsend, D.J., Ottaviano, D., &Bever, T.G. (1979). Immediate memory for words from main and subordinate

clauses at different age levels. Journal of Psycholinguistic Research, 8,83- 101

Trainor, L.J., & Trehub, S.E. (1994). Key membership and implied harmony in Western tonal music :

Developmental perspectives. Perception and Psychophysics, 56,125-132

Trehub, S. E. (2003). The developmental origins of musicality . Nature Neuroscience. 6,7,669-673

 Wallin , N.L., Merker, B., & Brown, S. (2000) The origins of music. Cambridge, MIT Press .

Zatorre, R., & Peretz, I. (Eds) (2001). The biological foundations of music. Annals of the New York Academy of

Sciences, 930, ix

 

Universiteit of Hogeschool
Theoretische en Experimentele Psychologie
Publicatiejaar
2012
Share this on: