Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристики вокально-речевого взаимодействия в диадах "мать-младенец"

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Характеристики вокально-речевого взаимодействия в диадах "мать-младенец""

На правах рукописи

Гайкова Юлия Сергеевна

Характеристики вокально-речевого взаимодействия в диадах «мать-младенец»

03.03.01 - физиология

005015276

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 2 [.:*.? 2012

Санкт-Петербург 2012

005015276

Работа выполнена на кафедре Общей физиологии Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель доктор биологических наук,

Ляксо Елена Евгеньевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

Андреева Ирина Германовна ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН, ведущий научный сотрудник

доктор биологических наук, профессор Николаева Елена Ивановна Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, профессор

Ведущая организация ФГБУН Институт физиологии

им. И.П. Павлова РАН

Защита состоится « f » ¿иг-Ас^*- 2012 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.232.10 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, ауд. 90.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. A.M. Горького Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан «_»_2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

Н.П. Алексеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Данная работа посвящена актуальной междисциплинарной физиологической проблеме - речевому развитию на ранних этапах онтогенеза. На протяжении первого года жизни ребенка важную роль в развитии его когнитивных функций играет взаимодействие в диаде «мать-младенец». Вокально-речевое взаимодействие является составной частью диадного общения и отражает взаимосвязь раннего речевого развития ребенка и характеристик материнской речи (MP), обуславливающую их изменения. На протяжении первых лет жизни детей речевое развитие проходит ряд универсальных, последовательно сменяющих друг друга стадий (Stoel-Gammon, 1992), при выраженных индивидуальных различиях в сроках их появления. Процессы, обуславливающие смену вокализаций и сроки их появления, до настоящего времени недостаточно изучены. Причинами усложнений ранней вокальной продукции являются изменения в строении и функционировании мозга (Lauronen et al., 2006), анатомические изменения в строении и конфигурации речевого тракта (Kent, 1992), и социальное взаимодействие (Ушакова, Белова, Громова, 2007; Flax et al., 1991), которое, в свою очередь, активирует мозговые механизмы обучения языку (Kuhl, 2010).

MP является важным фактором в общекогнитивном и речевом развитии ребенка и соответствует возрастным особенностям его восприятия. Она представляет собой феномен, отличающийся по ряду характеристик от речи, обращенной к взрослому (Ляксо, Челибанова, Галунов, 2003). У новорожденных детей голос матери, по сравнению с голосом незнакомой женщины, вызывает более сильную активацию областей мозга (Beauchemin et al., 2011), участвующих в обработке эмоциональной информации, но особенно в дистальных отделах левой височной доли коры. Эти данные позволяют предположить, что голос матери влияет на формирование речевых областей коры на ранних стадиях развития ребенка (Dehaene-Lambertz et al., 2010).

Специфическая организация MP способствует речевому развитию ребенка, однако, отсутствую данные о влиянии конкретных характеристик MP на речевое развитие нормально развивающихся детей. Указывается (Soderstrom, 2007), что некоторые характеристики обращенной ребенку речи

затрудняют его речевое развития. Установлено (Ляксо, 2006), что на формирование МР влияет психосоматический статус ребенка, и, в случае нарушения развития младенца, МР представлена не полным набором характеристик, что сказывается на низком уровне речевого развития детей. В то же время, уровень речевого развития нормально развивающихся детей также варьирует, но о различиях в вокально-речевом взаимодействии в диадах «мать-младенец» с нормально развивающимися детьми известно недостаточно.

В качестве рабочей гипотезы проверяется предположение о том, что в процессе вокально-речевого взаимодействия в диаде «мать-младенец» определенные характеристики МР могут оказывать различное влияние на уровень раннего речевого развития ребенка.

Цель исследования: выявление в вокально-речевом взаимодействии в диаде «мать-младенец» характеристик материнской речи, вносящих наибольший вклад в речевое развитие ребенка на протяжении первого года его жизни.

Задачи исследования:

1. Оценить уровни речевого развития нормально развивающихся детей на протяжении первого года жизни.

2. Описать характеристики материнской речи и определить их вклад в речевое развитие нормально развивающихся детей первого года жизни.

3. Выявить связь между характеристиками, отражающими уровень речевого развития ребенка, и характеристиками материнской речи.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Уровень раннего речевого развития нормально развивающихся детей на протяжении первого года жизни значимо различается по разнообразию и частотности употребления гласноподобных звуков, по звуковой активности, по числу ответных вокализаций, по разнообразию согласноподобных звуков и по количеству слоговых конструкций. Среди детей с высоким уровнем речевого развития соотношение девочек и мальчиков меняется на протяжении первого года жизни.

2. Материнская речь различается в диадах с высоким и низким уровнями речевого развития детей первого года жизни по количеству выделенных голосом слов и разнообразию гласных в них, по звуковой активности, по

числу повторов звуков ребенка, по частоте основного тона и ее вариативности по фразе, по длительности пауз и по частоте встречаемости длительных пауз.

3. Существуют определенные характеристики материнской речи, которые оказывают негативное влияние на раннее речевое развитие детей.

4. Между комплексом характеристик материнской речи и характеристиками, отражающими уровень речевого развития детей, выявляется связь. Увеличение репертуара гласноподобных и согласноподобных звуков ребенка на протяжении первого года коррелирует с разнообразием гласных в выделенных голосом словах материнской речи, с повторами звуков ребенка, с длительностью пауз в материнской речи, со значениями частоты основного тона по фразе и со звуковой активностью матери. Повторение матерью звуков ребенка и одинаковых слов взаимосвязано с ответными вокализациями ребенка.

Научная новизна. Впервые на основе комплексного подхода, включающего психофизиологический, поведенческий, перцептивный и акустический спектрографический анализ, показаны значимые различия в речевом развитии нормально развивающихся детей, воспитывающихся в русскоязычной среде, и их зависимость от особенностей построения МР. Установлены характеристики МР, которые вносят вклад в речевое развитие детей на первом году жизни: частота основного тона (ЧОТ) по фразе и ее вариативность, выделенные голосом слова и разнообразие гласных в них, звуковая активность, повторы звуков ребенка, длительность пауз, наложения речи матери на звуки ребенка. Впервые выявлены характеристики МР, которые оказывают негативное влияние на раннее речевое развитие детей. Показано, что характеристики МР комплексно влияют на расширение репертуара гласноподобных и согласноподобных звуков и произнесение ребенком ответных вокализаций.

Теоретическое и практическое значение работы. Результаты диссертационного исследования расширяют теоретические представления физиологии сенсорных систем и возрастной физиологии о становлении речевой функции, обосновывая значимость вокально-речевого взаимодействия в диаде «мать-младенец» для речевого развития нормально развивающихся детей на ранних этапах онтогенеза. Выявлены

характеристики МР, влияющие на появление характеристик, отражающих определенный уровень речевого развития ребенка. Полученные данные могут быть основой для конкретных методических рекомендаций матерям по взаимодействию с ребенком для успешного развития речи детей. Результаты легли в основу разработки программы «виртуальной матери» (проект РГНФ 08-06-90604 а/Б «Развитие речи ребенка через эхолалический диалог с "виртуальной" матерью») для элиминации материнской депривации у детей, воспитывающихся в условиях Дома ребенка; используются в реализации проекта создания мультимедийной сенсорной среды для обоснования подбора стимульного материала (проект РГНФ 11-06-12019в «Моделирование мультимедийной сенсорной среды с элементами интерактивности для изучения психофизиологического состояния детей первого года жизни»).

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на XIX сессии Российского Акустического Общества в Нижнем Новгороде (2007), XX сессии Российского Акустического Общества в Москве (2008), XX Съезде Физиологического общества России в Москве (2007), Третьей международной конференции по когнитивной науке в Москве (2008), Двенадцатой зимней школе СГМО «Регуляторные системы: от фундаментальных исследований до предупреждения заболеваний» в Хельсинки (2008), семинаре «Акустика детской речи» в рамках секции «Физиология речи» Санкт-Петербургского общества физиологов, биохимиков, фармакологов им. И.М.Сеченова (2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, среди них 14 статей, 4 из которых в рецензируемых научных журналах.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики, результатов, обсуждения результатов, выводов, списка литературы. Работа включает 174 страницы текста, содержит 54 иллюстрации, 8 таблиц и 2 схемы. Список литературы включает 156 источников, в том числе 86 зарубежных.

Работа поддержана грантами РГНФ: 06-06-00519а, 06-05-12623в, 08-06-90604 а/Б, 11-06-12042в; персональными грантами Российского Акустического Общества №35-70/450 и Правительства Санкт-Петербурга 2.6/30-04/79.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования явились 30 диад «мать-младенец» на протяжении первого года жизни детей. Все дети имели нормальное развитие по заключению врачей (неонатолога, педиатра, невролога) и оценке развития по шкале KID, данные которой обрабатывались Институтом Раннего Вмешательства (Чнстович, Рейтер, Шапиро, 2000).

Аудио- и видеозапись осуществляли в домашних условиях в лонгитюде раз в три месяца (возрастные срезы 3, 6, 9, 12 месяцев жизни ребенка) в модельных ситуациях «лицом к лицу» - с 3-х месяцев, «игра» - с 9-ти месяцев, «чтение книги» - с 12-ти месяцев. Запись продолжалась в течение часа с соблюдением 5-минутной длительности каждой модельной ситуации и при спонтанном взаимодействии. Использовали методику, разработанную и апробированную группой по изучению детской речи СПбГУ (Ляксо, 2001— 2011). Проведение исследования согласовано с Этическим комитетом СПбГУ.

В работе использовали комплексный подход для изучения вокально-речевого взаимодействия в диадах «мать-младенец», включающий акустический спектрографический и перцептивный методы анализа звуков детей и речи их матерей, анализ видеотестов для оценки взаимодействия в диаде, метод анкетирования для выявления уровня развития детей по шкале KID.

Дизайн исследования:

На первом этапе исследования проведен анализ видеотестов (для 10-ти диад), для выявления характеристик поведения и речи матери, вносящих вклад в речевое развитие детей, и последующего более подробного анализа этих характеристик на следующем этапе работы.

На втором этапе проведен акустический спектрографический и перцептивный анализ звуков детей и речи матерей (для 30-ти диад). Оценен уровень развития детей в каждой диаде. Описаны характеристики MP.

На третьем этапе, на основе значимых различий в речевом развитии детей, диады поделены на группы для определения характеристик MP, значимо различающихся в данных группах. Проведен корреляционный и факторный анализ характеристик MP и характеристик, отражающих уровень речевого развития детей.

Анализ взаимодействия в диадах «мать-младенец» проводили на основе видеотестов. Подготовлены тестовые последовательности, содержащие 30

одноминутных фрагментов видеозаписи взаимодействия матери и ребенка в 10-ти диадах в возрастные срезы 3, 9, 12 месяцев. Разработана анкета, содержащая два блока вопросов. Первый блок - характеристики поведения матери и ребенка в процессе их взаимодействия, такие как: фиксация взгляда друг на друге, активность взаимодействия, привлечение матерью внимания ребенка и изменение мимики, направленность взгляда ребенка на мать и улыбка ребенка. Второй блок - речевое развитие ребенка и речь матери -включал со стороны матери: изменение интонации, эмоциональность речи, повторение одинаковых слов и повторение звуков, произнесенных ребенком, произнесение простых слов и звуков, употребление коротких фраз, соблюдение пауз, грамматическое упрощение речи, выделение голосом слов, растягивание звуков в словах; со стороны ребенка: произнесение звуков спонтанно или в ответ на речь матери, большое или малое количество звуков, наличие в вокализациях простых (гласноподобных и их сочетаний) или сложных (слоговых конструкций, первых слов) звуков. Характеристику считали достоверно присутствующей (отсутствующей), если 75% и более экспертов (п = 20) указывали одинаковый вариант ответа.

Анализ речи матери и звуков ребенка осуществляли на основе перцептивного и акустического спектрографического анализа.

Для речи матери определяли: длительность фраз, обращенных ребенку; длительность пауз между материнскими фразами (м-м); длительность пауз между окончанием звука ребенка и началом материнской фразы (р-м); количество пауз, превышающих по длительности 3000 мс; наложение речи матери, т.е. количество фраз, произнесение которых начиналось до окончания звучания вокализации ребенка; звуковую активность матери при взаимодействии с ребенком, определяемую как количество фраз, произнесенных в минуту; количество материнских фраз, включающих повторение звука ребенка, и повторение одинаковых слов или звуков несколько раз подряд; значение ЧОТ по фразе; вариативность ЧОТ по фразе как разность между максимальным и минимальным значением ЧОТ. Выявляли слова МР, выделяемые голосом, считали частотность и разнообразие гласных в них, длительность ударного гласного, значения ЧОТ, трех первых формант и соответствующие значения амплитуд.

Для звуков ребенка определяли: длительность вокализаций; длительность пауз между окончанием материнской фразы и началом звука ребенка (м-р); наложения звуков ребенка, т.е. количество вокализаций ребенка, произнесение которых начиналось до окончания звучания материнской фразы; звуковую активность ребенка при взаимодействии с матерью как количество вокализаций, произнесенных в минуту; долю ответных вокализаций ребенка, за которые принимали звуки, имитирующие интонацию или предшествующий материнский звук или ответ на вопрос, заданный матерью и подтвержденный ею в качестве ответа. Пауза между окончанием звучания материнского голоса и вокализацией ребенка, принимаемой за ответную, составляла не менее 500 мс (СЬеоиг е1 а1., 1998), что определяется минимальным временем обработки акустической информации в слуховой системе ребенка, и не превышала 3000 мс. Описывали категории гласноподобных звуков (частотность и разнообразие), их длительность, значение ЧОТ, спектральных максимумов и соответствующие значения амплитуд, разнообразие согласноподобных звуков, соотношение отдельно произносимых гласноподобных звуков и сочетаний согласноподобных с гласноподобными и их типы.

Статистическую обработку данных осуществляли в программе «81аЙ5иса 8», с применением мультивариантного анализа «МАКОУА». Использовали непараметрический критерий Манн-Уитни - для малых выборок. Для оценки корреляции применяли непараметрический критерий -ранговую корреляцию Спирмена. Для факторного анализа использовался метод исключения пропущенных значений, собственное значение больше 1, производилось выделение методом главных компонент и вращение факторов методом варимакс с исходными нагрузками (нагрузка фактора более 0,70).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При оценке взаимодействия в диадах «мать-младенец» на основе видеотестов установлена корреляция между количеством характеристик поведения матери и ребенка (г = 0,58, р<0,001, критерий Спирмена) и между количеством характеристик МР и характеристик, отражающих речевое развитие ребенка в 12 месяцев (г = 0,84, р<0,001). В каждый возрастной срез выявлены характеристики МР, оказывающие влияние на речевое развитие

ребенка. Полученные данные согласуются с результатами исследований (Karras et al., 2002), показавших, что материнское физическое поощрение внимания ребенка в 4 месяца, и его вербальное поощрение в 12 месяцев, положительно связаны с уровнем речевого развития ребенка в год.

Акустический спектрографический анализ речи матерей и звуков детей первого года жизни для 30 диад показал достоверные отличия между диадами. На основе значимых различий в речевом развитии детей, диады разделены на группы с детьми, имеющими высокий уровень речевого развития в 3 месяца (группа 1) и в 12 месяцев (группа 3), и диады с детьми, имеющими низкий уровень речевого развития в 3 месяца (группа 2) и в 12 месяцев (группа 4) (табл. 1).

Таблица 1. Характеристики, отражающие высокий (группы 1, 3) и низкий (группы 2,4) уровни речевого развития детей.

Характеристика уровня речевого развития ребенка Группы Уровень значимости

в 3 месяца Группа 1 Группа 2 Р

Разнообразие гласноподобных >4 <4 р < 0,01

Звуковая активность (количество вокализаций в минуту) >6 <6 р < 0,05

Число ответных вокализаций >0 = 0 р< 0,001

в 12 месяцев Группа 3 Группа 4 Р

Количество слоговых конструкций > 15% < 15% р < 0,01

Разнообразие гласноподобных >4 <4 р < 0,0001

Разнообразие согласноподобных >5 <5 р < 0,0001

Частотность употребления гласноподобных [и] и [о] >8% <8% р <0,01

Звуковая активность (количество вокализаций в минуту) >6 <6 р<0,01

Число ответных вокализаций >0 = 0 р<0,01

В 3 месяца среди детей, имеющих низкий уровень речевого развития, было несколько больше девочек (38,5%), чем мальчиков (23,5%); в 12 месяцев среди девочек 15,4% имели низкий уровень речевого развития, среди мальчиков - 29,4%. Считается (Maccoby, Jacklin, 1974; Weber, 1976; Levy, 1978), что девочки превосходят мальчиков в вербальных навыках, и способность к восприятию гласных зависит от пола (Shafer et al., 2011). В 12

месяцев у девочек в вокализациях значимо (р<0,05) больше доля сложного для артикуляции гласноподобного [и] (7,5%), чем у мальчиков (5,5%). В то же время, в диадах с девочками матери имели значимо (р<0,05) более высокие значения ЧОТ по фразе (263 Гц - медианное значение), чем матери мальчиков (242 Гц). Известны исследования, показавшие значимую связь (Westerlund, Lagerberg, 2008) звукового репертуара ребенка в 18 месяцев с его принадлежностью к женскому полу и частым чтением ему матерью.

Анализ характеристик МР выявил достоверные отличия между матерями из групп 1 и 2, 3 и 4. Показано, что дети имеют высокий уровень речевого развития на протяжении первого года жизни в диадах, в которых МР характеризуется значимо большим количеством выделенных голосом слов, высокой звуковой активностью, частыми повторами звуков ребенка, более короткими паузами; в возрастной срез 3 месяца также имеет значение высокая ЧОТ в материнской фразе и ее вариативность; при обращении к 12-месячным детям - разнообразие гласных в выделенных голосом словах и наложения речи матери.

Матери выделяли голосом слова значимо чаще в группах 1 (в 54% фраз) и 3 (46%), чем в группах 2 (40%) и 4 (35%) (соответственно р<0,01; р<0,05). Для речи всех матерей характерно повышенное значение ЧОТ. Показано (Fernald, Kühl, 1987), что в МР дети предпочтительнее реагируют на ЧОТ, а не амплитуду или длительность. Значения ЧОТ значимо снижаются у большинства (66,7%) матерей с возрастом детей от 3 до 12 месяцев. Значение ЧОТ по фразе, обращенной к 3-месячным детям, значимо (р<0,001) выше у матерей 1-й группы (281 Гц), чем у матерей 2-й группы (240 Гц). Значение ЧОТ по фразе умеренно коррелирует (г = 0,37; р<0,05) с разнообразием гласноподобных в репертуаре ребенка и заметно коррелирует (г =0,50; р<0,01) с числом ответных вокализаций ребенка. Можно предположить, что более высокий голос матери облегчает 3-месячному ребенку повторение гласноподобных звуков.

Речь матерей 1-й группы характеризовалась значимо (р<0,001) большей вариативностью ЧОТ (144 Гц, диапазон 188-458 Гц), чем речь матерей из 2-й группы (107 Гц, диапазон 158-384 Гц). Вариативность ЧОТ речи матери умеренно обратно коррелирует (г = -0,47; р<0,01) с длительностью пауз, которые делает 3-месячный ребенок после окончания МР (длительность пауз

между МР и звуком ребенка значимо (р<0,01) выше в диадах, где дети имеют низкий уровень речевого развития - группа 2).

В возрастной срез 12 месяцев, в диадах с детьми, имеющими высокий уровень речевого развития (группа 3) матери выделяли голосом в словах больше разнообразных гласных, чем матери из 4-й группы. Корреляционный анализ показал, что разнообразие гласных в выделенных голосом словах МР умеренно коррелирует (г = 0,38; р<0,05) с разнообразием гласноподобных в репертуаре ребенка в 12 месяцев и обратно коррелирует - с длительностью детских вокализаций (г = -0,39; р<0,05). Большое разнообразие гласных в выделенных голосом словах МР умеренно коррелирует (г = 0,39; р<0,05) с разнообразием гласноподобных и согласноподобных в вокализациях 3-месячных детей, долей ответных вокализаций (г = 0,42; р<0,05) и с количеством наложений звуков ребенка на речь матери (г = 0,46; р<0,01).

Обнаружена положительная высокая корреляция (г = 0,87, р<0,0001) между наличием ударных гласных [а], [э], [у], [и], [о], [ы] в выделенных голосом словах МР и присутствием соответствующих гласноподобных в вокализациях ребенка. Это может объясняться данными (Ляксо, 2001), показавшими, что дети имитируют ударные гласные только из интонационно выраженных слов МР. При имитации ребенком происходит активация программы артикуляции звука с такими же характеристиками, что и имитируемый звук материнского голоса, обеспечиваемая механизмом латерализации нейронов околосильвиевой области (Ри1уепш11ег, 2001). Матери детей 1-й группы достоверно (р<0,05) более чем в 3 раза чаще повторяли звуки, произнесенные их детьми в 3 месяца (4,7% фраз содержали повторы), чем матери из 2-й группы (1,5%). Матери из 3-й группы значимо (р<0,05) чаще повторяли звуки, произнесенные их детьми (6,4%), чем матери из 4-й группы (4,2%). В возрастной срез 12 месяцев матери чаще повторяли звуки, произнесенные ребенком, чем в 3 месяца. Повторение матерью звуков ребенка имеет заметную корреляцию (г = 0,68; р<0,0001) с числом ответных вокализаций ребенка в 3 месяца, умеренную корреляцию с разнообразием гласноподобных (г = 0,37; р<0,05) и согласноподобных (г = 0,39; р<0,05). Чем чаще мать повторяет звуки ребенка, тем короче паузы, которые делает ребенок (г = -0,47; р<0,01). Повторение матерью звуков ребенка умеренно коррелирует (г = 0,36; р<0,05) с увеличением содержания сложного для

артикуляции гласиоподобного [и] в вокализациях 12-месячного ребенка, разнообразием согласноподобных (г = 0,42; р<0,05) и его звуковой активностью (г = 0,47; р<0,05).

На основе факторного анализа показано, что ответные вокализации ребенка в 3 месяца составляют единый фактор с повторением матерью звуков ребенка (нагрузка фактора 0,80; 0,85); в 12 месяцев - с произнесением матерью одинаковых слов несколько раз, то есть, повторением образца слов (0,86; 0,88).

Существует связь .между детьми и их матерями в отношении произносимых звуковых последовательностей (Dale et al., 2006). Звуковая активность матерей в группах 1 (17,8 фраз/мин.) и 3 (16,1 фраз/мин.) значимо (соответственно р<0,01; р<0,05) выше, чем у матерей из групп 2 (12,0 фраз / мин.) и 4 (11,9 фраз / мин.). При этом длительность материнских фраз в группах значимо не различалась. Установлено, что чем выше звуковая активность матери в возрастной срез 3 месяца, тем чаще ребенок произносит ответные вокализации (г = 0,56; р<0,001) и тем меньше длительность пауз, которые делает ребенок (г = -0,65; р<0,0001). В возрасте детей 12 месяцев звуковая активность матери имеет умеренную корреляцию (г = 0,42; р<0,05) с разнообразием гласноподобных в вокализациях ребенка.

Взаимодействие матери и ребенка напоминает своеобразный диалог, в котором мать, обращаясь к ребенку, делает паузы, чтобы дать ему «ответить», часто отвечая сама на поставленный вопрос (Лепская, 1992; Мухамедрахимов, 2003). Спектрографический анализ показал, что длительность пауз достоверно меньше в диадах с детьми, имеющими высокий уровень речевого развития. Длительность пауз между звуками ребенка и речью матери, и речью матери и звуками ребенка значимо (соответственно р<0,001; р<0,01) меньше в группе 1 (среднее значение 949 мс и 984 мс соответственно), чем в группе 2 (1702 мс и 1566 мс); значимо (р<0,05; р<0,001) меньше в группе 3 (1176 мс и 1275 мс), чем в группе 4 (2255 мс и 2141 мс). Длительность пауз, которые делает мать, умеренно коррелирует с длительностью пауз, которые делает ребенок в 3 месяца (г = 0,45; р<0,01) и в 12 месяцев (г = 0,36; р<0,05). В то же время, чем длиннее паузы делает мать в возрастной срез 3 месяца, тем меньше у ребенка разнообразие гласноподобных (г = -0,36; р<0,05) и тем реже ребенок

произносит ответные вокализации (г = -0,52; р<0,01). В 12 месяцев чем длиннее паузы между звуком ребенка и речью матери, тем меньше у ребенка разнообразие гласноподобных (г = -0,40; р<0,05) и согласноподобных (г = -0,44; р<0,05), ниже звуковая активность (г = -0,58; р<0,001).

Существуют данные о том, что некоторые характеристики обращенной к ребенку речи нейтральны для овладения языком или даже затрудняют речевое развитие ребенка (Боёегз^от, 2007). В исследовании выявлены характеристики МР, оказывающие негативное влияние на речевое развитие ребенка в 3 и 12 месяцев. В диадах с детьми, имеющими в 3 месяца низкий уровень речевого развития (группа 2), в МР доля пауз, превышающих 3000 мс, была значимо (р<0,01) выше, чем в группе 1. Столь длительные паузы могут говорить о прерывистом взаимодействии в диаде. Чем больше при взаимодействии с 3-месячным ребенком доля пауз, превышающих 3000 мс, тем реже ребенок произносит ответные вокализации (г = -0,38; р<0,05), поскольку известно, что возможности временной памяти ребенка ограничены (СЬеоиг е1 а1., 1998). В возрастной срез 12 месяцев в речи матерей из 4-й группы значимо (р<0,05) больше наложений на звуки ребенка (9%), чем в 3-й группе (5%). В то же время, чем чаще начало произнесения материнских фраз происходило до окончания звучания вокализации ребенка, тем короче были вокализации ребенка (г = 0,36; р<0,05), поскольку ребенок не успевает их закончить, и тем меньше присутствовало в вокализациях ребенка сложного для артикуляции гласноподобного [о] (г = -0,39; р<0,05). Также чем больше доля пауз, превышающих 3000 мс в срез 12 месяцев, тем меньше доля гласноподобного [о] в вокализациях ребенка (г = -0,40; р<0,05), что может говорить о том, что для произнесения ребенком сложных для артикуляции гласноподобных необходимо соблюдение временных характеристик диалога. Чем больше доля пауз, превышающих 3000 мс, тем ниже звуковая активность ребенка в 12 месяцев (г = -0,51; р<0,05).

Поскольку в ряде исследований (Перевощикова и др., 2002; Агщекеп с! а1., 2001; МоЛепвеп, 2002) показано, что длительное грудное вскармливание оказывает долгосрочный позитивный эффект на когнитивное и интеллектуальное развитие, проанализирована его длительность в выделенных группах. Показано, что те дети, грудное вскармливание которых продолжалось не менее 12 месяцев, к концу первого года преимущественно

имели высокий уровень речевого развития (71% детей отнесены к группе 3). В то же время, 77% детей, грудное скармливание которых закончилось до 12 месяцев, к концу года имели низкий уровень речевого развития (группа 4).

На основе корреляционного анализа показано, что характеристики МР комплексно влияют на появление у ребенка различных характеристик, отражающих его речевое развитие.

Факторный анализ речевого развития детей показал, что в 3 месяца разнообразие репертуара гласноподобных и согласноподобных звуков и ответные вокализации ребенка составляют первый фактор (нагрузка фактора соответственно 0,75; 0,85; 0,72), звуковая активность - второй (0,86). В 12 месяцев первый фактор включает в себя разнообразие согласноподобных, ответные вокализации и звуковую активность (0,83; 0,78; 0,75), а разнообразие гласноподобных и частота встречаемости в репертуаре ребенка сложных для артикуляции гласноподобных [и] и [о] занимают положение второго фактора (0,71; 0,77; 0,71).

Характеристики МР составляют несколько факторов. В возрастной срез 3 месяца первый фактор МР, имеющий наибольшую значимость, представлен частотными характеристиками, такими как значение ЧОТ по фразе, вариативность ЧОТ и число выделенных голосом слов (нагрузка фактора соответственно 0,91; 0,88; 0,83). Второй фактор - длительность материнских фраз и доля длительных пауз (фактор соблюдения диалога) имеет большую значимость (0,88; 0,87), чем третий фактор - паузы между звуком ребенка и речью матери (0,98). Отдельно представлен четвертый фактор - повторение матерью звуков, произнесенных ребенком (0,89). Пятый фактор составляют звуковая активность матери и повторение одинаковых слов в общении с ребенком (0,93; 0,80).

В возрастной срез 12 месяцев, как и в 3 месяца, первый фактор -частотный (значение ЧОТ по фразе и доля выделенных голосом слов) (0,91; 0,89), второй по значимости фактор - звуковая активность матери и разнообразие гласных (0,89; 0,71). Третий фактор - повторы звуков ребенка и одинаковых слов и звуков (-0,73; -0,89). Среди временных характеристик значение длительности пауз между звуком ребенка и речью матери (0,81) имеет большую значимость, чем фактор нарушения диалога (наложение МР на звуки ребенка и паузы, превышающие 3000 мс) (0,74; 0,72).

ВЫВОДЫ

1. Нормально развивающиеся дети значимо различаются по уровню раннего речевого развития, определяемому на протяжении первого года по разнообразию гласноподобных звуков, звуковой активности, числу ответных вокализаций; по разнообразию согласноподобных звуков, количеству слоговых конструкций и частотности употребления гласноподобных звуков [и] и [о] в 12 месяцев. Среди детей с высоким уровнем речевого развития в 3 месяца преобладают мальчики, в 12 месяцев - девочки.

2. В диадах с детьми, имеющими значимо более высокий уровень речевого развития, материнская речь на протяжении первого года жизни детей характеризуется значимо большим количеством выделенных голосом слов, звуковой активностью, повторами звуков ребенка; при обращении к 3-месячным детям - высокими значениями частоты основного тона в материнской фразе и ее вариативностью; к 12-месячным детям -разнообразием гласных в выделенных голосом словах.

3. Выявлены характеристики материнской речи, значение которых достоверно выше в диадах с низким уровнем речевого развития детей: длительность пауз на протяжении первого года; частота встречаемости пауз, превышающих 3000 мс - в 3 месяца; наложение материнской речи на звуки ребенка - в 12 месяцев.

4. Установлена связь между комплексом характеристик материнской речи и характеристиками, отражающими уровень речевого развития детей. Увеличение репертуара гласноподобных и согласноподобных звуков ребенка коррелирует с разнообразием гласных в выделенных голосом словах материнской речи, повторами звуков ребенка; коррелирует с частотой основного тона по фразе в 3 месяца и звуковой активностью матери в 12 месяцев. Ответные вокализации 3-месячного ребенка в процессе взаимодействия с матерью взаимосвязаны с повторением матерью его звуков; 12-месячного ребенка - повторением матерью одинаковых слов.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых научных журналах:

1. Lyakso Е.Е., Frolova O.V., Kurazhova A.V., Gaikova J.S. Russian Infants and Children's Sounds and Speech Corpuses for Language Acquisition Studies // Interspeech, 2010.-P. 1878-1881. (SSCI - Scopus).

2. E. E. Lyakso, T.N. Ushakova, O.V. Frolova, A.V. Kurazhova, E.D. Bednaya, J.S. Gaikova. A.S. Grigoriev, A.N. Soloviev, A.V. Ostrouchov Russian children's vocabulary, speech imitation and reading skills mastery // International Journal of Psychophysiology, 2010. - V. 77. Issue 3. - P. 310 (SSCI-Web of Science).

3. Гайкова Ю.С., Ляксо E.E. Индивидуальный вклад характеристик материнской речи в речевое развитие ребенка первого года жизни // Вестник СПбГУ, Серия 3. Биология, Вып.З, 2011. - С. 66-74.

4. Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Смирнов А.Г., Куражова A.B., Гайкова Ю.С., Бедная Е.Д., Григорьев A.C. Уровень речевого развития детей на этапе формирования навыка чтения // Психологический журнал, 2012. - Т. 33, №1. - С. 90-104.

Статьи в сборниках трудов:

5. Ляксо Е.Е., Куражова A.B., Гайкова Ю.С. Индивидуальные особенности речи матерей, обращенной к нормально развивающимся детям первого года жизни // Сборник трудов XVII сессии РАО «Акустика речи». М.: «ГЕОС», 2006. - С. 71-74.

6. Гайкова Ю.С. Раннее речевое развитие ребенка на первом году жизни в зависимости от особенностей взаимодействия в диаде «мать-дитя» // Сборник трудов XIX сессии Российского Акустического Общества. - Т.З. -М.: ГЕОС, 2007. С. 76-79.

7. Гайкова Ю.С. Индивидуальные особенности речевого поведения матери при взаимодействии с ребенком первого года жизни // Сборник трудов XX сессии Российского Акустического Общества. - Т.З. - М.: ГЕОС,

2008. - С. 84-88.

8. Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Гайкова Ю.С. Основные подходы и сложности в изучении раннего речевого онтогенеза // Сб. Язык и сознание: психолингвистические аспекты. Под ред. Н.В. Уфимцевой и Т.Н. Ушаковой. Москва-Калуга, 2009. - С. 236-253.

9. Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Гайкова Ю.С., Куражова A.B., Бедная Е.Д., Григорьев A.C., Яровой A.C., Соловьев А.Н. Речь ребенка и особенности ее распознавания взрослыми // Проблемы онтолингвистики - 2009. - СПб, 17-19 июня 2009. - С. 247-250.

10. Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Гайкова Ю.С., Куражова A.B., Бедная Е.Д. Стратегии вокально-речевого взаимодействия взрослых с детьми первого года жизни // Проблемы онтолингвистики - 2009. - СПб, 17-19 июня

2009.-С. 250-254.

11. Lyakso Е., Kurazhova A., Gaikova J.. Frolova О., Ostrouhov A., Soloviev А., Bednaya E., Grigoriev A., Losik G., Erchak H. Model "Virtual Mother" for

Orphans' Speech Development // 13-th International Conference "Speech and Computer". SPb.Russia. June 21-25 2009. - P. 295-299.

12. Ляксо E.E., Фролова O.B., Куражова A.B., Гайкова Ю.С. Стратегии речевого поведения матери в зависимости от возраста и психофизиологического статуса ребенка: лонгитюдное исследование // Вестник Российского Гуманитарного научного фонда, 2009. - № 4 (57). -С. 164-173.

13. Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Куражова А.В., Бедная Е.Д., Гайкова Ю.С.. Соловьев А.Н., Остроухов А.В. Влияние различных факторов на раннее речевое развитие // Сборник трудов XXI съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова. Москва-Калуга, 2010. - С. 367-368.

14. Ляксо Е.Е., Фролова О.В., Громова А.Д., Гайкова Ю.С., Куражова А.В., Романова О.Д., Богорад М.А., Остроухов А.В., Соловьев А.Н. Базы данных речи русских детей «INFANTRU» и «CHILDRU» // Журнал Речевые технологии. 2009. - № 2 - 2010. - С. 14-31.

Публикации в других изданиях:

15. Гайкова Ю.С.. Куражова А.В. Звуковое и речевое взаимодействие в диадах «мать-ребенок» и триадах «мать-близнецы» на протяжении первого года жизни детей // Материалы XIII Международной конференции «Ребенок в Современном Мире. Детство: социальные опасности и тревоги». - СПб.: «Астерион», 2006. - С. 249-252.

16. Гайкова Ю.С. Взаимодействие матери и ребенка как фактор, влияющий на раннее речевое развитие ребенка // Процессы модернизации отечественного образования: Материалы XIV Международной конференции «Ребенок в современном мире. Образование и детство». -СПб.: Изд-во Политехи. Ун-та, 2007. - С. 366-369.

17. Гайкова Ю.С. Взаимодействие матери и ребенка и раннее речевое развитие // Всемирный конгресс «Внутриутробный ребенок и общество. Роль пренатальной психологии в акушерстве, неонатологии, психотерапии, психологии и социологии». - Т. 2. - М., 2007. - С. 97-99.

18. Lyakso Е., Gaikova Y.S. Influence of different factors on early child speech development // International Congress "Neuroscience for Medicine and Psychology", Sudak, Crimea, Ukraine, June 12-20,2007. - P. 319-320.

19. Lyakso E.E., Gaikova Y.S.. Frolova O.V., Kurazhova A.V., Gromova A.D., Bednaja E.D., Smit N.Y. Maternal speech behavioral strategies during interaction with two years old children // Fourth International Interdisciplinary Congress "Neuroscience for medicine and psychology", 2008. - P. 187-188.

20. Gaykova Y. Individual peculiarity of mother's speech behavior and their influence on early child speech development // The third international conference on cognitive science, 2008. - P. 49-50.

Подписано в печать 09.02.2012г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 2504.

Отпечатано в ООО «Издательство "J1EMA"» 199004, Россия, Санкт-Петербург, В.О., Средний пр., д. 24 тел.: 323-30-50, тел./факс: 323-67-74 e-mail: izd_lema@mail.ru http://www.lemaprint.ru

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гайкова, Юлия Сергеевна, Санкт-Петербург

61 12-3/755

Санкт-Петербургский Государственный Университет

На правах рукописи

Гайкова Юлия Сергеевна

Характеристики вокально-речевого взаимодействия в диадах «мать-младенец»

03.03.01 - физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель доктор биологических наук Ляксо Елена Евгеньевна

Сан кт-Петербург 2012

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1.1. Процесс речеобразования и понятие речевого сигнала 10

1.2. Характеристики раннего речевого развития ребенка на

протяжении первого года жизни 15

1.2.1. Особенности строения и функционирования речевого аппарата ребенка и его дыхательной системы 15

1.2.2. Типы вокализаций ребенка на протяжении первого года жизни 17

1.2.3. Функциональные изменения мозга ребенка на протяжении

первого года жизни 21

1.3. Взаимодействие в диаде «мать-младенец» 26 МЕТОДИКА 32

2.1. Объект исследования 32

2.2. Дизайн исследования 33

2.3.Анализ взаимодействия в диадах «мать-младенец» на основе видеотестов 34

2.4. Акустический спектрографический анализ звуковых сигналов

детей и речи их матерей 35

РЕЗУЛЬТАТЫ 42

3.1. Характеристики взаимодействия в диаде «мать-младенец» на

основе анализа видеотестов 42

3.2. Сравнительная характеристика диад с высоким и низким

уровнями речевого развития детей 47

3.3. Анализ вокально-речевого взаимодействия в диадах 64 ОБСУЖДЕНИЕ 147 ВЫВОДЫ 158 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 159

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

МР - материнская речь

м-р - пауза между речью матери и звуком ребенка

р-м - пауза между звуком ребенка и речью матери

СГ - сочетания согласноподобных с гласноподобными

ЧОТ - частота основного тона

Б1 - частота первой форманты

¥2 - частота второй форманты

БЗ - частота третий форманты

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Данная работа посвящена актуальной междисциплинарной физиологической проблеме - речевому развитию на ранних этапах онтогенеза. На протяжении первого года жизни ребенка важную роль в развитии его когнитивных функций играет взаимодействие в диаде «мать-младенец». Вокально-речевое взаимодействие является составной частью диадного общения и отражает взаимосвязь раннего речевого развития ребенка и характеристик материнской речи (MP), обуславливающую их изменения. В этот период мать является основным объектом, с которым взаимодействует ребенок, и MP представляет для ребенка главный источник информации об основах родного языка.

Первый год жизни ребенка играет особую роль для последующего психического развития и может рассматриваться как базовый возраст для формирования основных нервно-психических функций и становления системы индивидуальных взаимоотношений. Вместе с тем в возрастной физиологии этот период развития остается недостаточно изученным (Батуев, 2004-2005).

На протяжении первых лет жизни детей речевое развитие проходит ряд универсальных, последовательно сменяющих друг друга стадий (Stoel-Gammon, 1992) при выраженных индивидуальных различиях в сроках их появления. Процессы, обуславливающие смену вокализаций и сроки их появления, до настоящего времени недостаточно изучены. Причинами усложнений ранней вокальной продукции являются изменения в строении и функционировании мозга (Lauronen et al., 2006), анатомические изменения в строении и конфигурации речевого тракта (Kent, 1992), и социальное взаимодействие (Ушакова, Белова, Громова, 2007; Flax et al., 1991), которое, в свою очередь, активирует мозговые механизмы обучения языку (Kühl, 2010).

МР является важным фактором в развитии речевых способностей ребенка. МР представляет собой феномен, который характеризуется повышенной частотой основного тона (ЧОТ), увеличением количества и качества амплитудной модуляции, удлинением пауз, уменьшением длительности высказываний, просодическими повторами, выраженным интонационным контуром, подчеркиванием ударений и пауз между высказываниями при обращении к ребенку, от речи, направленной взрослому (Ляксо, Челибанова, Галунов, 2003). Мать подстраивает свою речь в соответствии с возрастными особенностями восприятия ребенка, способствуя имитации ребенком материнского голоса. Результаты исследований показали, что у новорожденных детей голос их матерей вызывает более сильную активацию областей мозга, чем голос незнакомой женщины (ВеаисЬешт е1 а1., 2011). При прослушивании голоса матери у младенцев происходит активация в нескольких областях мозга, включая те, которые участвуют в обработке эмоциональной информации (миндалины, орбито-фронтальная кора), но особенно в дистальных отделах левой височной доли коры. Это дает возможность предположить, что голос матери влияет на формирование речевых областей коры на ранних стадиях развития ребенка (БеЬаепе-ЬатЬеЛг е1 а1., 2010).

Установлено, что на формирование МР влияет психосоматический статус ребенка (Ляксо, 2006). В случае нарушения развития ребенка, МР не развивается или содержит недостаточно характеристик для привлечения внимания ребенка, что сказывается на очень низком уровне речевого развития детей. В то же время уровень речевого развития нормально развивающихся детей также варьирует, но о различиях в вокально-речевом взаимодействии в диадах «мать-младенец» с нормально развивающимися детьми известно недостаточно.

Специфическая организация МР способствует речевому развитию ребенка. Указывается (8ос1ег81гот, 2007), что некоторые характеристики обращенной к ребенку речи становятся проблемой для его речевого развития,

искажая сигнал таким образом, что затрудняют становление речи, или могут быть полностью нейтральны для овладения языком. На сегодняшний день нет данных, указывающих на то, какие именно характеристики МР оказывают влияние на речевое развитие нормально развивающихся детей на протяжении первого года жизни.

В качестве рабочей гипотезы проверяется предположение о том, что в процессе вокально-речевого взаимодействия в диаде «мать-младенец» определенные характеристики МР могут оказывать различное влияние на уровень раннего речевого развития ребенка.

Цель исследования: выявление в вокально-речевом взаимодействии в диаде «мать-младенец» характеристик материнской речи, вносящих наибольший вклад в речевое развитие ребенка на протяжении первого года его жизни.

Задачи исследования:

1. Оценить уровни речевого развития нормально развивающихся детей на протяжении первого года жизни.

2. Описать характеристики материнской речи и определить их вклад в речевое развитие нормально развивающихся детей первого года жизни.

3. Выявить связь между характеристиками, отражающими уровень речевого развития ребенка, и характеристиками материнской речи.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Уровень раннего речевого развития нормально развивающихся детей на протяжении первого года жизни значимо различается по разнообразию и частотности употребления гласноподобных звуков, по звуковой активности, по числу ответных вокализаций, по разнообразию согласноподобных звуков и по количеству слоговых конструкций. Среди детей с высоким уровнем речевого развития соотношение девочек и мальчиков меняется на протяжении первого года жизни.

2. Материнская речь различается в диадах с высоким и низким уровнями речевого развития детей первого года жизни по количеству выделенных

голосом слов и разнообразию гласных в них, по звуковой активности, по числу повторов звуков ребенка, по частоте основного тона и ее вариативности по фразе, по длительности пауз и по частоте встречаемости длительных пауз.

3. Существуют определенные характеристики материнской речи, которые оказывают негативное влияние на раннее речевое развитие детей.

4. Между комплексом характеристик материнской речи и характеристиками, отражающими уровень речевого развития детей, выявляется связь. Увеличение репертуара гласноподобных и согласноподобных звуков ребенка на протяжении первого года коррелирует с разнообразием гласных в выделенных голосом словах материнской речи, с повторами звуков ребенка, с длительностью пауз в материнской речи, со значениями частоты основного тона по фразе и со звуковой активностью матери. Повторение матерью звуков ребенка и одинаковых слов взаимосвязано с ответными вокализациями ребенка.

Научная новизна

Впервые на основе комплексного подхода, включающего психофизиологический, поведенческий, перцептивный и акустический спектрографический методы анализа, показаны значимые различия в речевом развитии нормально развивающихся детей, воспитывающихся в русскоязычной среде, и их зависимость от особенностей построения МР. Установлены характеристики МР, которые вносят вклад в речевое развитие детей на первом году жизни: ЧОТ по фразе и ее вариативность, выделенные голосом слова и разнообразие гласных в них, звуковая активность, повторы звуков ребенка, длительность пауз, наложения речи матери на звуки ребенка. Впервые выявлены характеристики МР, которые оказывают негативное влияние на раннее речевое развитие детей. Показано, что характеристики МР комплексно влияют на расширение репертуара гласноподобных и согласноподобных звуков и произнесение ребенком ответных вокализаций.

Теоретическое и практическое значение работы

Результаты диссертационного исследования расширяют теоретические представления физиологии сенсорных систем и возрастной физиологии о становлении речевой функции, обосновывая значимость вокально-речевого взаимодействия в диаде «мать-младенец» для речевого развития нормально развивающихся детей на ранних этапах онтогенеза. Выявлены характеристики МР, влияющие на появление характеристик, отражающих определенный уровень речевого развития ребенка. Полученные данные могут быть основой для конкретных методических рекомендаций матерям по взаимодействию с ребенком для успешного развития речи детей. Результаты легли в основу разработки программы «виртуальной матери» (проект РГНФ 08-06-90604 а/Б «Развитие речи ребенка через эхолалический диалог с

II II \ *-» "

виртуальной матерью») для элиминации материнской депривации у детей, воспитывающихся в условиях Дома ребенка; используется в реализации проекта создания мультимедийной сенсорной среды для обоснования подбора стимульного материала (проект РГНФ 11 -06-12019в «Моделирование мультимедийной сенсорной среды с элементами интерактивности для изучения психофизиологического состояния детей первого года жизни»).

Апробация работы

Материалы диссертации представлены на XIX сессии Российского Акустического Общества в Нижнем Новгороде (2007), XX сессии Российского Акустического Общества в Москве (2008), XX Съезде Физиологического общества России в Москве (2007), Третьей международной конференции по когнитивной науке в Москве (2008), Двенадцатой зимней школе CIMO «Регуляторные системы: от фундаментальных исследований до предупреждения заболеваний» в Хельсинки (2008), Семинаре «Акустика детской речи» в рамках секции «Физиология речи» Санкт-Петербургского общества физиологов, биохимиков, фармакологов им. И.М.Сеченова (2012).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, среди них 14 статей, 4 из которых в журналах, рекомендованных ВАК.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики, результатов, обсуждения результатов, выводов, списка литературы. Работа включает 174 страницы текста, содержит 54 иллюстрации, 8 таблиц и 2 схемы. Список литературы включает 156 источников, в том числе 86 зарубежных.

Работа поддержана грантами РГНФ: 06-06-00519а, 06-05-12623в, 08-0690604 а/Б, 11-06-12042в; персональным грантом Российского Акустического Общества №35-70/450; персональным грантом Правительства Санкт-Петербурга 2.6/30-04/79.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Процесс речеобразования и понятие речевого сигнала

Речеобразование - это строго скоординированный поведенческий акт, состоящий из многочисленных жестов артикуляционных органов, посредством которого реализуется важнейший механизм обмена информацией между людьми (Деркач и др., 1983). Исходной формой звуковой коммуникации является звучащая речь, в которой информация передается в виде звуковых колебаний. Основными характеристиками звука являются частота отдельных составляющих и энергия. Человеческий слух воспринимает частотный диапазон от 16 до 20000 Гц. Однако ухо человека наиболее чувствительно к звуку, частота которого составляет от 2000 до 5000 Гц.

Звуковые колебания, возникающие в речи, можно разложить на простые синусоидальные составляющие с помощью преобразования Фурье (Сергиенко, 2003). Простые колебания, входящие в состав разложения, называются гармоническими составляющими или гармониками сложного периодического колебания. Номер гармоники задается величиной отношения единицы к периоду сложного колебания. Значение первой гармоники называется частотой основного тона (ЧОТ) и обозначается как БО. Расстояние между последовательными гармониками кратно ЧОТ. Сложные периодические звуки отличаются по величине составляющих их гармоник, амплитуд и фаз, описывающих спектральную характеристику звука. Спектр звукового сигнала может быть изображен графически в виде диаграммы, называемой спектрограммой звука (рассматривается амплитудно-частотный спектр звука). При соединении амплитуд гармоник линейчатого спектра непрерывной линией получаем спектральную огибающую, позволяющую оценить гармоники с точки зрения соотношения амплитуд.

Акустический речевой сигнал возникает в результате сложной, скоординированной работы ряда органов, совокупность которых представляет собой речевой аппарат (Деркач и др., 1983). Трахея, бронхи, легкие и мышечная система обеспечивают доставку воздушной струи к месту фонации. Генерацию звука обеспечивают гортань и резонаторная часть -глотка, полость носа, гайморовы пазухи. Артикуляционный аппарат включает в себя ротовую полость, язык, зубы, губы, твердое и мягкое небо. В процессе звукогенерации конфигурация и размер воздухоносных полостей голосового тракта постоянно меняется (Кодзасов, Кривнова, 2001).

Через бронхи и трахеи воздух из легких доставляется в гортань, где он «озвучивается». Находящиеся внутри полости гортани голосовые складки благодаря подсвязочному давлению и собственному натяжению приходят в колебательное движение. Для образования голоса голосовые складки сводятся с помощью черпаловидных хрящей. Это приводит к запиранию потока воздуха и возникновению разницы давлений под и над складками. Перепад давлений приводит к размыканию складок, и воздух проникает через образовавшуюся щель. Возврат складок в исходное положение обеспечивают возникающее отрицательное давление в голосовой щели и эластические силы. Голосовой проход запирается, и колебательный цикл повторяется (Кодзасов, Кривнова, 2001). Разные конфигурации голосовой щели приводят к разным видам колебаний голосовых складок. Это отражается в изменении формы импульсов воздушного давления на выходе из гортани. При нейтральной фонации черпаловидные хрящи сведены и голосовые складки колеблются по всей длине. При разведении черпаловидных хрящей происходит смыкание и размыкание передней части голосовых складок. Далее комплексный периодический звук подвергается многократной фильтрации под влиянием видоизменения объема полостей речевого тракта, представляющего систему резонансов и антирезонансов. Звуковое колебание на выходе речевого тракта представляет собой

периодический комплексный звук, состоящий из основной частоты и нескольких десятков гармоник основной частоты (Деркач и др., 1983).

Согласно акустической теории речеобразования Г.Фанта, физический процесс образования звуков рассматривается как взаимное действие двух основных явлений: взаимодействия источника звука и фильтрующей системы речевого тракта. Фильтрующее действие речевого тракта зависит от его геометрической формы и места расположения акустического источника (Фант, 1964).

Выделяют три источника формирования звуков речи: голосовой и два шумовых - импульсный и турбулентный. Голосовой связан с работой голосовых складок, обеспечивающих периодичность создаваемого звука. Шумообразующее препятствие может находиться в разных местах речевого тракта и в зависимости от типа создаваемой преграды модифицировать воздушный поток. Турбулентный шум возникает при завихрении струи в том или ином месте речевого тракта, где с помощью артикуляторных органов создано наибольшее сужение. Воздушный поток превращается в беспорядочные звуковые колебания, которые могут длиться продолжительное время, их спектр отличается значительной протяженностью в области высоких частот (Кодзасов, Кривнова, 2001), а соответствующие согласные называются щелевыми по типу преграды или фрикативными по типу шума. Спектр шумового источника характеризуется отсутс