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PSYCH 3UU3 (13)
Chapter 3


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Karin R Humphreys

CHAPTER 3 – THE FOUNDATIONS OF LANGUAGE Where Did Language Come From? ­ Ding­dong theory: idea that language evolved from mimicry; but can only be  attributed to a few words, and take different forms in different language ­ Natural selection: provides well understood general mechanism ­ Language evolved as a side effect: increase in brain size and increase in  intelligence • There has been enough time for something so complex as language to  evolve since the evolution of humans • Grammar cannot exist in any intermediate form • Possessing grammar congers no selective advantage • However recent evidence has shown that there was sufficient time for  grammar to evolve, that it evolved to communicate existing cognitive  representations and that it confers an evolutionary advantage ­ Protolangauge: intermediate between primate communication system and human  language • Vocal labels attached to concepts but no proper syntax • Could be used by primates, young children, children deprived of early  linguistic input, and speakers of pidgin language ­ Selective pressure: social context, yet not seen in other animals ­ FOXP2 gene • Associated with grammar • In animals: coordinating sensory and motor information, and skilled  complex movements • Damage in humans = difficulty in acquiring language  • Led to greater development of Broca’s region • Mutation meant that speech could become fully autonomous: freed hands  and enabled communication ­ Piaget: language evolved in intimate connection with the use of hand gestures ­ Corballis: evolution of language freed the hands ­ Evidence that language evolved from gestures: • Imaging studies that show that the brains of great apes are specialized in a  similar way to humans • Asymmetry between left and right hemisphere • Broadmann’s area enlarged in the left corresponding to Broca’s region • Mirror neurons in this region play a particular role in imitating gestures  and allowed for manual signs to develop ­ Only humans show strong right­handedness dominance ­ Deacon: language and the brain co­evolved, converging towards a common  solution for the cognitive and sensorimotor problems ­ Fisher & Marcus: language was not a single wholesale innovation but a complex  reconfiguration of several systems that become adapted to form language Defining Language – Design Features 1. Vocal auditory channel: communication occurs by the producer speaking and the  receiver hearing 2. Broadcast transmission and directional reception: a signal travels out in all  directions from the speaker but can be localized in space by the hearer 3. Rapid fading: once spoken, the signal rapidly disappears and is no loner available  for inspection • Human written language does not display fadding 4. Interchangeability: adults can be both receivers and transmitters 5. Complete feedback: speakers can access everything about their productions 6. Specialization: the amount of energy in the signal is unimportant; a word means  the same whether it is whispered or shouted 7. Semanticity: signals mean something; they relate to the features of the world 8. Arbitrariness: these symbols are abstract; except with few onomatopoeic  exceptions, they do not resemble what they stand for 9. Discretness: the vocabulary is made of discrete units 10. Displacement: the communication system can be used to refer to things remote in  time and space 11. Openness: the ability to invent new messages 12. Tradition: the language can be taught and learned 13. Duality of patterning: only combinations of otherwise meaningless units are  meaningful – this can be seen as applying both at the level of sounds and words,  and words and sentences 14. Prevarication: language provides us with the ability to lie and deceive 15. Reflectiveness: we can communicate about the communication system itself 16. Learnability: the speaker of one lanague can learn another ­ Emphasis on physical characteristics of spoken language ­ Semanticity, arbitrariness, displacement, openness, tradition, duality of patterning,  precarication, and reflectiveness: relate to the fact that language is about meaning,  and provide us with the ability to communicate about anything ­ Creativity and meaning­related aspects of language?? ­ Language is under our voluntary control; we intend to convey a message?? ­ Syntax has five important properties and no animal communication system has  these properties: 1. Language is a discrete combinatorial system 2. Well­ordered sentences depend on ordering syntactic categories of words in  correct sequences 3. Sentences are built round verbs, which specify what does with what 4. We can distinguish words that do the semantic work of the language from  words that assist in the syntactic work of the language 5. Recursion enables us to construct an infinite number of sentences from a finite  number of rules Do Animals Have Language? 1. Provides focus for the issue of what we mean by language 2. Informs debate about the extent to which aspects of language might be innate in  humans and have a genetic basis 3. Might tell us about which other social and cognitive processes are necessary for a  language to develop 4. Being able to talk to animals ­ Communicative signals have an element of design or intentionality to them,  whereas signals that are merely informative do not ­ Ants rely on pheromones, honey bees produce the waggle dance, primate calls,  whales and dolphins ­ Parrots cannot lie, or reflect about its communication system, or talk about the  past ­ Monkeys can express novel thoughts Can We Teach Language to Animals? ­ Dog knew the label for over 200 items but was restricted to the names of physical  objects and showed no understanding of meaning but indicates that general  learning mechanisms might explain early word learning in children ­ Alex (parrot): able to combine discrete categories and use syntactic categories  appropriately but knew few verbs, could not relate objects to verbs and knew few  function words ­ Bottle­nosed dolphins • One language visually based other was acoustically based • Only tested comprehension and not production • Syntactic ability was limited, no evidence of function words What are the Other Cognitive Abilities of Chimpanzees? ­ Decoupling of linguistic and other cognitive abilities in children has important  implications: 1. Suggests that for many basic cognitive tasks language is not essential 2. Suggests that there are some non­cognitive pre­requisites to linguistic  development 3. Suggest that cognitive limitations in themselves might not be able to account  for the failure of apes to acquire language Talking Chimps: Gua and Viki ­ Cross­fostering ­ Gua understood few words, and never produced any that were recognizable ­ Viki: understood words and combination of words but no production ­ These early studies have a fundamental limitation: vocal tract of chimps are  unsuited to produce speech Washoe ­ Sign language or manipulating artificially created symbols ­ Taught ASL ­ 4 yrs old: produce 85 signs, and comprehend more ­ Increased to 150­200 signs (noun, verbs, and adjectives) ­ Made over­generalization errors similar to children ­ Could create new signs when she didn’t now know the sign (water bird) ­ Combined signs and correctly used them in stings  ­ Answer WH­questions ­ Sensitivity to word order ­ Washoe’s adopted son spontaneously acquired language and was taught by  Washoe BUT unclear whether language has been transmitted or just  communication system Sarah ­ Trained to manipulate small plastic symbols that could be ordered in certain ways  according to rules ­ Advantage: less memory load is required ­ Sarah produced mainly simple lexical concepts, and could produce novel strings  of symbols ­ However, only at the level of substituting one word for another ­ Produced sentences that were syntactically complex and showed metalinguistic  awareness in that she could talk about the language system ­ Little evidence that Sarah was grouping strings of symbols together to form  proper syntactic units Nim and Others ­ Nim learned 125 ASL signs, 20,000 utterances in 2 years, many were two or more  signs in combination • Regularity of order in two­word utterances • Longer utterances were characterized by more repetition rather than  displaying syntactic structure • Rarely signed spontaneously, and 90% of utterances were reply to trainers  and concerned immediate activity; 40% were repetition of signs • Type of training might have limited his linguistic skills: performed better  in a conversational setting than in a formal training session Evaluation of Early Attempts to Teach Language to Apes ­ Design features of Hockett all appear to be present • Specific signs are sued to represent particular words (discreteness) • Apes can refer to objects that are not in view (displacement) • Sarah discussed the language (reflectiveness) • Signs could be combined in novel ways (openness) • Passing sign language on to their young (tradition) • Signs are combined according to specified syntactic rules of ordering ­ Learned associations between objects and events and responses ­ Issue of semanticity: whether or not the signs have meaning for the apes ­ Two sources of debate: • Methodological criticisms of the training methods and the testing  procedures used  ASL is not truly symbolic, in that many signs are icons standing  for what is represented in a non­arbitrary way o Not all the attempts mentioned earlier used ASL o Although some ASL signs are iconic, many of them are not,  and that deaf people clearly use ASL in a symbolic way o ASL is more condensed and may affect how animals use  the language  Signs seem to be based on signs that resemble natural gestures  Trainers over interpreted her gestures  Deaf native signers observed a discrepancy between what they  though Washoe had produced and what the trainers claimed: hard  to justify against the lexigram­based studies  Sarah’s performance deteriorated with different trainers • Arguments over how the results should be interpreted  Reporting of signing behaviour was anecdotal, or limited to  cumulative vocabulary counts and lists: no one produced a  complete corpus of all signs in a predetermined period of time with  details of context o Water bird example could be random if Washoe was  making signs such as water shoe  Presented data are reduced to eliminate repetition of signs  Creative signing is rare  Lana had only leraned to associate objects and events with  lexigrams, and to use one of a few stock sentences  Utterances are tied to here­and­now, with those involving temporal  displacement particularly rare  Lack of syntactic structure and the word order is inconsistent  Could not reject ill­formed sentences, rarely asked questions  Children use language to find out more about language, apes do  not  Chimps do not spontaneously use symbols  Not clear that chimps used language to help them reason • It is important not to generalize from the failure of one ape to the  behaviour of others Kanzi ­ Bonobo or pygmy chimpanzee is more intelligent, has a richer social life, and a  more extensive natural communicative repertoire ­ Did not receive reinforcement training ­ Acquired symbols by observing the training of his mother ­ Ability to understand English and Yerkish was comparable to young children ­ Sensitive to word order, and understood verb meanings ­ Spontaneous utterances 80% of his output ­ Understands names in a different way from humans: uses strawberry as a name, as  a request to travel to where the strawberries grow, as a request to eat strawberries ­ Acquisition of grammatical skills was much slower and sentences did not  approach complexity of 3 yr. old child ­ Critics underestimated the abilities of the chimpanzees, and overestimated the  appropriate linguistic abilities of children ­ Showed no signs of possessing any function words ­ Does not appear to be able to use morphology ­ No evidence of recursive grammatical structures ­ Early exposure to language? Evaluation of Work on Teaching Apes Language ­ Chimps used signs for actions and objects and showed little evidence of syntactic  or semantic structure in their signing ­ Much repetition and simple concatenation of signs ­ Humans know word meaning and how words are conceptually related to each  other ­ Can apes spontaneously learn that names refer to objects in a way that is constant  across contexts? ­ Do these primates have the same understanding of word meaning as we do? • Nim could sign correctly if the objects were presented to him one at a  time, but unable when presented together • BUT, Sherman and Austin could group lexigrams into the proper  superordinate categories even when the objects to which they referred  were absent ­ Kanzi could learn new words naming objects quickly with only few exposures (at  a rate similar to that of language­delayed children) ­ Could learn by observation, rather than having the object pointed out ­ Syntactic abilities: • Sentences are simply generated by frames: conditioning, and does not  show the creative use of word­ordering rules • No recursion: cannot use hierarchical structures where there are long­ distance dependencies between words • Tamarins can discriminate words from non­words, can be taught simple  invented grammars, but are unable to learn more sophisticated artificial  grammars that use hierarchical structure ­ There are many more aspects of language other than recursion  ­ FOXP2 is unique to humans ­ Piraha language does not seem to use any recursion ­ Unclear which age group of children chimps should be compared ­ Acquired protolanguage Why is the Issue of Animal Language so Important? 1. Lead to deeper insight into the nature of language and what is important about it 2. Although the cognitive abilities of young children and chimps are not very  different, their linguistic abilities are suggesting that language processes are  independent of cognitive processes 3. Language is a special faculty, independent of other cognitive processes, ahs a  specific biological basis, and has evolved only in humans = language is species  specific and has an innate bias The Biological Basis of Language ­ In most right­handed people the left­hemisphere is particularly concerned with  analytic, time­based processing, while the right is concerned with holistic,  spatially based processing ­ Aphasia: impairment in language production or comprehension ­ Wernicke­Geschwind model: object names stored in Wenicke’s area sent along the  arcuate fasciulus to Broca’s area • If the word is to be spelt out, the auditory pattern is transmitted to the  angular gyrus • If we read a word, the visual cortex activates the angular gyrus and  Wenicke’s areadamage to arcuate fasciulus results in difficulties repeating  language = disconnection syndrome ­ Wernicke­Geshwind model is too simple: 1. Language is not restricted to the left hemisphere (right hemisphere and  dyslexia and prosody), and subcortical regions also play a role 2. Brain regions outside the traditional Wenicke­Broca areas play an important  role in language (particularly whole superior gyrus) 3. Brain damage does not have such a clear­cut effect as the model predicts and  we rarely find the expected clear­cut distinction between expressive and  receptive disorders 4. Virtually all people with aphasia have anomia 5. Electrical stimulation of different regions of the brain often has the seame  effect, and selective stimulation of Broca’s and Wenicke’s area does not  produce the different effects we might expect ­ Declarative/procedural model: • Declarative memory based in the left temporal lobe • Mental grammar depends on procedural memory involving frontal lobes,  basal ganglia, cerebellum, and regions of the left parietal lobe • Language processing makes some use of cognitive processes and brain  structures that are not just dedicated to language ­ Likely that multiple routes in the brain are involved in language production and  comprehension ­ Early stages of speech perception involve the superior temporal gyrus bilaterally.  Cortical processing system then diverges into dorsal and ventral streams • Ventral: concerned with turning sound into meaning • Dorsal: mapping sound onto a representation involving articulation and  relates speech perception to speech production ­ Sex differences and language: • From an early age girls are superior to boys on some verbal tasks • Girls start talking before boys, have better verbal memories, and are better  readers and spellers • Males show greater lateralization than females and greater right­ear left­ hemisphere advantage • Broca’s area is activated differently in boys and girls when deciding  whether two nonwords rhyme • Men are significantly more likely to interrupt women • Women also tend to be fluent, producing more words, longer sentences,  and fewer errors • Men are much more likely to suffer from clinical disorders like stuttering ­ Is there a critical period for language development? • Hemispheric specialization takes place in the critical period • Songbirds display hemispheric specialization • Evidence from the development of lateralization:  Maturation  Brain shows some degree of plasticity  Lateralization emerges throughout childhood and damage to the  left hemisphere in childhood does not lead to permanent disruption  of language  Linguistic anilities of children recover better after brain damage  than adults  Hemidecortication: entire hemisphere is removed o Operation on adult would destroy language abilities but  children seem to recover
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