Startsidan på Vetenskapsrådet
Vetenskaprsådets startsida
Prenumeration
Det är inte längre möjligt att prenumerera på Tvärsnitt. Sista numret av tidskriften, nummer 3-4 2011, kom i november 2011.

Gamla nummer
Enstaka nummer kan beställas från vår internetbokhandel.länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster

Satsmelodi och hjärnaktivitet


- Enkelt prat under luppen

Mikael Roll är forskareilingvistik vid Lunds universitet.Han disputerade 2009 på avhandlingen The neurophysiology of grammatical constraints. Studien genomfördes inom ramen för projektet Grammatik, Prosodi, Diskurs och Hjärnan. ERP-studier i språkbearbetning. I ett nu pågående projekt, Neurofysiologiska studier i språkbearbetning ,undersöker hanhur hjärnans språkbearbetning påverkas av tidsbegränsningar på arbetsminnet .  Båda projekten uppbär stöd från Vetenskapsrådet.
Vardagligt tal är i all sin enkelhet en mycket komplicerad process. Lyssnandet likaså. Att över huvudtaget hinna höra och förstå ord som forsar ur någons mun, är ett mindre under. Till synes enkla självklarheter i språket är resultatet av avancerade tolkningar, bedömningar och beslut. Här har mätningar av hjärnaktiviteten under lyssnandet visat sig rymma flera förklaringar till hur pratet når fram. En kunskap med många tillämpningar.
Spontant tal går fort. En lyssnare kan utsättas för talhastigheter på över sju stavelser per sekund. Ändå  har de flesta människor lätt att förstå och reagera utan dröjsmål på det som sägs. Förklaringen är  att talaren hela tiden ger signaler som förbereder lyssnaren på ungefär vad som kommer att sägas. Höga toner i satsmelodin, i början av svenskspråkiga satser och ord, fungerar som ledtrådar. Dessa toner kan hjälpa svensktalande att förutsäga både ordföljd och böjning av kommande ord. Det visar undersökningar med hjälp av mikrovoltmätare och en metod som kallas ERP (event-related potentials eller "händelserelaterade potentialer"), med vilken man kan påvisa hur hjärnaktivitet förändras vid lyssning  på tal.
 

Spänningar i huvudet


Att förstå vad andra människor säger på det egna modersmålet är något helt naturligt. Samtidigt är talförståelse en komplex process som sker i imponerande hög hastighet. För att uppfatta betydelsen av ett yttrande krävs först identifiering av de språkljud som används, och sedan förmåga att sätta ihop dem till stavelser, morfem och ord. Orden ska i sin tur tolkas i en meningsbyggnad och ett sammanhang. Bearbetningen av talströmmen måste ske mycket snabbt om man ska slippa fördröjning i reaktionen på talet. Den enda möjligheten att hinna bearbeta informationen tillräckligt snabbt är att vara förberedd på ungefär vilka ord man kommer att höra. Ett sätt att reducera de tänkbara möjligheterna är att förutsäga vilken ordklass nästa ord kommer att ha. Därför använder lyssnare små signaler i talet för att konstruera och uppdatera ett antagande om vilken meningsbyggnad talaren använder i det pågående yttrandet. Tidigare har det varit svårt att få inblick i hur det går till, men med ERP kan talförståelseprocessen nu följas genom registrering av hjärnans aktivitet, vilket sker med millisekundsprecision. Metoden kan avläsa hur variationer i svensk satsmelodi förbereder lyssnare på olika sorters ordföljd och hur ordaccenter används för att förutsäga ordböjning.
ERP bygger på elektroencefalografi (EEG), som går ut på att man mäter förändringar i spänningen över huvudet med ett antal elektroder som är fästa i något som liknar en badmössa. För att se hur spänningen förändras, jämförs aktiviteten i elektroderna på huvudet med referenselektroder som kan sättas bakom öronen. Målet är att fånga upp den spänningsförändring som uppkommer när hjärnceller kommunicerar med varandra. När en hjärncell tar emot signaler går en ström igenom den som gör den relativt mer positivt laddad nära cellkärnan än i periferin där signalen mottagits. Cellen får alltså i princip en plus- och en minuspol.

Om många hjärnceller som ligger bredvid varandra tar upp signaler samtidigt, uppstår en spänningsförändring i huvudet som är så pass stark att den kan mätas genom skallen med elektroder som sitter utanpå huvudet. ERP innebär att man undersöker förändringar i EEG-signalen som beror på hjärnans reaktion på en viss sorts stimulus — till exempel en viss typ av ord eller satser — som presenteras upprepade gånger. Som resultat får man kurvor av den typ som visas nederst på bilden här intill (figur 1). På den lodräta axeln syns spänningen, och på den vågräta markeras händelseförloppet över tid. Av tradition visas den positiva riktningen nedåt i ERP. Därför blir positiva effekter till dalar, medan negativitet ger toppar. Övre delen av bilden visar ett ljudexempel på de meningar som gav upphov till ERP-signalen. I mitten finns en transkription och intonationskurva. Stigningen till den höga tonen i intonationskurvan vid punkt 1 ger snabbt ett tidigare och brantare fall i den motsvarande blå ERP-signalen. Detta är en så kallad P200-effekt, som speglar automatisk bearbetning av ljudförändringen i den hörselrelaterade hjärnbarken som sitter i tinningloberna.

 


Effekter av oväntad ordföljd


Efter att ordet inte (punkt 2) har hörts i meningar av typen Jag sa att vandalerna intog inte Gallien, syns ännu ett brant fall i båda ERP-kurvorna i bilden. Ett sådant fall, kallat P600, når sin mest positiva punkt ungefär 0,6 sekunder efter ord som skapar oväntad eller felaktig meningsbyggnad. I ett tidigare experiment om läsning av Object Shift (se faktaruta), blev det en P600 när försökspersoner läste inte i den felaktiga ordföljden hon åt glassen inte. Det positiva fallet antas spegla hur försökspersonerna mentalt flyttar om den felaktiga eller oväntade ordföljden för att förstå innebörden av yttrandet.

I svenska finns det en ordföljdskillnad mellan huvudsatser och bisatser. I huvudsatser kommer negationen inte efter verb som intog, så att man får ordföljden Vandalerna intog inte Gallien. I bisatser däremot, föregår negationen verbet, vilket ger ... att vandalerna inte intog Gallien. Även om många anser det felaktigt i skriftspråk, är huvudsatsordföljd minst lika vanligt som bisatsordföljd i talspråkliga att-satser. Ändå är det inte helt väntat och måste behandlas litet extra för att uppfattas. Detta kan man se av P600-effekten. Intressant är emellertid att P600 reduceras kraftigt om huvudsatsordföljden introduceras av en hög ton i satsmelodin, som syns i den blå kurvan. Vid inspelning av personer som läser att-satser med huvud- och bisatsordföljd, har en stigning i intonationen visat sig i början av de att-satser som hade huvudsatsordföljd. Samma fenomen visas av den blå intonationslinjen i mitten av bilden. Stigningen når sin höga topp i sista stavelsen på det första ordet.

Tidigare prosodistudier av bland andra Merle Horne, professor i allmän språkvetenskap vid Lunds universitet, har visat att liknande satsinitiala stigningar förekommer i ord som förmedlar given information i början av yttranden. Däremot har den generella kopplingen av stigning till huvudsatsstruktur saknats. Reduceringen av P600 för huvudsatsordföljd i att-satser visar att den höga tonen fungerar som en ledtråd som förbereder lyssnare på huvudsatsstruktur. För att snabbt kunna bearbeta och förstå ordföljden behöver vi alltså en signal som gör oss beredda på den redan i att-satsens början.

 


Samband mellan ton och mening


I två experiment fick några försöksdeltagare lyssna på sammanlagt 560 olika att-satser med eller utan hög ton. Att-satser med huvudsatsordföljd jämfördes med att-satser med bisatsordföljd (till exempel ... att vandalerna inte intog Gallien) och neutrala att-satser utan negation (... att vandalerna intog hela Gallien). Negationen i bisatsordföljd gav också en P600-effekt i jämförelse med neutral ordföljd, men den var mindre än den var för huvudsatsordföljd. Neutral ordföljd verkar alltså vara det mest väntade, följt av bisatsordföljd och sist huvudsatsordföljd i att-satser rent generellt.

Vidare hade den höga tonen bara en reducerande effekt på P600 i att-satser med huvudsatsordföljd, vilket visar på en stark association mellan ton och meningsbyggnad. Något oväntat var att en inledande stigning inte påverkade bearbetningen av att-satser med bisatsordföljd. Om den höga tonen aktiverar huvudsatsordföljd skulle man kunna tänka sig att den samtidigt dämpar aktiveringen av bisatsordföljd, men så var inte fallet. Intonationsstigningen i början av att-satsen verkar alltså öppna för möjligheter men inte utesluta något.

I svenska språket är det inte bara huvudsatser som inleds av en hög ton. Även enstaka ord gör det. Tänk på ett ord som minken i meningen Damen dränker minken till pälsen, där betoningen ligger på pälsen. Minken börjar i ett lågt tonläge i sveamål. Denna låga ordton kallas accent 1. Om minken i stället byts ut mot minkar, börjar ordet högt. Den höga tonen kallas accent 2. För att detta ska fungera måste ordet uttalas obetonat i meningen. Annars tillkommer en fokal intonationsstigning som gör ordaccenten svårare att urskilja.

Prosodiforskarna Gösta Bruce, professor i fonetik vid Lunds universitet och Tomas Riad, professor i nordiska språk vid Stockholms universitet, har visat att det beror på ords ändelser vilken ordaccent de får. I omarkerade fall har alla ord den låga accent 1-tonen. Därför har ordet mink, som saknar ändelse, accent 1. Singularändelsen —en påverkar inte ordet, vilket innebär att även minken har accent 1. Pluraländelsen —ar däremot, ger mink en hög accent 2-ton i minkar. Det räcker med att titta på några slumpvis utvalda ord med ändelserna —en eller -—ar för att se att denna variation är regelbunden.

Eftersom det verkar finnas ett samband mellan en hög accent 2-ton och ändelser som —ar, skulle man kunna tänka sig att lyssnare blir mer förberedda på de associerade ändelserna när de hör en hög accent 2-ton i början av ett ord. Denna möjlighet undersöktes  i ett annat experiment, där högt och lågt uttalade ord klipptes ihop med de olika ändelserna —en och —ar, för att se vad som händer om ordaccent och suffix inte stämmer överens. Den höga accent 2-tonen gav liksom vänsterkantsgränstonen en P200-effekt, vilket visar att den uppfattades.
Vidare gav ändelsen —ar upphov till en P600 om den inte hade föregåtts av sin accent 2-ton. Det tyder på att ordet ombearbetas och associeras med en hög ton mentalt, så att lyssnaren kan förstå det. Studien visade med andra ord att höga ordtoner används för att förutsäga böjning på ett liknande sätt som höga toner i början av huvudsatser används för att förutsäga ordföljd.

Användbar kunskap


Det finns två huvudanledningar till att det är viktigt att veta hur vi bearbetar språk mentalt. Dels kan det leda till insikter om vad som händer vid språkstörningar i samband med hjärnskador samt bidra till utvecklande av metoder för diagnos och rehabilitering, dels kan det vara en hjälp vid framtagning av nya metoder för inlärning av svenska som främmande språk.

Huvudsats- och bisatsordföljd är något av det svåraste att lära sig på svenska. Det är kanske inte så konstigt att det är svårt om man får lära sig att att-satser ska ha bisatsordföljd, men i spontant tal lika ofta hör huvudsatsordföljd. Vem ska man tro på? Boken eller talarna? Det skulle kanske vara till hjälp att få lära sig huvudsatsordföljd i samband med att man lär sig att huvudsatser uttrycker vissa betydelser, såsom självständiga påståenden och frågor och att deras självständighet markeras med en intonationsstigning. Bisatser, däremot, där inte kommer före verbet, uttrycker ingen självständig betydelse och deras underordning signaleras med att de inte innehåller någon intonationsstigning. Denna skillnad gäller även för att-satser med huvudsatsordföljd, eftersom de uttrycker egna påståenden och inleds med en intonationsstigning. Ökad träning på intonationsmönster i samband med ordföljd skulle kunna verka stimulerande på språkinlärningen.

Afasi är en skada som ofta leder till problem med ordböjning. Elisabeth Ahlsén, professor i neurolingvistik vid Göteborgs universitet, ger exempel på hur personer med främre hjärnskador säger hund-er i stället för hunden. Det är möjligt att fokusering på ordaccenter i relation till olika böjningsformer av ord skulle vara till hjälp vid rehabilitering av afasipatienter. Fokusering på ordaccenterna skulle kunna bidra till att "få igång" ändelserna, eftersom det verkar finnas ett starkt samband mellan dem.

Sidansvarig:
Senast uppdaterad:
Redaktör: Ragnhild Romanus, e-post:
ragnhild.romanus@vr.se
Ansvarig utgivare: Arne Jarrick, e-post: arne.jarrick@vr.se
Projektansvarig: Helena Bornholm, e-post: helena.bornholm@vr.se
Tvärsnitt - om humanistisk och samhällsvetenskaplig forskning sedan 1979
Sök i Tvärsnitt!
Mikael Roll. Foto: Lukas Gödke
Mikael Roll. Foto: Lukas Gödke
Mikael Roll graf
Ordförklaringar:
  • EEG — Elektroencefalografi är en metod för att registrera hjärnbarkenslänk till annan webbplats elektriska aktivitet med hjälp av elektroder som sätts på huvudet.
  • ERP — Med Event-Related Potentials relaterar man förändringar i EEG-signalen till en särskild typ av händelser, till exempel att försöksdeltagaren hör vissa ord.
  • P200 — En dal i ERP-signalen som stammar från tinningloberna och brukar synas runt 0,2 sekunder efter bl.a. tonala förändringar.
  • P600 — Ett fall i ERP-sinalen med ett maximum runt 0,6 sekunder efter oväntad meningsbyggnad. Fallet speglar ombearbetning av den oväntade strukturen.
  • Object Shift — En benämning på möjligheten att ha pronominella objekt både före och efter en negation. Exempel: Jag åt den inte / inte den.
  • Prosodi — Den gren inom fonetiken som studerar det talade språkets rytm och melodi.
  • Morfem — Den minsta betydelsebärande enheten i språket som system.
  • Ordaccent — Ett framhävningsmönster som kännetecknar ett ord. Bestämmer hur ordet ska betonas. Exempel: Maria Ca´llas (accent 1) och ka´llas (accent 2).
  • Fokal — Ord som är i fokus har en stigande intonation. Denna stigning kallas fokal.
  • Intonation — En samlingsbeteckning för relevanta mönster i talets melodi.

Källor:
Mikael Roll och Nationalencyklopedin
Referenser:
Ahlsén, Elisabeth (1994), "Cognitive morphology in Swedish" i Nordic Journal of Linguistics 17, 61—73.

Bruce, Gösta (1977), Swedish word accents in sentence perspective. Lund: Gleerups.
 
Horne, Merle ;Hansson, Petra ;Bruce, Gösta& Frid, Johan (2001), "Accent patterning on domain-related information in Swedish travel dialogues" i Journal of Speech Technology 4, 93—102.
 
Jörgensen, Nils (1978), Underordnade satser och fraser i talad svenska: Funktion och byggnad. Lund: Walter Ekstrand Bokförlag.
 
Riad, Tomas (1998), "The origin of Scandinavian tone accents" i Diachronica 15, 63—98.
 
Roll, Mikael (2009), The neurophysiology of grammatical constraints: ERP studies on the influence of prosody and pragmatics on the processing of syntax and morphology in Swedish.Doktorsa vhandling ,Lunds universitet.
 
Roll, Mikael ;Horne, Merle&Lindgren, Magnus (2007), "Object shift and event-related brain potentials" i Journal of Neurolinguistics 20, 462—481.
 
Roll, Mikael ;Horne, Merle& Lindgren, Magnus (2009), "Left-edge boundary tone and main clause verb effects on embedded clauses — An ERP study" i Journal of Neurolinguistics 22, 55—73.
 
Roll, Mikael ;Horne, Merle& Lindgren, Magnus (i tryck), "Activating without inhibiting: Leftedge boundary tones and syntactic processing" i Journal of Cognitive Neuroscience.