Universiẗat, Diss., 2003--München.

University, Diss., 2004--Freiburg (Breisgau).

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, intervallartige Strukturen in Melodien von Neugeborenenlauten der ersten Lebenswoche in unterschiedlichen Umgebungssprachen zu identifizieren und quantitativ zu untersuchen. Es wurden Neugeborene von Müttern mit einer Tonakzentsprache (Japanisch) und einer tonalen Sprache (Lamnso) untersucht und die Befunde miteinander verglichen. Die Frage nach einem sprachlichen Einfluss auf die Auftrittshäufigkeit und die Eigenschaften von Melodieintervallen im Weinen standen im Fokus der Arbeit. Dabei sollte auch die Komplexität der Melodieintervalle bezüglich eines sprachlichen Einflusses untersucht werden. Neben diesen Häufigkeitsanalysen wurden auch temporale Eigenschaften der gefundenen Intervalle sowie die Intervallgrößen ermittelt. Nach einer strengen Vorselektion des Gesamtdatenkorpus von 1664 Einzellauten von 40 Probanden (20 Neugeborene der Nso, 20 japanische Neugeborene) wurden 1213 geeignete Melodien auf Intervalle untersucht und die Ergebnisse verglichen. Langfristig sollen so potenzielle Risikomarker zur nicht-invasiven vorsprachlichen Diagnostik von Sprech- und Sprachentwicklungsstörungen gefunden werden. In der Auftrittshäufigkeit von Melodieintervallen zeigten sich keine signifikanten Sprachgruppenunterschiede zwischen japanischen Neugeborenen und den Neugeborenen der Nso. Dies wurde mit einer physiologischen Eigenschaft als Ausdruck der Reife des laryngealen Regelsystems in diesem frühen Alter interpretiert. Der Einfluss der tonalen Sprache zeigte sich aber in der Auftrittshäufigkeit komplexer Intervalle in der Sprachgruppe Lamnso, die in Anwendung eines verallgemeinerten linearen gemischten Modells signifikant größer war als bei den japanischen Neugeborenen. Die Komplexität der Intervalle, die durch den Intervallkomplexitätsindex (ICI) ausgedrückt wurde, zeigte auf Neugeborenenlevel einen signifikanten Unterschied, in der Sprachgruppe Lamnso wurden mehr komplexe Melodieintervalle gefunden. Die temporalen Eigenschaften zeigten teilweise signifikante Unterschiede. Diese betrafen die Längenverhältnisse der Plateaulängen und die Frequenzverhältnisse der Plateaus. Die Frequenzverhältnisse (Intervallgröße) ergaben sehr ähnliche Befunde. Das vorherrschende Melodieintervall im spontanen Weinen der Neugeborenen beider Sprachgruppen war das Einzelintervall der Größe eines Halbtons. Zusammenfassend kann man sagen, dass Melodieintervalle bei gesunden Neugeborenen bereits in der ersten Lebenswoche regelhaft auftreten. Sprachliche Besonderheiten der vokalen Regelleistung scheinen sich in der Komplexität der Melodieintervalle zu zeigen. / The aim of the present work was to identify and quantitatively investigate interval-like structures in melodies of newborn sounds of the first week of life in different surrounding languages. Newborns of mothers with a tonal accent language (Japanese) and a tonal language (Lamnso) were examined and the findings were compared. The question of a linguistic influence on the frequency of occurrence and the properties of melody intervals in crying were the focus of the work. The complexity of the melody intervals should also be examined with regard to a linguistic influence. In addition to these frequency analyses, temporal properties of the intervals found and the interval sizes were also determined. After a strict preselection of the entire data corpus of 1664 individual sounds from 40 subjects (20 newborns of the Nso, 20 Japanese newborns), 1213 suitable melodies were examined for intervals and the results compared. In the long term, potential risk markers for non-invasive pre-speech diagnostics of speech and language development disorders should be found. There were no significant language group differences in the frequency of occurrence of melody intervals between Japanese and Nso newborns. This has been interpreted as a physiological feature reflecting the maturity of the laryngeal regulatory system at this early age. However, the influence of tonal language was reflected in the frequency of occurrence of complex intervals in the Lamnso language group, which was significantly greater than in the Japanese newborns using a generalized linear mixed model. Interval complexity, expressed by the Interval Complexity Index (ICI), showed a significant difference at neonatal level, with more complex melody intervals found in the Lamnso language group. The temporal properties showed significant differences in some cases. These concerned the length ratios of the plateau lengths and the frequency ratios of the plateaus. The frequency ratios (interval size) yielded very similar findings. The predominant melody interval in the spontaneous crying of the newborns of both language groups was the single interval with the size of a semitone. In summary, it can be said that melody intervals appear regularly in healthy newborns as early as the first week of life. Linguistic peculiarities of the vocal control performance seem to show themselves in the complexity of the melody intervals.

In den letzten Jahren sind verschiedene Studien erschienen, die die positive Wirkung von Musik zur Frühförderung von Kindern untersucht haben. Im Sinne dieser Studien wurden auch verschiedene Therapieprogramme, die auf traditionellen musiktherapeutischen Konzepten basieren, entwickelt. Neueste Arbeiten unterstützen eine spezifische Wirkung der musikalischen Frühförderung: sie kann den Spracherwerb fördern. Säuglinge mit orofazialen Spalten arbeiten z. B. in einer Klinik in Los Angeles, USA, mit Hilfe von Musik an ihren Sprachproblemen. Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel auf der Basis moderner Erkenntnisse der Neuro- und Kognitionswissenschaften Argumente für die positive Wirkung von musikalischer Frühförderung auf den Spracherwerb bei Kindern mit orofazialen Spalten zusammenzutragen und einen solchen Ansatz durch wissenschaftliche Ergebnisse zu begründen. Die spezifische Wirkung von Musik auf den Spracherwerb, so konnte gezeigt werden, basiert u. a. auf folgenden Befunden: a. Es existieren gemeinsame hirnphysiologische Produktions- und Verarbeitungsmechanismen von Melodie und Rhythmus in der Musik und der gesprochenen Sprache. b. Prosodische Elemente der Sprache, wie die Melodie und der Rhythmus, werden unter starker Beteiligung der rechten Hemisphäre verarbeitet. So konnte u. a. gezeigt werden, dass hirnphysiologische Reaktionen bei jungen Musikschülern (Thomanerchor) auf sprachliche Syntaxverletzungen stärker ausfallen als bei gleichaltrigen Nichtmusikern. c. Die rechte Hemisphäre, in der auch Musik verarbeitet wird, ist bei der vorsprachlichen Lautproduktion der Säuglinge die dominierende. Es gibt große Ähnlichkeiten bei der zerebralen Verarbeitung von Melodie und Rhythmus von „Säuglingssprache“ und Musik. d. Neuere hirnphysiologische Untersuchungen belegen, dass ein musikalisches Training nachweislich funktionelle Korrelate in bestimmten Gehirnregionen zeigt und eine positive Wirkung auf den Spracherwerbprozess auszuüben scheint. Es konnte gezeigt werden, dass überlappende Verarbeitungsregionen in beiden Gehirnhälften, sowohl für musikalische als auch für sprachliche Informationen verantwortlich sind. Die Ergebnisse neuer Forschungen, die eine starke Beteiligung der rechten Hemisphäre in der Verarbeitung prosodischer Charakteristiken der Sprache, wie z. B. die Melodie und der Rhythmus belegen, wurden dargestellt und die alte Ansichten über eine ausschließliche Verarbeitung sprachlicher Informationen in der linken Hemisphäre wurden widerlegt. Die Bedeutung der rechten Gehirnhälfte für die vorsprachliche Lautproduktion der Säuglinge wurde herausgearbeitet und daraus der Nutzen einer intensiven akustischen Förderung unter Anwendung speziell entwickelte Stimuli, für eine korrekte spätere Sprachentwicklung bei Kindern mit orofazialen Spalten abgeleitet. Die Auswahl der Musik sollte sich an den in der Arbeit beschriebenen musikalischen Verarbeitungsleistungen der Säuglinge orientieren, um eine individuelle und auf die Bedürfnisse jedes Säuglings mit orofazialer Spalte angepasste musikalische Stimulation zu erreichen. Diese Bedürfnisse können anhand der vorsprachlichen Entwicklungsprofile, wie sie für jeden Säugling am ZVES (Zentrum für vorsprachliche Entwicklung und Entwicklungsstörungen) erstellt werden, charakterisiert werden. Im Ergebnis der umfangreichen Literaturstudien zu allen für das gestellte Thema relevanten Aspekten und unter Verwendung der im ZVES gesammelten praktischen Erfahrungen wurde eine Forschungskonzeption zum Nachweis der Wirkung einer musikalischern Frühförderung auf den Spracherwerb erarbeitet. Für Säuglinge mit orofazialen Spalten ist eine individuelle Therapie notwendig, da sich die Kinder bezüglich ihrer individuellen Entwicklungsbedingungen stark unterschieden. / Over the last years diverse studies were published, which examined the positive effect of music on the early stimulation of children. Therefore diverse therapy programs have been developed on the basis of traditional music therapy concepts. Latest studies support a specific effect of early musical stimulation; it stimulates the language acquisition. For example in a clinic in Los Angeles (USA), infants with orofacial clefts work with the help of music on their linguistic disabilities. This study aimed to collect arguments for the positive effect of early musical stimulation on the language acquisition of children with orofacial clefts and to justify this claim through scientific results, on the basis of modern findings of the neuro and cognition sciences. The specific effect of music on the language acquisition is based on the following results: a. Common brain physiological production and processing mechanisms of melody and rhythm exist in both music and language. b. Prosodic elements of language such as melody and rhythm are being processed under strong participation of the right hemisphere. It has been shown, that the brain’s physiological reactions in young music students (Thomanerchor) to linguistic syntax violations were more intense than those of non-musicians of the same age. c. The right hemisphere, where music is also being processed, dominates the pre-linguistic tone production of infants. Great resemblances exist between the cerebral processing of melody and rhythm in “infants’ language” and music. d. New brain physiological researches verified that musical training shows evidently functional correlates in certain brain regions and therefore could have a positive effect on the language acquisition process. It has been shown, that overlapping processing regions in both hemispheres are responsible not only for musical but also for linguistic information. The results of latest scientific research which showed an intensive participation of the right hemisphere in the processing of prosodic features of language (such as melody and rhythm) were thoroughly described and the old views of the exclusive processing of linguistic information in the left hemisphere were refuted. The importance of the right hemisphere for the pre-linguistic tone production of infants has been brought out and the advantage of an intensive acoustic stimulation with the use of special developed stimuli for a correct later language acquisition development by children with orofacial clefts could also be derived through this knowledge. The selection of the musical stimuli should be based on the musical processing performance of infants (which were described in this study) so that the individual needs of each infant with cleft-lip and palate for adjusted musical stimulation can be met. These needs can be characterized on the basis of pre-linguistic development profiles, such as those that are produced for every infant at the ZVES (Center for Pre-linguistic Development and Development Disorders). As a result of extensive literature studies with aspects relevant to this theme and taking into account the practical experience accumulated at the ZVES, a research conception can be worked out as proof of the effect an early musical stimulation has on language acquisition. For the infants with orofacial clefts an individual therapy is made necessary by the specialized development conditions of these children.

SGA (“small for gestational age”)-Neugeborene weisen eine intrauterine Wachstumsretardierung auf. Die weitere Entwicklung vieler dieser Kinder ist von veränderten physiologischen Mechanismen beeinflusst und unterscheidet sich dadurch von der ehemaliger AGA(“appropriate for gestational age”)-Neugeborener. Diese Unterschiede betreffen beispielsweise biochemische, hormonelle, neurologische und kognitive Funktionen. Die Absicht dieser Studie war heraus zu finden, ob sich SGA-Neugeborene außerdem in speziellen Schreieigenschaften von AGA-Neugeborenen unterscheiden. Die Klassifikation Neugeborener in SGA, AGA und LGA ("large for gestational age”) basiert auf somatischen Werten Neugeborener in Bezug auf ihr Gestationsalter. SGA-Neugeborene liegen mit ihrem Geburtsgewicht unter der 10. Perzentile. In dieser Studie wurden spontane Schreie von 16 gesunden Neugeborenen (davon 9 weibl.) untersucht (ohne Dysmorphien, ohne Intubation, ohne schwere Asphyxie). Es wurden pro Kind 2-3 Aufnahmen während des Aufenthaltes in der Universitäts-Kinderklinik angefertigt. Der erste Aufnahmezeitraum erfolgte während des 1.-3. Lebenstages, der zweite während des 4.-5.d, und in einigen Fällen erfolgte eine dritte Aufnahme während des 6.-14.d. Die Schreieigenschaften der SGA-Neugeborenen wurden mit denen der AGA-Neugeborenen verglichen. Die Ergebnisse bestätigen unsere Hypothese, dass eine intrauterine Wachstumsretardierung die Schreimuster beeinflusst. Die Entwicklung während der ersten 2 Lebenswochen von einfachen zu komplexeren Melodiestrukturen zeigten sowohl die SGA- als auch die AGA-Neugeborenen. Allerdings benötigten die SGA-Neugeborenen einen längeren Zeitraum, um die gleiche Melodiekomplexität wie die AGA-Neugeborenen zu erreichen. / SGA (“small for gestational age”) neonates suffer from intrauterine growth retardation. Their development is affected by several physiological mechanisms that differ from those of AGA (“appropriate for gestational age”) newborns. These differences concern e.g. biochemical and hormonal factors as well as neurological and cognitive functions. The aim of this study was to analyse if SGA neonates also differ in certain cry properties. The classification of neonates is based on somatic measures of Newborns in relation to their gestational age. SGA neonates have a birth weight under the 10th percentile. We measured cries of 16 SGA neonates (9 female) who were healthy (no malformation, no intubation, no severe asphyxia). 2 – 3 recordings were made during stay in Childrens’ University Hospital Würzburg. First recording within 1. -3. d, second recording at 4./ 5. d, and in some cases a third recording at 6. – 14. day of life. Cry features of the SGA neonates were compared to those of AGA neonates . The results confirm our hypothesis that intrauterine growth retardation affects cry pattern. The uni-directional development from single to increasingly complex melody was found in both the SGA and the AGA neonates. However, SGA neonates need a longer period of time to reach the same developmental level of melody complexity.

Die vorsprachliche Entwicklung ist durch eine zunehmend exaktere Koordination von laryngealer und supralaryngealer Aktivität gekennzeichnet und führt schließlich zur Produktion reifer Silben, die den segmentalen und zeitlichen Charakteristika von Silben der Erwachsenensprache entsprechen (Oller 2000). Das Auftreten erster reifer, muttersprachlich geprägter Silben kennzeichnet den Einstieg in die kanonische Babbelphase. Da das Konsonantenrepertoire und die Silbenstrukturen in kanonischen Babbelvokalisationen und ersten Wörtern offenbar stark übereinstimmen, wird der kanonischen Babbelphase eine besondere Bedeutung für die frühe Identifikation von Auffälligkeiten in der produktiven Sprachentwicklung zugestanden (Oller et al. 1976, Locke 1983, Stoel-Gammon & Cooper 1984, Vihman et al. 1985, Vihman et al. 1986). Eine gewisse Vorhersagekraft wird zum Beispiel dem verspäteten Einstieg in die kanonische Babbelphase nach dem zehnten Lebensmonat nachgesagt (Oller et al. 1999). Auch Auffälligkeiten im Hinblick auf strukturelle (phonetische) Charakteristika von Babbelvokalisationen könnten eine indikative Valenz tragen (u.a. Stoel-Gammon 1989). Kinder mit orofazialen Spalten durchlaufen die vorsprachliche Entwicklungsphase unter besonderen morphologischen Bedingungen, die zu massiven Einschränkungen in der artikulationsmotorischen Entwicklung führen. Möchte man bei diesen Kindern anhand der Analyse kanonischer Babbelvokalisationen Rückschlüsse auf spracherwerbsrelevante Fähigkeiten ziehen und so potentielle Risikokinder für sprachliche Auffälligkeiten identifizieren, stellt der maskierende Effekt der artikulationsmotorischen Einschränkungen eine Herausforderung dar. Eine mögliche Lösung könnte die Identifikation weitestgehend spaltunabhängiger Charakteristika kanonischer Babbelvokalisationen von Kindern mit OFS sein. Diesem Ziel widmete sich vorliegende Dissertation. Dazu wurden die vorsprachlichen Komfortvokalisationen von 15 Kindern mit isolierter oder kombinierter Gaumenspalte unmittelbar vor und nach operativem Verschluss des Gaumens im Alter von 12 Monaten aufgezeichnet, aufbereitet und anhand ausgewählter Messgrößen quantitativ charakterisiert. Vergleichsbasis bildeten altersentsprechend aufgezeichnete vorsprachliche Komfortvokalisationen einer unauffälligen Kontrollgruppe. Insgesamt gingen 6563 vorsprachliche Komfortvokalisationen in die Analysen zur Zusammensetzung des vorsprachlichen Vokalisationsrepertoires ein. Davon konnten 2333 Vokalisationen als kanonischer oder bunter Babbler identifiziert und für die weiteren Analysen herangezogen werden. Im Ergebnis der Analysen konnten die relative Auftrittshäufigkeit von Babbelvokalisationen, die ausschließlich aus kanonischen Silben bestehen (reine Silbenfolgen), die relative Auftrittshäufigkeit von Ein-, Zwei-, Drei- und Mehrsilbern sowie die präferierte Silbenstruktur als relativ spaltunabhängige Messgrößen identifiziert werden. Bei allen weiteren Messgrößen waren große (Diff >10%) und teilweise statistisch signifikante Gruppenunterschiede zu verzeichnen und damit ein Einfluss der Malformation des Vokaltraktes auf diese anzunehmen. Insbesondere für Untersuchungen, die auf Zusammenhänge mit und Prognosen für die weitere Sprachentwicklung anhand der Analyse vorsprachlicher Komfortvokalisationen abzielen, ist der maskierende Effekt der massiven artikulationsmotorischen Einschränkungen bei der Interpretation der Ergebnisse einzubeziehen. / The pre-linguistic development is characterized by an increasingly precise coordination of laryngeal and supralaryngeal activity and finally leads to the production of mature syllables that correspond to the segmental and temporal characteristics of adult language syllables (Oller 2000). The appearance of the first mature, mother-tongue syllables marks the beginning of the canonical-babbling-phase. Since the consonant repertoire and the syllable structures in canonical babbling vocalizations and first words seem to strongly coincide, the canonical-babbling-phase is accorded special significance for the early identification of disorders in productive language development (Oller et al. 1976, Locke 1983, Stoel-Gammon & Cooper 1984, Vihman et al. 1985, Vihman et al. 1986). For example, a certain predictive power is said to be the delayed entry into the canonical-babbling-phase after the tenth month of life (Oller et al. 1999). Striking structural (phonetic) characteristics of babbling-vocalizations could also carry an indicative valence (e. g. Stoel-Gammon 1989). Children with orofacial clefts (OFS) pass the prelinguistic development under special morphological conditions, which lead to massive restrictions in articulatory motor development. If one wants to draw conclusions about language acquisition-relevant abilities in these children on the basis of the analysis of canonical babbling vocalizations and thus identify potential risk children for language disorders, the masking effect of the articulation-motor restrictions represents a challenge. A possible solution could be the identification of characteristics of canonical babbling vocalizations of children with OFS that are largely cleft-independent. The present dissertation was dedicated to this goal. The pre-linguistic comfort vocalizations of 15 children with isolated or combined cleft palates were recorded before and after surgical closure of the palate at the age of 12 months and afterwards processed and quantitatively characterized using selected parameters. The comparison was based on pre-linguistic comfort vocalizations of a control group recorded according to age. A total of 6563 pre-linguistic comfort vocalizations were included in the analyses of the composition of the pre-linguistic vocalization repertoire. Of these, 2333 vocalizations could be identified as canonical or variegated babbling and used for further analyses. As a result of the analyses, the relative occurrence frequency of babbling vocalizations consisting exclusively of canonical syllables (pure sequences of syllables), the relative occurrence frequency of one, two, three and more syllable-sequences as well as the preferred syllable structure could be identified as relatively cleft-independent variables. In all other measured variables, large (diff >10%) and in some cases statistically significant group differences were observed and an influence of the malformation of the vocal tract was therefore assumed. Especially in studies that aim at correlations with and prognoses for further language development based on the analysis of pre-linguistic comfort vocalizations, the masking effect of the massive restrictions of articulation motor skills should be taken into account in the interpretation of the results.

Die jüngere Forschung zum Spracherwerb hat gezeigt, dass sich schon in den ersten Äußerungen von Kindern bestimmte Strukturmerkmale der Sprache, die die Kinder lernen, zeigen, d.h., es gibt Bereiche, in denen im normalen Erwerb praktisch keine Fehler zu beobachten sind. Dies lässt den Schluss zu, dass die Kinder entsprechendes Wissen über die Zielsprache bereits erwerben, bevor sie entsprechende Äußerungen produzieren. Diese frühen Erwerbsschritte können in erster Linie über die Untersuchung der Sprachwahrnehmung untersucht werden. Solche Untersuchungen haben gezeigt, dass Kinder schon sehr früh gerade für prosodische Eigenschaften der Sprache sensitiv sind und dass sie diese Sensitivität unter anderem für die Erkennung von Wortgrenzen einsetzen. Die frühen Fähigkeiten zur Sprachwahrnehmung und -verarbeitung stehen offenbar in einem direkten Zusammenhang zur späteren lexikalischen und syntaktischen Entwicklung.

Zugl.: München, Univ., Diss., 2008

Zugl.: München, Univ., Diss., 2008

Zugl.: Darmstadt, Techn. Univ., Diss., 2007