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21 mai 202224 min de lecture

Comment les intonations des phrases aident les enfants à mieux comprendre le langage ?

L'une des caractéristiques les plus remarquables de l'espèce humaine est le fait que les enfants apprennent à parler et à comprendre une ou plusieurs langues, comme l'anglais, le français ou le japonais, très rapidement, pendant les premières années de leur vie, et sans aucune instruction formelle. Comment le font-ils ? Avant même d'être capables de faire ses lacets ou d’additionner deux plus deux, les enfants maîtrisent déjà une grande quantité d'informations sur leur(s) langue(s) maternelle(s) ! Ils partent de zéro et apprennent très rapidement un vocabulaire substantiel et les règles qui organisent des mots en phrases. Il ne s'agit pas d'un accomplissement trivial, étant donné que pour apprendre une langue, les enfants doivent apprendre à extraire plusieurs informations de différents niveaux du langage. Ils doivent découvrir l'inventaire des sons ou des gestes qui font partie de leur langue (par exemple, les sons des consonnes, des voyelles et des syllabes en français) et la façon dont ils sont combinés pour former les sons des mots et des phrases. En outre, ils doivent également apprendre le sens des mots et découvrir les structures syntaxiques (c.à.d., la grammaire) des phrases prononcées autour d'eux. Ils doivent également apprendre comment le sens des mots et des phrases peuvent changer selon les contextes dans lesquels ils sont prononcés et selon les intentions des personnes qui parlent, il s’agit des caractéristiques discursives et pragmatiques du langage. Dans cet article, nous verrons comment les jeunes enfants peuvent accomplir certaines de ces tâches si complexes, à l'aide d'une caractéristique très importante des langues naturelles : la prosodie phrasale, à savoir les variations de rythme et d'intonation que l’on utilise quand on parle.

Qu'est-ce que la prosodie ?

Lorsque vous écoutez quelqu'un parler, vous pouvez percevoir que cette personne ne parle pas comme un robot, prononçant tous les mots d'une phrase avec la même intonation, de façon monotone. En effet, les locuteurs d’une langue ont tendance à toujours produire une sorte de "mélodie", comme dans une chanson, en faisant de petites variations intonatives dans les mots et les phrases. Nous percevons clairement que cette "mélodie de la parole" a un rythme spécifique, qu'elle présente des "montées" et des "descentes" entre les mots ou les phrases, qu'elle peut être plus rapide ou plus lente, et cetera. La prosodie est ce que nous percevons comme une "mélodie de la parole", et elle est composée de variations de rythme, d'accentuation, de durée et d'intonation sur les mots et les phrases prononcées. La prosodie est naturellement utilisée par les locuteurs, et peut servir dans un certain nombre de fonctions linguistiques et discursives. Par exemple, un francophone peut attirer l'attention de son interlocuteur sur un mot particulier (par exemple, " violet ") dans son discours uniquement par la prosodie : " Je voulais le cahier VIOLET ! Pas le noir. ". Cela peut être accompli par une montée de l'intonation et un allongement du mot accentué prosodiquement par le locuteur. De même, grâce à la prosodie, les locuteurs peuvent indiquer s'ils sont en train de déclarer quelque chose ("Elle a volé mon cahier !") ou s'ils sont en train de poser une question ("Elle a volé mon cahier ?").

La prosodie est toujours présente dans la parole naturelle et c'est l'une des toutes premières informations acoustiques qu'un bébé ou même un adulte peut percevoir lorsqu'il écoute une phrase. Imaginez par exemple ce qu'on ressent lorsque l’on entend quelqu'un parler dans une langue étrangère. On n'a peut-être aucune idée du sens des mots qui sont prononcés, mais on perçoit quand même l'intonation utilisée pour prononcer les mots et les phrases dans cette langue. La question qui se pose alors est la suivante : les bébés peuvent-ils utiliser les informations prosodiques pour apprendre certains aspects de leur langue maternelle ?

Le rôle de la prosodie dans l'apprentissage du langage

La prosodie aide les enfants à trouver les mots dans les phrases

La langue parlée, contrairement à la langue écrite, n'a pas de frontières claires entre les mots. Imaginez à nouveau ce que c’est d'écouter une langue étrangère pour la première fois ; vous avez probablement du mal à déterminer où commence un mot et où finit un autre. Alors, comment les enfants commencent-ils à apprendre leurs premiers mots ? Comment apprennent-ils à extraire les formes acoustiques des mots dans les phrases, et à savoir où un mot commence et où il se termine ? On pourrait penser que les personnes qui s'occupent des enfants les aident en prononçant les mots individuellement (par exemple, « gâteau », « biberon », « chien ») ; cependant, la majorité des discours adressés aux enfants sont composés de phrases entières contenant plusieurs mots les uns après les autres sans aucune « pause » entre eux (comme dans la phrase "tu te souviens du chien que nous avons vu hier ?") [1]. Les quelques mots prononcés en isolation par les parents ne peuvent pas expliquer tous les mots que les enfants apprennent pendant les premières années de vie. Par conséquent, les enfants doivent, en quelque sorte, trouver des indices pour apprendre à extraire tout seuls, les formes de mots du flux continu de la parole afin d'apprendre les mots et les phrases qui composent leur langue maternelle.

La prosodie est un indice important dans ce processus. En fait, des études ont montré que les enfants prêtent attention aux informations prosodiques de leur langue maternelle avant même de naître (c'est-à-dire dans le ventre de leur mère pendant les dernières semaines de la grossesse), et qu'ils peuvent utiliser ces informations pour différents aspects de l'acquisition et de la compréhension du langage au cours de leur développement [2-7]. Dès les premiers jours de leur vie, les bébés reconnaissent la voix de leur mère et prêtent une attention particulière aux indices prosodiques qui caractérisent leur langue maternelle : ils peuvent distinguer leur langue maternelle d'autres langues grâce aux informations prosodiques [2].

Il a également été démontré qu’à partir de 6 mois, les nourrissons s'appuient sur des indices prosodiques pour segmenter le flux continu de la parole et définir les frontières entre les mots dans les phrases. Par exemple, une étude a montré que les bébés américains âgés de 7,5 mois utilisent le pattern d'accentuation le plus courant en anglais, à savoir le pattern d’accentuation fort-faible (par exemple, "PAper"), pour les aider à retrouver des mots dans le flux continu de la parole. Ils perçoivent le mot "paper" dans une phrase telle que [The college] [with the biggest paper forms] [is best], mais pas dans une phrase telle que [The butler] [with the highest pay] [performs the most]. Notez que les enfants peuvent entendre les deux syllabes "pay" et "per" qui composent le mot "paper" dans les deux phrases, mais seule la première phrase contient les deux syllabes à l'intérieur de la même unité prosodique, alors que dans la deuxième phrase il y a une frontière prosodique entre "pay" et "per", comme l'illustrent les crochets dans les phrases ci-dessus [3,4]. Les enfants de cet âge sont également sensibles aux indices prosodiques signalant les frontières entre les unités prosodiques. Par exemple, ils accordent plus d'attention aux histoires dans lesquelles des pauses ont été insérées entre des unités prosodiques qui correspondent à des unités syntaxiques (par exemple, [C'était une belle journée] [et Cendrillon était heureuse]...) qu'aux histoires dans lesquelles les pauses ont été insérées à l'intérieur des unités prosodiques dans une position qui interrompt la prosodie naturelle des phrases (par exemple, [C'était une] [belle journée et Cendrillon était] [heureuse]...) [5]. Des études telles que celles décrites ci-dessus montrent que les enfants sont sensibles à la prosodie avant même la naissance et qu'ils peuvent utiliser les indices prosodiques de leur(s) langue(s) maternelle(s) pour commencer à segmenter le flux continu de parole et à trouver les frontières entre les mots qui composent les phrases. Mais le rôle de la prosodie dans l'acquisition du langage va au-delà de la segmentation de la parole. Dans le paragraphe suivant, nous montrons comment la prosodie peut également être importante pour la compréhension des mots et des phrases par les jeunes enfants.

La prosodie aide les enfants à apprendre le sens des mots et des phrases

Après avoir commencé à extraire des mots du flux de la parole, comment les enfants découvrent-ils le sens des mots et des phrases ? Une fois encore, la prosodie pourrait jouer un rôle important. Une caractéristique importante de l'organisation prosodique des phrases est que les frontières entre les unités prosodiques correspondent toujours aux frontières entre les constituants syntaxiques [8]. Par exemple, dans la phrase "[Le petit garçon] [mange une pomme]", il existe une frontière prosodique entre le groupe nominal "[Le petit garçon]" et le groupe verbal "[mange une pomme]", qui peut être indiquée par un changement d'intonation, une pause ou un allongement du mot précédant la frontière (par exemple, "garçon"). Si les enfants connaissent cette relation entre les frontières prosodiques et syntaxiques, ils pourraient l'utiliser pour mieux comprendre la structure syntaxique des phrases qu'ils écoutent. Cela les aiderait ensuite à guider leur interprétation des mots et des phrases. Afin d'étudier cette question, certaines études ont examiné si les enfants pouvaient utiliser les informations relatives aux frontières prosodiques pour guider leur interprétation de phrases ambiguës. C’est-à-dire, des phrases composées des mêmes mots, prononcés tous dans le même ordre, mais dont les différentes structures prosodiques reflètent leurs différentes structures syntaxiques et donnent donc lieu à des interprétations différentes. Par exemple, une étude ([7]) a présenté à des enfants français de 20 mois des phrases ambiguës telles que "Tu vois la petite marche", où le mot “marche” peut être interprété soit comme un nom (c.à.d., une marche d’un escalier), soit comme un verbe (c.à.d., marcher), selon la formulation prosodique des phrases. Lorsque la phrase est prononcée en trois unités prosodiques, comme dans [Tu vois] ? [La petite] [marche] !, “marche” doit être interprété comme un verbe. Cependant, lorsque la phrase est prononcée en une seule unité prosodique, comme dans [Tu vois la petite marche] ?, “marche” doit être interprété comme un nom. En même temps que ces phrases étaient prononcées, les enfants voyaient deux images affichées simultanément sur un écran : l'image d'une fille qui marche (qui est congruente avec l'interprétation verbale du mot ambigu), et l'image d'un escalier (qui est congruente avec l'interprétation nominale du mot ambigu). Comme tous les mots étaient prononcés exactement dans le même ordre dans les phrases, les enfants ne pouvaient se fier qu'aux informations prosodiques pour distinguer les deux sens possibles du mot ambigu. Les résultats ont montré que les enfants qui ont écouté les phrases dans lesquelles le mot ambigu était utilisé comme un nom ont regardé plus longtemps vers l'image correspondant à l'interprétation nominale du mot ambigu (ex., l’escalier) que les enfants qui ont écouté les phrases dans lesquelles le mot ambigu était utilisé comme un verbe. Ces résultats suggèrent que, dès 20 mois, les jeunes enfants sont capables d’utiliser les indices prosodiques pour accéder aux structures syntaxiques des phrases et guider leur interprétation du sens des mots.

Cependant, certaines études dans d’autres langues n'ont pas réussi à montrer que les enfants utilisent la prosodie pour désambiguïser les mots et les phrases. Par exemple, une étude en coréen [9] a présenté à des enfants de 5 à 6 ans des phrases telles que "[kiɾin] [kwaja məgəyo]" ("[girafe] [manger cookie]", signifiant "[(La) girafe] [mange des cookies]"), qui, sans information sur les limites prosodiques, ne pourrait pas être distinguée de la phrase "Ø [kiɾin kwaja məgəyo]" ("[girafe cookie manger]", signifiant "[(quelqu'un) mange des cookies en forme de girafe]"). Comme l'exemple ci-dessus en langue française, la seule différence entre ces phrases était le placement des frontières prosodiques. On présentait aux enfants l'une des deux phrases ci-dessus et on leur demandait de choisir l'image correspondant à ce qu'ils entendaient (par exemple, l'image d'une girafe mangeant des biscuits contre une autre d'un garçon mangeant des biscuits en forme de girafe). Les enfants coréens n'ont pas réussi à utiliser correctement les informations prosodiques de ces phrases pour guider leurs interprétations, puisqu'ils ont choisi au hasard l'une des deux images, quelle que soit la prosodie de la phrase à laquelle ils étaient exposés.

Puisque certaines expériences en français suggèrent que les enfants peuvent utiliser les informations prosodiques pour guider leur analyse syntaxique, alors que d’autres études dans d’autres langues suggèrent que les enfants ont des difficultés à utiliser la prosodie pour guider leurs interprétations, il n'est toujours pas très clair si l’usage de la prosodie pour guider l’analyse syntaxique des phrases est une capacité universelle chez les individus. La prosodie pourrait-elle être utilisée par les enfants apprenant n'importe quelle langue du monde, ou bien est-ce une capacité qui dépend du type de phrase testée, ou de la méthodologie de l'expérience utilisée ?

Une façon de vérifier si les capacités des enfants varient d'une langue à l'autre est de tester le même type d'ambiguïté et de méthodologie dans différentes langues, et de voir si les enfants apprenant différentes langues ont des performances similaires dans le même type de tâche. Pour contribuer à l'étude de cette question, nous avons mené une étude récente [12-13] testant un type d'ambiguïté qui n'avait jamais été étudié auparavant dans aucune langue. L'expérience a été menée en français, une langue dans laquelle de précédentes études ont réussi à montrer que les enfants utilisent des informations prosodiques pour guider leur analyse syntaxique ([7,10-11]). Elle a également été menée en portugais brésilien, une langue qui n'avait pas été étudiée auparavant pour ce type d’étude.

Notre étude

Afin d'étudier si les jeunes enfants peuvent utiliser la prosodie pour guider leur analyse syntaxique des phrases, nous avons conçu une tâche de regard préférentiel, dans laquelle nous avons montré à des enfants de 3 à 4 ans des phrases telles que " Le tigre tape le canard aussi ", qui peuvent avoir deux interprétations possibles, selon les informations prosodiques utilisées pour prononcer la phrase. Lorsqu'une frontière prosodique est placée entre le premier nom "le tigre" et le verbe "tape" (comme dans “ [le tigre] [tape le canard aussi] !"), nous avons une phrase transitive simple, et l'interprétation est qu'un tigre tape un canard. Cependant, lorsqu'une frontière prosodique est placée entre le verbe "tape" et le second nom "le canard" (comme dans “ [le tigre tape] ! [le canard aussi] !"), nous avons deux phrases " le tigre tape " et " le canard aussi ", mais le verbe est ellipsé dans la seconde phrase, et l'interprétation est donc que le tigre et le canard sont tous les deux en train de taper quelqu'un d’autre. Étant donné que les deux phrases contiennent les mêmes mots prononcés dans le même ordre, la seule information que les participants peuvent utiliser pour guider leurs interprétations est leur différence de frontières/structures prosodiques.

Les enfants ont écouté l'un de ces deux types de phrases tout en regardant deux vidéos simultanément. Par exemple, d'un côté de l'écran, ils ont vu la vidéo d'une marionnette tigre tapant une marionnette canard avec un bâton, et de l'autre côté de l'écran, ils ont vu la vidéo d'une marionnette tigre et d'une marionnette canard tapant une marionnette lapin en même temps. Selon notre hypothèse, si les enfants peuvent utiliser les informations prosodiques pour interpréter différemment les deux types de phrases, les enfants écoutant la phrase elliptique regarderaient plus longtemps la vidéo représentant deux agents tandis que les enfants écoutant la phrase transitive préféreraient regarder la vidéo représentant un seul agent.

Figure 1. Un exemple d'essai de test avec le verbe "taper". À gauche, la vidéo illustrant le sens de la phrase transitive (i.e., vidéo à un agent : un tigre qui tape un canard et un lapin). À droite, la vidéo illustrant le sens de la phrase elliptique (i.e., vidéo à deux agents : le tigre et le canard tapent un lapin).

Pendant l’écoute des phrases, les enfants ont vu les vidéos sur un écran, et leur comportement visuel a été enregistré par un oculomètre (c.à.d., un eyetracking), qui est un type spécial de caméra qui capture les mouvements oculaires du participant. L'oculomètre nous a permis d'analyser le comportement visuel des enfants tout au long de l'expérience, en enregistrant la partie de l'écran qu'ils regardaient à chaque milliseconde de la tâche. Grâce à ces données, nous avons pu déterminer si les enfants regardent davantage les vidéos à un agent ou à deux agents en fonction du type d'information prosodique qu'ils entendent dans chaque condition. Cinquante et un enfants français et cinquante enfants brésiliens ont été testés dans cette série d'études. La moitié des enfants ont écouté les phrases avec une prosodie transitive, tandis que l'autre moitié a écouté les phrases avec une prosodie d'ellipse.

Nos résultats ont montré que, dans les deux langues testées, les enfants qui ont écouté les phrases avec une prosodie d'ellipse ont regardé plus longtemps vers les vidéos à deux agents que les enfants qui ont écouté les phrases avec une prosodie transitive. Ces résultats montrent que les enfants ont interprété les phrases testées différemment en fonction des différentes structures prosodiques utilisées. Cela suggère que les enfants de 3 à 4 ans apprenant le français et le portugais brésilien peuvent utiliser des informations prosodiques pour guider leur analyse syntaxique et l’interprétation des phrases elliptiques et transitives.

Les résultats de nos expériences (voir plus de détails dans [7,11,13]) contribuent à l'hypothèse selon laquelle les jeunes enfants peuvent utiliser des informations prosodiques pour guider leur analyse syntaxique des phrases parlées. Nous montrons également qu'en testant le même type d'ambiguïté avec des méthodologies similaires, les enfants apprenant le français et le portugais brésilien présentent des performances similaires, ce qui, avec d'autres études [7, 12], contribue à l'hypothèse que la capacité d'utiliser la prosodie pour accéder à la structure syntaxique des phrases pourrait être universelle.

Les études décrites ici montrent que les informations prosodiques sont l'un des indices qui permettent aux enfants de sonder la structure et le sens du langage et d'apprendre la ou les langues parlées autour d'eux. La prosodie peut aider les enfants à segmenter le flux continu de la parole en mots et en phrases, et à découvrir la structure syntaxique des phrases auxquelles ils sont exposés, ce qui, à son tour, les aide à guider leur interprétation du sens des mots et des phrases qu’ils entendent.

Pour aller plus loin:

[1] Newport, E., Gleitman, H., & Gleitman, L. (1977). Mother, I'd rather do it myself: Some effects and non-effects of maternal speech style. In Catherine E. Snow & Charles A. Ferguson (eds.), Talking to Children. Cambridge University Press. pp. 109--149

[2] Abboub, N., Nazzi, T., & Gervain, J. (2016). Prosodic grouping at birth. Brain and Language, 162, 46–59. https://doi.org/10.1016/j.bandl.2016.08.002

[3] Jusczyk, P. W.; Houston, D. M. & Newsome, M. (1999) The beginnings of word segmentation in English-learning infants. Cognitive Psychology, Amsterdam, v. 39, p. 159–207.

[4] Gout, A., Christophe, A., & Morgan, J. L. (2004). Phonological phrase boundaries constrain lexical access II. Infant data. Journal of Memory and Language, 51(4), 548-567.

[5] Jusczyk, P. W., Hirsh-Pasek, K., Kemler Nelson, D. G., Kennedy, L. J., Woodward, A., & Piwoz, J. (1992). Perception of acoustic correlates of major phrasal units by young infants. Cognitive Psychology, 24(2), 252–293. https://doi.org/10.1016/0010-0285(92)90009-q

[6] Christophe, A., Gout, A., Peperkamp, S., & Morgan, J. (2003). Discovering words in the continuous speech stream: The role of prosody. Journal of Phonetics, 31(3–4), 585–598. https://doi.org/10.1016/s0095-4470(03)00040-8

[7] de Carvalho, A., Dautriche, I., Lin, I., & Christophe, A. (2017). Phrasal prosody constrains syntactic analysis in toddlers. Cognition, 163, 67–79. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2017.02.018

[8] Nespor, M., & Vogel, I. (1986). Prosodic phonology. Dordrecht, Netherlands: Foris.

[9] Choi, Y., & Mazuka, R. (2003). Young children’s use of prosody in sentence parsing. Journal of Psycholinguistic Research, 32(2), 197–217. https://doi.org/10.1023/a:1022400424874

[10] Dautriche, I., Cristia, A., Brusini, P., Yuan, S., Fisher, C., & Christophe, A. (2014). Toddlers Default to Canonical Surface-to-Meaning Mapping When Learning Verbs. Child Development, 85(3), 1168–1180. https://doi.org/10.1111/cdev.12164

[11] de Carvalho, A., Dautriche, I., & Christophe, A. (2016a). Preschoolers use phrasal prosody online to constrain syntactic analysis. Developmental Science, 19(2), 235–250. https://doi.org/10.1111/desc.12300

[12] de Carvalho, A.*, Kolberg, L. S.*, Trueswell, J. & Christophe A. (in press). Cross-linguistic evidence for the role of phrasal prosody in syntactic and lexical acquisition. Speech Prosody.

[13] Kolberg, L. S., de Carvalho, A., Babineau, M., Havron, N., Fiévet, A.-C., Abaurre, B., & Christophe, A. (2021). “The tiger is hitting! the duck too!” 3-year-olds can use prosodic information to constrain their interpretation of ellipsis. Cognition, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2021.104626.

Auteurs :

Leticia Schiavon Kolberg

Post-doctorante au LaPsyDÉ, Université Paris Cité

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Alex de Carvalho

Chercheur au LaPsyDÉ & Maître de Conférences en Psychologie du développement, Université Paris Cité

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English version

How do sentence intonations help children better understand language?

One of the most remarkable features of the human species is the fact that children learn to speak and understand one or more natural languages, such as English, French or Japanese, very quickly, within the first two years of life, without any formal instruction. How do they do that? Before being able to tie their own shoes by themselves, or add two plus two, children already master a great deal of information about their native language(s)! They start from scratch and very quickly learn a substantial vocabulary and the rules that organize words into sentences. This is no trivial accomplishment, given that in order to learn a language, children need to master several different domains. They need to uncover the inventory of sounds or gestures in that language (for instance, the sounds of consonants, vowels, and syllables in French) and how they are combined to form the sounds of words and sentences. Moreover, young children also have to learn the meanings of the words and uncover the syntactic structure (that is, the grammar) of the sentences spoken around them. They will also need to learn how the meanings of words and phrases can change depending on the contexts in which they are spoken and the intentions of the speakers; these are the discursive and pragmatic features of language. In this article, we will talk about how young children can accomplish some of these complex tasks with the help of a very important feature of natural languages: phrasal prosody, that is the variations of rhythm and intonation we use when we speak.

What is prosody ?

When you listen to someone speaking, you may perceive that this person does not speak like a robot, uttering all the words in a sentence with the same duration and with the same monotone intonation. Rather, speakers always produce some sort of “melody”, much like in a song, making small intonational variations within words and sentences. We clearly perceive that this “melody of speech” has a specific rhythm, that it presents “rises” and “falls” between words or phrases, that it can be faster or slower, and so on. Roughly speaking, prosody is what we perceive as this “melody of speech”, and it is composed by rhythm, stress, duration and intonation variations over the words and phrases uttered. Prosody is naturally used by speakers, and can serve in a number of linguistic and discourse functions. For instance, an English speaker may call the attention of the hearer to a particular word (for instance, “purple”) in their speech solely through prosody: “I wanted the PURPLE notebook! Not the black one.”. This might be accomplished by a rise in intonation and a lengthening of the word being prosodically emphasized by the speaker. Likewise, through prosody, speakers may indicate whether they are declaring something (“She stole my notebook!”) or asking a question (“She stole my notebook?”).

Prosody is always present in natural speech and it is one of the very first acoustic information that a baby or even an adult can perceive when they listen to a sentence. Imagine for instance how we feel when we hear someone speaking in a foreign language. We may have no idea of the meaning of the words being uttered, but we still perceive the intonation used to pronounce the words and sentences. The question that arises then is, can babies use prosodic information to learn some aspects of their native language?

The role of prosody in language learning

Prosody helps children find words inside sentences

Spoken language, unlike written language, has no clear boundaries between words. Imagine again how it is like to listen to a foreign language for the first time; you probably find it hard to determine where one word begins and another word ends. So how do children start learning their first words? How do they learn to extract the acoustic forms of words in sentences and to know where a word begins and where it ends? One might think that caretakers help them by uttering some words individually (for instance, “cookie”, “bottle”, “dog”); however, the majority of speech directed to children is composed of sentences containing multiple words (as in “do you remember the dog we saw yesterday?”) [1]. The few words spoken in isolation by parents cannot explain all the words that children learn in their first years of life. Therefore, children must somehow find clues to learn to extract word forms from the continuous speech stream on their own in order to learn the words and phrases that compose their native language.

Prosody has been shown to be an important cue in this process. In fact, studies have shown that children pay attention to prosodic information on their native language even before being born (that is, inside the mother’s womb during the last weeks of pregnancy), and can use this information for many different aspects of language acquisition and comprehension through their development [2-7]. In their first days of life, they already recognize their mother’s voice, and pay special attention to the prosodic cues that characterize their native language: they can tell it apart from other languages through prosodic information [2].

A few months later, from the age of 6 months, infants have also been shown to rely on prosodic cues to segment the speech stream and find the boundaries between words within sentences. One study, for instance, showed that English-learning children aged 7.5 months use the most common stress pattern of words in their language, which is the strong-weak pattern (e.g., “PAper”), to help retrieve words from the speech stream. For instance, they perceive the word “paper” inside a sentence such as [The college] [with the biggest paper forms] [is best], but not in a sentence such as [The butler] [with the highest pay] [performs the most]. Note that children could hear the two syllables “pay” and “per” that compose the word “paper” in both sentences, but only the first sentence contains the two syllables inside the same prosodic unit, whereas in the second sentence there is a prosodic boundary between “pay” and “per”, as illustrated by the brackets in the sentences above [3,4]. Infants at this age are also sensitive to prosodic cues signaling prosodic phrase boundaries. For instance, they pay more attention to recorded stories in which pauses are inserted between phrases that corresponded to syntactic units (e.g., [It was a beautiful day] [and Cinderella was happy]...) than to stories in which the pauses were inserted within phrases in a position that would interrupt the natural prosody of the sentences (e.g., [It was a] [beautiful day and Cinderella was] [happy]...) [5]. Studies such as the ones described above show that children are sensitive to prosody even before birth and can use the prosodic cues of their native language(s) to begin segmenting the speech stream and finding words within sentences. But the role of prosody in language acquisition goes beyond speech segmentation. In the next section, we show how it can also be important for word and sentence comprehension by young children.

Prosody helps children learn the meanings of words and sentences

After beginning to extract words from the speech stream, how do children figure out the meanings of words and sentences? Prosody once again might play an important role. One important characteristic of the prosodic organization of sentences is that prosodic phrase boundaries always correspond to syntactic phrase boundaries [8]. For instance, in the sentence “[The little boy] [is eating an apple]”, there is a prosodic boundary between the noun phrase “[The little boy]” and the verb phrase “[is eating an apple]”, which can be indicated by a change in intonation, a pause, or a lengthening of the word preceding the boundary (e.g., “boy”). If children are aware of this relation between prosodic and syntactic boundaries, they might use it to help figure out the syntactic structure of the sentences they listen to. This would in turn help them constrain their interpretation of words and sentences. To investigate this, some studies have examined whether children could use prosodic boundary information to guide their interpretation of ambiguous sentences. That is, sentences composed of the same words, all pronounced in the same order, but whose different prosodic structures reflect their different syntactic structures and thus give rise to different interpretations. For instance, one study ([7]) presented French-learning 20-month-olds with ambiguous sentences such as “Tu vois la petite marche”, where the word marche could be interpreted either as the noun "stairs" or the verb "to walk'' depending on the prosodic phrasing of the sentences: when the sentence is divided into three prosodic phrases, as in [Tu vois]? [la petite] [marche]!, marche has a verb interpretation ("Do you see? The little (girl) is walking!"); however, when the sentence is uttered in a single prosodic phrase, as in [Tu vois la petite marche]?, marche has a noun interpretation (“Do you see the little stair”?). Along with these sentences, children saw two images displayed side-by-side on a screen: an image of a girl walking (which is congruent with the verb interpretation of the ambiguous word), and an image of a stair (which is congruent with the noun interpretation of the ambiguous word). Since all words were pronounced in the exact same order between sentences, children could only rely on prosodic boundary information to disambiguate between the two possible meanings of the ambiguous word. The results showed that the children who listened to sentences in which the ambiguous word was used as a noun looked significantly longer towards the image congruent with the noun interpretation (e.g., the stairs) than children exposed to sentences in which the ambiguous word was used as a verb, showing that they correctly constrained their interpretation by relying on the prosodic cues available in the sentences.

However, not all studies succeeded in showing children’s use of prosody to disambiguate words and sentences. A study in Korean [9], for instance, presented 5-to-6-year-old children with sentences such as "[kiɾin] [kwaja məgəyo]" ("[giraffe] [cookie eat]", meaning "[(A) giraffe] [eats cookies]"), which, without prosodic boundary information, would not be distinguishable from the sentence “Ø [kiɾin kwaja məgəyo]" ("[giraffe cookie eat]", meaning "[(somebody) eats giraffe-shaped cookies]"). Like the example above for French, the only difference between these sentences was the placement of the prosodic boundaries. Children were presented with one of the two sentences above and were asked to choose the image corresponding to what they heard (for instance, an image of a giraffe eating cookies vs. another one of a boy eating giraffe-shaped cookies). Korean children were not able to use the prosodic boundary information to correctly interpret these sentences, since they randomly selected one of the two pictures, regardless of which sentence prosody they were exposed to.

Since some experiments in French suggest that children can use prosodic information to guide their syntactic analysis, while other studies in other languages suggest that children have difficulty using prosody to guide their interpretations, it is still unclear whether the use of prosody to guide syntactic analysis of sentences is a universal ability among individuals. Can prosody be used by children learning any language in the world, or does this ability depend on the type of sentence being tested, or the experimental methodology used? For instance, the study in [7], with French children, used globally ambiguous sentences containing an ambiguous word in a task that measured children’s looking time to the test images, whereas the study in [9], with Korean children, used sentences containing a non-ambiguous word (for instance, “giraffe”) that could be interpreted either as the subject of the sentence (the one who was eating the cookies) or a modifier of the object (the shape of the cookies) in a task that measured children’s pointing to each test image.

One way of investigating whether children’s ability varies between languages is to test the same type of ambiguity and methodology in different languages, and see whether children learning different languages perform similarly in the same type of task. To contribute to investigating this question, we conducted a recent study [12-13] testing a type of ambiguity not studied before in any language. The experiment was conducted in French, a language in which previous studies succeeded in showing children’s use of prosodic information to guide their syntactic analysis ([7,10-11]), and in Brazilian Portuguese, a language that hasn’t been studied before for this type of task.

Our study

To investigate whether young children can use prosody to guide their syntactic analysis of spoken sentences, we designed a preferential looking task, in which we showed 3-to-4-year-old children sentences such as “The tiger is hitting the duck too”, which can have two possible interpretations, depending on the prosodic phrasing used to utter the sentence. When a prosodic boundary is placed between the first noun “the tiger” and the verb “hit” (as in “[the tiger] [is hitting the duck too]!”), we have a simple transitive sentence, and the interpretation is that a tiger is hitting a duck. However, when a prosodic boundary is placed between the verb “hit” and the second noun “the duck” (as in “[the tiger is hitting]! [the duck too]!”), we have two sentences “the tiger is hitting” and “the duck too”, but the verb is ellipsed in the second sentence, and the interpretation is that both tiger and duck are hitting someone. Since both sentences contain the same words uttered in the same order, the only information participants could use to guide their interpretations is their different prosodic boundaries/structures.

Children listened to one of these two types of sentences while seeing two videos side-by-side. For instance, on one side of the screen they saw a video of a puppet tiger hitting a puppet duck with a stick, and on the other side of the screen they saw a video of a puppet tiger and a puppet duck hitting a bunny at the same time. Our hypothesis was that, if children can use prosodic information to interpret the two types of sentences differently, children listening to the ellipsis sentence would look longer towards the video depicting two agents than children listening to the transitive sentence, who would prefer to look towards the video depicting one agent.

Figure 1. An example of a test trial with the verb “hit”. On the left, the video illustrating the meaning of the transitive sentence (i.e., one-agent video: a tiger hitting a duck and a bunny). On the right, the video illustrating the meaning of the ellipsis sentence (i.e., two-agent video: the tiger and the duck hitting a bunny).

While listening to the sentences, children saw the videos on a monitor screen, and their looking behavior was recorded through an eye tracker, which is a special type of camera that captures the participant’s eye movements. The eye tracker allowed us to analyze children’s looking behavior during the entire experiment, by recording which part of the screen they were looking at every millisecond of the task. With this data, we could determine whether children looked more towards the one-agent or the two-agent videos depending on the type of prosodic information they heard in each condition. Fifty-one French children and fifty Brazilian children were tested in this set of studies. Half of the children listened to the sentences with transitive prosody, whereas the other half listened to the sentences with ellipsis prosody.

Our results showed that, in both languages tested, children who listened to the sentences with ellipsis prosody looked longer towards the two-agent videos than children who listened to the sentences with transitive prosody. These results show that children interpreted the test sentences differently depending on their prosodic phrasing. This suggests that both French- and Brazilian Portuguese-learning 3-to-4-year-olds can use prosodic boundary information to guide their syntactic analysis and their interpretation of ellipsis and transitive sentences.

The results of our experiments (see more details in [7,11,13]) contribute to the hypothesis that young children can use prosodic information to guide their syntactic analysis of spoken sentences. We also show that when testing the same type of ambiguity with similar methodologies, children learning French and Brazilian Portuguese present similar performances, which, along with other studies [7, 12], contribute to the hypothesis that the ability to use prosody to access the syntactic structure of sentences might be universal.

The studies described here show that prosodic information is one of the cues that allow children to peek into language structure and meaning and learn the language(s) spoken around them. Prosody can help children to start segmenting the speech stream into words and phrases, and to uncover the syntactic structure of the sentences they are exposed to, which, in turn, helps them constrain their interpretation of words and sentences.

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