Brain activity changes related to learning of audiovisual associations in reading
Learning to connect letters or characters of written scripts to their corresponding
sounds is crucial for reading acquisition. In alphabetic languages, the letter–
speech sound integration has been shown to have a protracted developmental
trajectory, and failure to reach an automatic level of audiovisual integration was
correlated with reading difficulties. This dissertation aims to systematically
investigate the audiovisual integration process in learning to read using
magnetoencephalography, by extending the previous findings on alphabetic
language to logographic language, and furthermore, by examining the learning
of grapheme–phoneme association during initial learning stages. Study I aimed
to investigate the audiovisual integration process in a logographic language
(Chinese). This audiovisual integration involved the left superior temporal cortex
in Chinese, which is similar to findings in alphabetic languages. In addition, it
also activated the left inferior frontal regions, which are related to the processing
of additional semantic information embedded in Chinese characters. Study II
correlated various brain indices of audiovisual processing with reading-related
cognitive measures in children at varying stages of reading. It demonstrated that
the auditory late component is closely related to rapid automatized naming and
phonological processing skills. Moreover, the multisensory interaction effect was
observed mainly in temporoparietal regions, and brain responses in some of
these regions were further associated with children’s reading and writing
abilities. Study III simulated the initial learning of grapheme–phoneme
associations in adults. The results from Study III highlighted the dynamic
characteristics of audiovisual learning and provided a more refined model of
grapheme–phoneme learning in reading acquisition. Overall, the findings from
this dissertation showed evidence that audiovisual processing is dynamic during
initial learning and memory consolidation of cross-modal associations.
Furthermore, audiovisual processing is less automatic in children and is linked
to their reading-related cognitive skills. Finally, there are some universal
audiovisual processing brain regions and mechanisms across languages that are
complemented by additional regions related to processes of distinct linguistic
features in different types of scripts.
Keywords: audiovisual integration, language learning, child brain,
magnetoencephalography, reading
...
Kirjainten tai merkkien yhdistäminen niitä vastaaviin äänteisiin on ratkaisevan
tärkeää lukemaan oppimiselle. Aakkosia käyttävissä kielissä kirjainten ja äänteiden
yhdistämisellä on havaittu hidas kehityskaari ja tämän on osoitettu korreloivan
lukemisvaikeuksien kanssa. Tässä väitöstutkimuksessa lukemaan oppimisen
audiovisuaalista integraatioprosessia tutkitaan magnetoenkefalografian (MEG)
avulla. Aakkosia käyttävissä kielissä saadut tulokset laajennetaan koskemaan logografista
eli sanakirjoitusta käyttävää kieltä. Lisäksi tutkitaan grafeemi-foneemivastaavuuden
omaksumista lukemaan opettelun alkuvaiheissa. Tutkimus 1 kartoittaa
audiovisuaalista integraatioprosessia logografisessa kielessä (kiina). Tulosten
perusteella kiinan kielen merkkejä opeteltaessa audiovisuaalinen integraatio
aktivoi vasemman ylemmän ohimolohkon alueita, mikä vastaa aakkosia käyttävien
kielten tuloksia. Lisäksi se aktivoi vasemmanpuoleiset alemmat otsalohkoalueet,
jotka ovat yhteydessä kiinan merkkien sisältämään semanttiseen lisäinformaatioon.
Tutkimuksessa 2 suoritettiin korrelaatioanalyysi erilaisten audiovisuaaliseen
prosessointiin liittyvien indeksien ja lukemiseen liittyvien kognitiivisten testitulosten
välillä lapsille, jotka olivat eri vaiheissa lukemaan oppimisessa. Tämä
osoitti, että myöhäinen auditiivinen herätevaste on yhteydessä nopeaan automaattiseen
nimeämiseen ja fonologisiin prosessointitaitoihin. Lisäksi moniaistinen vuorovaikutusefekti
ilmeni pääasiassa temporoparietaalisilla alueilla, ja aivojen herätevasteet
osasta näistä alueista olivat edelleen yhteydessä lasten luku- ja kirjoitustaitoon.
Tutkimuksessa 3 tutkittiin grafeemi-foneemi-vastaavuuksien varhaista
oppimista opettamalla uusia yhteyksiä aikuisille. Kolmannen osakokeen tulokset
toivat esiin aistien väliseen oppimisen dynaamiset piirteet tarjoten kehittyneemmän
grafeemi-foneemi-vastaavuuksien oppimisen mallin. Kaiken kaikkiaan tutkimustulokset
osoittavat, että audiovisuaalinen prosessointi on dynaamista aistien
välisten yhteyksien varhaisessa oppimisessa ja niiden muistamisen vahvistumisessa.
Lisäksi audiovisuaalinen prosessointi on lapsilla vähemmän automaattista
ja yhteydessä heidän lukemiseen liittyviin kognitiivisiin taitoihinsa. On myös olemassa
universaaleja, kaikille kielille yhteisiä audiovisuaalisen prosessoinnin aivoalueita
ja -mekanismeja. Niitä täydentävät alueet, jotka liittyvät tiettyjen kielellisten
piirteiden prosesseihin erilaisissa kirjoitusjärjestelmissä.
Asiasanat: audiovisuaalinen integraatio, kielen oppiminen, lapsen aivot, magnetoenkefalografia,
MEG, lukeminen
...




ISBN
978-951-39-8220-1Contains publications
- Artikkeli I: Xu, W., Kolozsvári, O. B., Oostenveld, R., Leppänen, P. H. T., & Hämäläinen, J. A. (2019). Audiovisual processing of chinese characters elicits suppression and congruency effects in MEG. Frontiers in human neuroscience, 13,18. DOI: 10.3389/fnhum.2019.00018
- Artikkeli II: Xu, W., Kolozsvari, O. B., Monto, S. P., & Hämäläinen, J. A. (2018). Brain responses to letters and speech sounds and their correlations with cognitive skills related to reading in children. Frontiers in human neuroscience, 12, 304. DOI: 10.3389/fnhum.2018.00304
- Artikkeli III: Xu, W., Kolozsvari, O. B., Oostenveld, R., & Hämäläinen, J. A. (2020). Rapid changes in brain activity during learning of grapheme-phoneme associations in adults. NeuroImage, 117058. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2020.117058
Keywords
aivot oppiminen lukeminen kielen oppiminen äänteet kirjaimet kirjoitusmerkit kognitiiviset taidot aakkoset merkit merkkijärjestelmät kirjoitusjärjestelmät lukihäiriöt lukutaito kirjoitustaito kiinan kieli magnetoenkefalografia audiovisuaalinen integraatio audiovisual integration language learning child brain magnetoencephalography reading
Metadata
Show full item recordCollections
- Väitöskirjat [3224]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Brain Responses to Letters and Speech Sounds and Their Correlations with Cognitive Skills Related to Reading in Children
Xu, Weiyong; Kolozsvari, Orsolya; Monto, Simo; Hämäläinen, Jarmo (Frontiers Research Foundation, 2018)Letter-speech sound (LSS) integration is crucial for initial stages of reading acquisition. However, the relationship between cortical organization for supporting LSS integration, including unimodal and multimodal processes, ... -
Rapid changes in brain activity during learning of grapheme-phoneme associations in adults
Xu, Weiyong; Kolozsvari, Orsolya Beatrix; Oostenveld, Robert; Hämäläinen, Jarmo Arvid (Elsevier, 2020)Learning to associate written letters with speech sounds is crucial for the initial phase of acquiring reading skills. However, little is known about the cortical reorganization for supporting letter-speech sound learning, ... -
Audiovisual Processing of Chinese Characters Elicits Suppression and Congruency Effects in MEG
Xu, Weiyong; Kolozsvari, Orsolya; Oostenveld, Robert; Leppänen, Paavo H.T.; Hämäläinen, Jarmo (Frontiers Research Foundation, 2019)Learning to associate written letters/characters with speech sounds is crucial for reading acquisition. Most previous studies have focused on audiovisual integration in alphabetic languages. Less is known about logographic ... -
Dynamics of brain activation during learning of syllable-symbol paired associations
Hämäläinen, Jarmo; Parviainen, Tiina; Hsu, Yi-Fang; Salmelin, Riitta (Pergamon Press, 2019)Initial stages of reading acquisition require the learning of letter and speech sound combinations. While the long-term effects of audio-visual learning are rather well studied, relatively little is known about the short-term ... -
Vieraiden kirjain-äänneyhteyksien oppiminen sekä kielellisen työmuistin yhteys oppimistulokseen
Sorsa, Aino (2019)Maisterintutkielmani tarkastelee vieraiden kirjain-äänneyhteyksien harjoittelua ja oppimista kahtena peräkkäisenä päivänä sekä kielellisen työmuistin osuutta oppimistulokseen. Tutkimukseni on tehty osana ChildBrain-tutki ...