The acquisition of multiword sequences in language processing
L'acquisition des séquences multi-mots dans le traitement du langage
Résumé
The ability to understand and produce a seemingly infinite number of novel utterances has long been considered a hallmark of human language. Traditionally, single words and innate grammatical rules have been thought to be the basic building blocks of language. However, recent findings have led to an alternative perspective, known as the usage-based approach, which suggests that grammatical rules are not independent of language use and that multiword sequences form the core of language. Thus, the ability to process and learn multiword sequences appears to be crucial for language comprehension and production. Numerous experimental studies support this claim, but the mechanisms underlying the acquisition of multiword sequences remain relatively unexplored.
The objective of this thesis is to investigate how multiword sequences are acquired in real-time and to characterise the mechanisms that shape their processing. To this end, we investigated the influence of repetition, the nature of the sequence, and repetition spacing during sequence learning. In our first study, we demonstrated that multiword sequences are rapidly acquired after about four to five repetitions, and that each word within the sequence followed a distinct learning trajectory. Moreover, learning was influenced by the type of sequence, with semantically related words and idioms being processed faster and remembered better than unrelated words and pseudowords. In our second study, we showed that repetition spacing affected the processing of multiword sequences, with learning decreasing with wider spacing, but still observed for the widest spacing. The third study, conducted with baboons, confirmed these findings and showed that sequence learning relies on fundamental associative mechanisms and that memory traces of sequential information are long-lived. Finally, in a theoretical chapter, we argue that current chunk-based models cannot account for these findings and that recent neurocomputational models based on associative and Hebbian learning may be more appropriate for describing and understanding the nature of chunking mechanisms.
Taken together, this thesis shows that sequential information is acquired rapidly, developing a transient memory trace, and that repetition plays a key role in its consolidation. The findings of this thesis raise important new questions for the field of language acquisition, and for the field of statistical learning and chunking more broadly.
La capacité à comprendre et à produire un nombre apparemment infini d'énoncés nouveaux a longtemps été considérée comme une spécificité du langage humain. Traditionnellement, les mots simples et les règles grammaticales innées sont considérés comme les éléments de base du langage. Cependant, des découvertes récentes ont conduit à adopter une autre perspective, connue sous le nom de théories basées sur l'usage, qui suggère que les règles grammaticales ne sont pas indépendantes de l'utilisation de la langue et que les séquences multi-mots constituent le cœur du langage. Ainsi, la capacité à traiter et à apprendre des séquences multi-mots semble être cruciale pour la compréhension et la production du langage. De nombreuses études expérimentales soutiennent cette proposition, mais les mécanismes qui sous-tendent l'acquisition des séquences multi-mots restent relativement inexplorés.
L'objectif de cette thèse est d'étudier comment les séquences multi-mots sont acquises en temps réel et de décrire les mécanismes qui façonnent leur traitement. Pour ce faire, nous avons étudié l'influence de la répétition, de la nature de la séquence et de l'espacement des répétitions lors de l'apprentissage des séquences. Dans notre première étude, nous avons démontré que les séquences multi-mots sont rapidement acquises après seulement quatre à cinq répétitions, et que chaque mot de la séquence suit une trajectoire d'apprentissage distincte. En outre, l'apprentissage est influencé par le type de séquence, les mots sémantiquement reliés et les expressions idiomatiques sont traitées plus rapidement et mieux mémorisées que les mots non reliés et les pseudo-mots. Dans notre seconde étude, nous avons montré que l'espacement des répétitions affectait le traitement des séquences multi-mots, l'apprentissage diminuant avec l'augmentation de l'espacement, mais restant observé pour l'espacement le plus large. La troisième étude, conduite chez des babouins, a confirmé ces résultats et a montré que l'apprentissage de séquences repose sur des mécanismes associatifs fondamentaux et que les traces mnésiques des informations séquentielles ont une longue durée de vie. Enfin, dans un chapitre théorique, nous soutenons que les modèles actuels basés sur le chunking ne peuvent pas rendre compte de ces résultats et que les modèles neuro-informatiques récents basés sur l'apprentissage associatif et Hebbien peuvent être plus appropriés pour décrire et comprendre la nature des mécanismes de chunking.
Dans l'ensemble, cette thèse a permis de montrer que les informations séquentielles sont acquises rapidement, développant une trace mémorielle transitoire, et que la répétition joue un rôle clé dans leur consolidation. Les résultats de cette thèse soulèvent de nouvelles questions importantes pour le domaine de l'acquisition du langage et, plus largement, pour le domaine de l'apprentissage statistique et du chunking.
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