Kasia Sikora

Het doel van dit proefschrift is om de relatie tussen executieve controle en taalproductie te onderzoeken, bij sprekers met en zonder ontwikkelingsstoornis. Eerder onderzoek wijst erop dat executieve controle belangrijk is voor de productie van gesproken taal. Toch zijn er nog een aantal vragen onbeantwoord. Om te beginnen is het onduidelijk hoe de drie componenten van executieve controle (bijwerken, onderdrukken en schakelen) gerelateerd zijn aan meer complexe vormen van taalproductie, zoals de productie van naamwoordelijke zinsdelen. En als het gaat om de impact van executieve controle op taalproductie, weten we maar weinig van de elektrofysiologische basis en dynamiek daarvan. Tot slot is het onduidelijk óf, en hoe, executieve controle gerelateerd is aan de taalproblemen die voorkomen bij ontwikkelingsstoornissen zoals taalontwikkelingsstoornis (TOS). Deze vragen heb ik onderzocht in dit proefschrift.

De zinsdeelproductietaak. In alle hoofdstukken heb ik een taak gebruikt die draait om de productie van naamwoordelijke zinsdelen. Hiermee kon ik de impact van executieve controle op gesproken taalproductie meten. De taak was steeds iets anders in elke studie. De proefpersonen moesten plaatjes beschrijven die in het midden van het computerscherm werden getoond. Daarbij hoorden ze gesproken woorden (‘afleiders’) die ze moesten negeren. De stimuli bestonden uit vier tekeningen van simpele objecten (bijv. een glas) en vier gesproken afleiders, namelijk de namen van deze objecten. De proefpersonen moesten alle plaatjes beschrijven met naamwoordelijke zinsdelen die een lidwoord bevatten (bijv. “het glas”). De namen van de plaatjes en van de gesproken afleiders konden ofwel twee identieke zelfstandig naamwoorden zijn (bijv. een plaatje van een glas en het gesproken woord glas) – dit was de congruente conditie – of twee verschillende zelfstandig naamwoorden (bijv. een plaatje van een glas en het gesproken woord bord) – dit was de incongruente conditie. Er werd aangenomen dat vermogen tot onderdrukken harder nodig was bij incongruente dan congruente trials, en dat de grootte van het verschil in reactietijd tussen de twee afleidertypes – het afleidereffect – iemands vermogen tot onderdrukken zou reflecteren. De plaatjes waren zwart-wit of gekleurd. De proefpersonen kregen de instructie om een lidwoord en zelfstandig naamwoord te produceren als ze een zwart-wit plaatje te zien kregen – dit was de korte-zinsdeel-conditie (bijv. “het glas”). Als ze een gekleurd plaatje zagen, moesten de proefpersonen een zinsdeel produceren bestaande uit een lidwoord, een kleur, en de naam van het object – dit was de lange-zinsdeel-conditie (bijv. “het groene glas”). Er werd aangenomen dat vermogen tot bijwerken harder nodig was bij de productie van lange dan van korte zinsdelen, en dat de grootte van het verschil in reactietijd tussen de zinsdeeltypes – het lengte-effect – iemands vermogen tot updating zou reflecteren. De plaatjes werden zo gepresenteerd dat het type zinsdeel dat geproduceerd moest worden, elk tweede trial veranderde. Twee zwart-witte plaatjes werden dus steeds gevolgd door twee gekleurde plaatjes, die weer gevolgd werden door twee zwart-witte plaatjes, etc. Dit maakte het mogelijk voor ons om de reactietijden m.b.t. het beschrijven van plaatjes te meten op herhaal- en wissel-trials. Er werd aangenomen dat vermogen tot schakelen harder nodig was bij wissel-trials, en dat de grootte van het verschil in reactietijd tussen de twee trialtypes – het wisseleffect – iemands vermogen tot schakelen zou reflecteren.

In hoofdstuk 2 heb ik onderzocht hoe individuele verschillen wat betreft vermogen tot bijwerken, onderdrukken en schakelen van invloed zijn op de gesproken productie van naamwoordelijke zinsdelen bij volwassenen. Met deze productietaak was het mogelijk om de bijdrage van alle drie de componenten van executieve controle te meten, namelijk door condities te gebruiken die veel of weinig aanspraak maakten op iemands vermogen tot bijwerken, onderdrukken en schakelen. Individuele verschillen in prestatie tussen de condities met hoge en lage aanspraak zouden individuele verschillen reflecteren in het vermogen tot bijwerken (lengte: lange vs. korte zinsdelen), onderdrukken (afleiding: incongruent vs. congruent), en schakelen (wisseling: wisselen vs. herhalen). Zoals verwacht waren de reactietijden hoger in de condities met hoge dan met lage aanspraak. Dit laat zien dat, bij gezonde volwassenen, een toename in de aanspraak op executieve controle de snelheid beïnvloedt waarmee naamwoordelijke zinsdelen geproduceerd worden. We vonden ook dat het verschil in reactietijd tussen de condities met hoge en lage aanspraak kleiner was bij proefpersonen met betere vermogens tot bijwerken, onderdrukken en schakelen. Meer specifiek vonden we dat proefpersonen met betere vermogens tot bijwerken een kleiner effect van lengte vertoonden, proefpersonen met betere vermogens tot onderdrukken een kleiner effect van afleiding vertoonden, en proefpersonen met betere vermogens tot schakelen een kleiner effect van wisseling vertoonden. Tot slot waren er geen interacties te zien tussen lengte, afleiding en wisseling, behalve dat het effect van wisseling afhankelijk was van lengte. Dit ondersteunt eerder onderzoek waarin werd gevonden dat bijwerken, onderdrukken en schakelen tot op zekere hoogte onafhankelijke vermogens zijn. Wat betreft de interactie tussen wisseling en lengte was het effect van wisseling in de reactietijden alleen aanwezig bij korte zinsdelen. Dit laat zien dat wisselen naar een kort zinsdeel toe meer aanspraak maakt op vermogens dan wisselen naar een lang zinsdeel toe. Dit hebben we verklaard in termen van taakset-inertie (bijv. Allport & Wylie, 1999, 2000). Bij de productie van lange zinsdelen moet de taakset voor de korte zinsdelen onderdrukt worden (onderdrukken), en deze onderdrukking moet weer opgeheven worden als er gewisseld wordt naar een kort zinsdeel. Dit leidt tot een langere reactietijd. De resultaten van deze eerste studie laten zien dat bijwerken, onderdrukken en schakelen alle drie invloed uitoefenen op de snelheid waarmee zinsdelen geproduceerd worden. Elke component van executieve controle draagt dus bij aan taalproductie.

In hoofdstuk 3 heb ik onderzocht of elektrofysiologische componenten waarvan we weten dat ze bijwerken, onderdrukken en schakelen reflecteren, aangetoond kunnen worden bij het plannen van gesproken naamwoordelijke zinsdelen. In eerder onderzoek is er een associatie gevonden tussen bijwerken en de P300, en tussen onderdrukken en schakelen met respectievelijk anterieure en posterieure componenten van de N200. Wij hebben de resultaten van het gedragsonderzoek uit Hoofdstuk 2 gerepliceerd. Met andere woorden, we hebben effecten gevonden van lengte, afleiding en wisseling in de reactietijden, en ook weer een interactie tussen lengte en wisseling. Op basis van eerdere evidentie dat de anterieure N200 onderdrukken reflecteert en de posterieure N200 schakelen (Folstein & Van Petten, 2008; Verhoef, Roelofs, & Chwilla, 2010), verwachtten we een effect van afleiding te vinden in de anterieure N200 en een effect van wisseling in de posterieure N200.

De ERP-data lieten zien dat het effect van wisselen aanwezig was in een breed gespreide N200-component. Dit suggereert dat zowel onderdrukken als schakelen betrokken zijn bij wisselen tussen zinsdeeltypes. Echter, we vonden geen effect van afleiding in de N200. We vonden ook een effect van lengte in de anterieure en posterieure N200. De anterieure N200 was groter voor lange dan voor korte zinsdelen, terwijl de posterieure N200 groter was voor korte dan voor lange zinsdelen. Daarbij vonden we ook een interactie tussen de effecten van wisseling en lengte in de posterieure kwadranten: er was een posterieur N200-effect voor wisseling als het aankwam op korte, maar niet op lange zinsdelen. We vonden ook een kleinere P300-amplitude voor de lange in vergelijking met de korte zinsdelen. Dit komt overeen met eerdere evidentie dat een verhoogde aanspraak op bijwerken leidt tot een kleinere P300-amplitude (Evans et al., 2011; Water et al., 2001). Tot slot vonden we een negatieve correlatie tussen het effect van lengte in de reactietijden en P300-amplitude. Dit laat zien dat een sterker gebruik van het vermogen tot bijwerken leidt tot een kleiner effect van lengte in reactietijden. De tweede studie levert elektrofysiologische ondersteuning voor het aandeel van bijwerken, onderdrukken en schakelen in de productie van gesproken naamwoordelijke zinsdelen. Bovendien suggereren de resultaten dat onderdrukken en schakelen van taakset (gereflecteerd in de N200) plaatsvinden vóór bijwerken (gereflecteerd in de P300).

In hoofdstuk 4 hebben we nader onderzoek gedaan naar de interactie in reactietijd tussen lengte en wisseling, die we hadden gevonden in Hoofdstuk 2 en 3. Het is al vaker gevonden dat wisselen tussen taken met een verschillende sterkte tot asymmetrische ‘wisselkosten’ leidt (bijv. Allport & Wylie, 1999, 2000). Volgens de taakset-inertie kunnen de asymmetrische wisselkosten verklaard worden door eerdere onderdrukking van de irrelevante taakset, door een eerdere versterking van de doel taakset, of door beide. In Hoofdstuk 2 en 3 presenteerden we evidentie dat het te boven komen van eerdere onderdrukking bijdraagt aan asymmetrische wisselkosten. We hebben deze verklaring getest door wisseling in de productie van naamwoordelijke zinsdelen te vergelijken met wisseling in de kleur-woord Strooptaak.

In Experiment 1 maakten we gebruik van bivalente stimuli en vonden we asymmetrische kosten voor de wisseling tussen lange en korte zinsdelen, en tussen kleur benoemen en lezen in de Strooptaak. Echter, in Experiment 2, waarin we gebruik maakten van bivalente stimuli voor de zwakkere taken (lange zinsdelen, kleur benoemen), en van univalente stimuli voor de sterkere taken (korte zinsdelen, woorden lezen), vonden we asymmetrische wisselkosten voor zinsdeelproductie, maar symmetrische kosten voor de Strooptaak. Deze bevindingen suggereren dat het voor wisselen tussen zinsdeeltypes nodig is om eerdere onderdrukking te boven te komen, terwijl het voor wisselen tussen kleur benoemen en lezen nodig is om eerdere versterking te boven te komen. De resultaten bevestigen dus de verklaring voor de asymmetrische wisselkosten die we vonden voor zinsdeelproductie in de vorige hoofdstukken.

Hoofdstuk 5 beschrijft een studie waarin de relatie tussen executieve controle en taalproductie werd onderzocht, bij schoolgaande kinderen met en zonder een taalstoornis. We testten kinderen die zich typisch ontwikkelden en kinderen met een taalstoornis (TOS) op een aantal taken die de vermogens tot bijwerken, onderdrukken en schakelen maten. Ook maten we hun prestatie op dezelfde taak voor zinsdeelproductie die we gebruikten in Hoofdstuk 2, 3 en 4. We vonden dat kinderen met TOS slechter presteerden dan kinderen met een typische ontwikkeling, op alle taken die executieve controle maten. Dit laat zien dat kinderen met TOS problemen hebben met alle drie de componenten van executieve controle. Een belangrijk resultaat was ook dat we, voor het eerst in gedragsonderzoek, konden laten zien dat schoolgaande kinderen met TOS beperkt zijn in hun vermogen tot schakelen. We vonden ook dat kinderen met TOS grotere effecten vertoonden van afleiding en wisseling dan kinderen met een typische ontwikkeling. Deze resultaten suggereren dat kinderen met TOS beperkt zijn in hun taalproductie en vermogen tot executieve controle, en dat hun beperking in executieve controle invloed heeft op de snelheid en nauwkeurigheid van gesproken zinsdeelproductie.

In dit proefschrift heb ik laten zien dat executieve controle invloed heeft op de productie van gesproken taal bij gezonde volwassenen en bij kinderen met en zonder taalstoornis. Daarbij heb ik gevonden dat onderdrukken de bron is van de asymmetrische wisselkosten bij het wisselen tussen lange en korte zinsdelen. Deze resultaten hebben zowel theoretische als praktische implicaties. Ten eerste vergroten ze onze kennis over de relatie tussen executieve controle en taalproductie: alle componenten van executieve controle spelen daarbij een rol. Ten tweede kunnen deze resultaten informatief zijn als het gaat om interventies voor kinderen met TOS. Er is meer onderzoek nodig om vast te stellen of het trainen van executieve controle kan helpen om de taalvaardigheid bij kinderen met TOS te verbeteren.