Spring School on Language, Music, and Cognition: Organizing Events in Time

The interdisciplinary spring school “Language, music, and cognition: Organizing events in time” was held from February 26 to March 2, 2018 at the Institute of Musicology of the University of Cologne. Language, speech, and music as events in time were explored from different perspectives including evolutionary biology, social cognition, developmental psychology, cognitive neuroscience of speech, language, and communication, as well as computational and biological approaches to language and music. There were 10 lectures, 4 workshops, and 1 student poster session. Overall, the spring school investigated language and music as neurocognitive systems and focused on a mechanistic approach exploring the neural substrates underlying musical, linguistic, social, and emotional processes and behaviors. In particular, researchers approached questions concerning cognitive processes, computational procedures, and neural mechanisms underlying the temporal organization of language and music, mainly from two perspectives: one was concerned with syntax or structural representations of language and music as neurocognitive systems (i.e., an intrapersonal perspective), while the other emphasized social interaction and emotions in their communicative function (i.e., an interpersonal perspective). The spring school not only acted as a platform for knowledge transfer and exchange but also generated a number of important research questions as challenges for future investigations

Cognitive and emotional aspects of children's decision-making under risk

Un aspetto importante del processo decisionale riguarda la capacità di effettuare una scelta tra un'opzione sicura e un'opzione rischiosa. Quando gli individui tendono a prediligere opzioni rischiose, mettono in atto comportamenti associati con una certa probabilità a risultati non prevedibili ed incerti. In tempi recenti, la propensione al rischio è stata indagata anche nei bambini con lo scopo di individuare i meccanismi di tipo cognitivo, sociale ed emotivo coinvolti nello sviluppo di tale abilità e determinare l’età di insorgenza di comportamenti potenzialmente rischiosi. In situazioni in cui c'è una piccola probabilità di una grande perdita, i bambini di scuola elementare sono più propensi a scegliere l'opzione rischiosa che l'opzione sicura, a differenza degli adulti (Harbaugh et al. 2002), per cui la propensione al rischio cambia in funzione dell’età e questo dato è in linea con la maturazione della corteccia orbito-frontale e delle funzioni esecutive che avvengono durante i primi anni di vita. Recentemente, un grande interesse è stato rivolto allo studio dell’influenza delle emozioni sulla propensione al rischio nei bambini. Gli studi hanno messo in evidenza come sperimentare un’emozione negativa come il rimpianto, a seguito di scelte sbagliate effettuate in condizioni di incertezza, , possa influenzare e guidare le decisioni dei bambini, già dall’età di 6-7 anni, portandoli a compiere successivamente scelte più vantaggiose. Sfortunatamente, la traiettoria evolutiva dell’abilità di affrontare situazioni che richiedono una scelta tra un’opzione sicura e una rischiosa non è ancora del tutto compresa, né quali siano i meccanismi e i fattori cognitivi, sociali o emotivi alla base di questo costrutto. Obiettivo dello studio è stato valutare la propensione al rischio in 183 bambini di 4, 5, 6, 7 e 8 anni, ai quali è stata somministrata una batteria di prove comprendente: (i) un compito di scelta probabilistica (in tre condizioni sperimentali: Neutra, Vantaggiosa, Svantaggiosa), utilizzato per la prima volta in letteratura con bambini e adattato dal paradigma utilizzato con alcune specie di primati non umani (Heilbronner et al., 2008; De Petrillo et al., 2015); (ii) il Children’s Gambling Task (Kerr e Zelazo, 2004); (iii) una prova di scommessa; (iv) un test di controllo del livello di conoscenza numerica, la batteria BIN 4-6 (Molin, Poli e Lucangeli, 2007); (v) un test di controllo del livello di comprensione linguistica, il Peabody Picture Vocabulary Test (edizione italiana, Stella, Pizzoli e Tressoldi, 2000). Un secondo obiettivo è stato quello di valutare le risposte emotive dei bambini visti gli esiti delle loro scelte e come queste possano influenzare le scelte successive che i bambini compiono in condizioni di rischio. A questo scopo, dopo che i bambini avevano effettuato ciascuna scelta, veniva loro chiesto di indicare l’emozione provata, tramite una scala con delle faccine che rappresentavano un continuum dalla felicità alla tristezza, la ‘5-point rating scale’ (Weisberg e Beck, 2011), e per un sotto campione di bambini sono state anche registrate delle immagini termiche tramite termografia ad infrarossi con la finalità di indagare le risposte fisiologiche del bambino agli stimoli proposti. La termografia ad infrarossi è una tecnica assolutamente non invasiva, che non prevede il contatto diretto col corpo del bambino e che permette di osservare, durante il gioco spontaneo, eventuali variazioni di temperatura che rappresentano indici di valenza emozionale. I risultati di questo studio hanno dimostrato che, nel compito di scelta probabilistica, in cui i bambini dovevano scegliere tra un’opzione sicura, corrispondente alla vincita di 4 ricompense, e una rischiosa, che gli poteva far ottenere con diverse probabilità o 1 o 7 ricompense, i bambini sono in grado di compiere le loro scelte tenendo conto delle probabilità: è emerso che hanno preferito l’opzione rischiosa quando a questa era associata la probabilità più alta di ottenere la ricompensa maggiore. I bambini di 5 anni hanno inoltre compiuto un maggior numero di scelte vantaggiose, rispetto sia ai bambini più piccoli (confermando i dati presenti in letteratura) che a quelli più grandi. Questa differenza potrebbe essere attribuita: (i) al livello di istruzione genitoriale del gruppo dei bambini di 6-7-8 anni, che è inferiore a quello dei genitori dei bambini di 5 anni; (ii) al fatto che il gruppo di bambini più grandi, che frequenta la scuola elementare, potrebbe essere più esposto del gruppo dei bambini più piccoli ad attività di ‘gambling’ in assenza della supervisione parentale, ed avere quindi più familiare con le dinamiche del gioco e maggiore propensione al rischio; (iii) al fatto che i bambini di 6-7-8 anni si sono rivelati meno sensibili alle differenze tra le ricompense. Considerando le risposte emotive date dai bambini con la ‘5-point rating scale’, non sono emersi segni di rimpianto per le scelte effettuate e questo dato è avvalorato dall’analisi dei dati termici, da cui non si evince un’attivazione del sistema simpatico in seguito ad un esito non favorevole. I bambini sembrano concentrarsi su cosa hanno vinto, piuttosto che su cosa avrebbero potuto ottenere e questo è probabilmente dovuto al fatto che il compito non prevede una perdita. Nel Children’s Gambling Task l’intero campione ha mantenuto un andamento favorevole nella scelta tra i due mazzi, mentre nella prova di scommessa, di nuovo, il gruppo dei bambini più grandi si è rivelato più propenso al rischio rispetto ai bambini più piccoli. Il livello di comprensione linguistica non ha influito sulle prestazioni dei bambini nei tre compiti di ‘gambling’, mentre il livello di conoscenza numerica ha influenzato le scelte effettuate nel compito di scelta probabilistica e la sua comprensione, valutata tramite due domande di consapevolezza della prova che sono state poste al bambino al termine del compito. Infine, le prestazioni nelle tre prove di ‘gambling’ non sono risultate correlate fra loro, e questo è probabilmente dovuto al fatto che esse misurano componenti diverse della propensione al rischio, come suggeriscono molti studi recenti condotti in questo ambito, avvalorando l’idea che la propensione al rischio sia un costrutto altamente sfaccettato e multideterminato. Futuri sviluppi di questa ricerca potranno riguardare l’approfondimento dell’analisi delle risposte emotive tramite termografia in tutti e tre i compiti, e, inoltre, sarebbe raccomandabile integrare la procedura con test e questionari per la valutazione del funzionamento emotivo-adattivo dei bambini e dei loro genitori. Considerato il sempre più precoce coinvolgimento dei bambini in attività di ‘gambling’, grazie alla massiccia diffusione di videogiochi via internet facilmente accessibili anche ai bambini, sarebbe importante continuare ad indagare questo argomento fin dalla prima infanzia, possibilmente con un approccio multidisciplinare, fornendo interessanti elementi per applicazioni future sia in campo clinico che educativo, per la messa a punto di programmi di prevenzione e di intervento precoci

Neurolinguistic relativity How language flexes human perception and cognition

Time has come, perhaps, to go beyond acknowledging that language is a core manifestation of the workings of the human mind and that it relates interactively to all aspects of thinking. The issue, thus, is not to decide whether language and human thought may be ineluctably linked (they just are) but rather to determine what the characteristics of this relationship may be and to understand how language influences �and may be influenced by� nonverbal information processing. Here I review neurolinguistic studies from our group that have shown a link between linguistic distinctions and perception or conceptualization in an attempt to demystify linguistic relativity. On the basis of empirical evidence showing effects of terminology on perception, language-idiosyncratic relationships in semantic memory, grammatical skewing of event conceptualisation, and unconscious modulation of executive functioning by verbal input, I advocate a neurofunctional approach through which we can systematically explore how languages shape human though

Young children’s grounding of mathematical thinking in sensory-motor experiences

Dissertation articles have been removed from the digital version, due to copyright issues. They can be read in the printed edition.Hovedmålet med avhandling min er å utvikle kunnskap om små barns forankring av matematisk tenkning i sensoriske-motoriske erfaringer, mens et delmål er å øke forståelsen for hvordan utendørs design kan støtte slike erfaringer. To intervensjoner som engasjerte 27 barn i alderen 3 til 5 år ble gjennomført som et samarbeid mellom 4 barnehagelærere i to barnehager og to forskere. Intervensjonene la grunnlaget for tre fokusstudier der det empiriske materialet består av video av barna i individuelle etter-tester. Teorien kroppslig situert kognisjon (Embodied Cognition) er brukt i analysen der en detaljert vurdering av koherens mellom oppgave adferd og det matematiske målområdet i det respektive delstudiet dannet grunnlag for sammenlikning og en fler-kasus dybdeanalyse av karakteristikker innenfor og på tvers av identifiserte mønstre for kroppslig situering av matematisk tenking. Tre forskjellige aspekter ble fokusert på: Karteristiske trekk ved delmengde-kjenneres (dvs. barn som ikke viser ferdigheter i bruk av telling for å produsere små mengder) evner til å behandle små mengder som helheter gjennom tale og kroppslig interaksjon i en stor sirkel med 50 merker (fokus studie 1); barnas evner til å gjenskape symmetrisk strukturerte kroppslige erfaringer med tallmengder for å støtte additive resonnement, og barnas evner til kroppslig modellering av tellebasert addisjon (fokus studie 3). Resultatene viste karakteristiske og divergerende trekk ved delmengde-kjenneres kroppslig situering av kardinaltallbegrepet som også omfattet produksjon av små mengder over målt begrepsnivå, og videre hvordan sensoriske-motoriske erfaringer kan støtte telle-basert addisjon og resonnement rundt del-helhet relasjoner. Avhandlingen gir et bidrag til forskningsområdet knyttet til tidlig strukturbasert kroppslig læring i matematikk, og spesielt gjennom funn som viser karakteristikker i barns situering, avlastning og koherens av matematisk tenkning i bevegelse og motorisk interaksjon. Uventede funn var inkludering av estetiske, rytmiske og sammensatte bevegelsesmønstre i den kroppsbaserte matematiske tenkningen. I lys av det kroppslige situerte perspektivet bør resultatene oppmuntre til design av utendørs aktiviteter som involverer bevegelse og rytme i den tidlige læringen av matematikk. For å konkludere understreker avhandlingen rollen som kroppslig bevegelse og fysisk interaksjon med romlige strukturer kan utgjøre i små barns matematiske tenkning.ABSTRACT: The main objective of my dissertation is to develop knowledge about young children’s grounding of mathematical thinking in sensory-motor experiences while a sub-goal is to increase the understanding of how outdoor embodied designs can facilitate such experiences. Two embodied training programmes engaging 27 children aged 3 to 5 years were conducted as a collaboration between four kindergarten teachers in two kindergartens and two researchers. These interventions led to three focal studies, where the empirical material consists of video footage of the children in individual post-tests. The data are analysed through the framework of Embodied Cognition, involving detailed attention to each child’s cohering of task behaviour with the mathematical targeting domain addressed in the respective focal study, followed by a cross-case comparison and a multi-case analysis across and within the identified patterns of grounding of mathematical thinking in bodily action. Three different aspects were focused on: Characteristic features of subset-knowers’ (i.e., children unable to use counting for exact numbering) abilities in establishing congruence between the idea of cardinality and verbalised body-spatial mapping of small sets (focal study 1); children’s re-enactment of canonical structured experiences of numerosity in reasoning about additive compositions (focal study 2) and children’s congruency in the physical grounding of counting based addition (focal study 3). The results showed recurring and deviating patterns of subset-knowers’ grounding of the idea of cardinality in bodily production of small sets that also exceeded their knower-level, and the findings showed how sensory-motor action might concur with counting-based addition and support reasoning about additive compositions. Unexpected findings comprise the inclusion of expressive body movements (e.g., rotation, rhythm, force, and tempo) in the situating of mathematical thinking. The dissertation study contributes to the field of educational research on early structured-based bodily learning of mathematics as it revealed characteristics of young children’s situating, off-loading and cohering of mathematical thinking in full-body interaction. In light of the embodied perspective, this should encourage the design of activities outdoors that involve movement and rhythm in the early learning of mathematics. In conclusion, this dissertation underlines the role that bodily movement and physical interaction with spatial structures can play in young children’s mathematical thinking

The Musical Abilities, Pleiotropy, Language, and Environment (MAPLE) framework for understanding musicality-language links across the lifespan

Using individual differences approaches, a growing body of literature finds positive associations between musicality and language-related abilities, complementing prior findings of links between musical training and language skills. Despite these associations, musicality has been often overlooked in mainstream models of individual differences in language acquisition and development. To better understand the biological basis of these individual differences, we propose the Musical Abilities, Pleiotropy, Language, and Environment (MAPLE) framework. This novel integrative framework posits that musical and language-related abilities likely share some common genetic architecture (i.e., genetic pleiotropy) in addition to some degree of overlapping neural endophenotypes, and genetic influences on musically and linguistically enriched environments. Drawing upon recent advances in genomic methodologies for unraveling pleiotropy, we outline testable predictions for future research on language development and how its underlying neurobiological substrates may be supported by genetic pleiotropy with musicality. In support of the MAPLE framework, we review and discuss findings from over seventy behavioral and neural studies, highlighting that musicality is robustly associated with individual differences in a range of speech-language skills required for communication and development. These include speech perception-in-noise, prosodic perception, morphosyntactic skills, phonological skills, reading skills, and aspects of second/foreign language learning. Overall, the current work provides a clear agenda and framework for studying musicality-language links using individual differences approaches, with an emphasis on leveraging advances in the genomics of complex musicality and language traits

Horizontal asymmetries derived from script direction : consequences for attention and action

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Psicologia na área de especialização de Psicologia Social apresentada no ISPA - Instituto Universitário, no ano de 2021.A direção de leitura e escrita estabelecem uma trajetória preferencial de exploração do espaço que é reforçada por diversas regularidades culturais consistentes com essa direccionalidade. A correlação espaço-movimento cria um esquema para a ação que enviesa a representação da agência humana, estendendo-se à representação de outros conceitos abstratos que não possuem bases sensoriomotoras. A dimensão horizontal é recrutada para melhor compreender estes conceitos, sendo ancorados de acordo com a direção de escrita e leitura da nossa língua. A assimetria espacial que esta direccionalidade induz constitui um contributo crucial para a área do embodiment, tendo sido demonstrado que afeta processos sociais e cognitivos. Contudo, os processos específicos que estas assimetrias ativam permanecem pouco explorados. Em sete estudos, esta dissertação investiga de que forma as assimetrias espaciais afetam inferências sociais e a performance visuo-motora para com estímulos ancorados na dimensão horizontal. O primeiro estudo indica que inferências sociais relacionadas com agência são preferencialmente atribuídas a faces de perfil orientadas para a direita (versus esquerda). Em duas experiências, o segundo estudo mostra que faces orientadas para a direita servem como pistas para a orientação de atenção. Faces orientadas para a direita, que traduzem a direção utilizada para representar a agência humana, facilitam a atenção para e deteção de alvos no campo visual direito, comparativamente a faces orientadas para a esquerda no campo visual esquerdo. No terceiro estudo, as faces foram substituídas por palavras temporais auditivas e visuais, que se sabe serem ancoradas horizontalmente. A assimetria espacial foi testada em duas experiências em comunidades com direções de leitura e escrita opostas (Português e Árabe). Observou-se uma ancoragem contrária do conceito abstrato ‘tempo’ entre as duas amostras (Português: passado-esquerda/futuro-direita; Árabe: passado-direita/futuro-esquerda). Adicionalmente, uma performance assimétrica reversa entre as duas comunidades linguísticas confirma que o mapeamento do tempo é enviesado pelos hábitos ortográficos e pela representação cultural da agência humana. Isto é, palavras temporais que coincidem com a direção induzida por ambos os sistemas de escrita (i.e., palavras relacionadas com futuro), dão origem a vantagem à direita na amostra Portuguesa, e vantagem à esquerda na amostra Árabe. O quarto estudo estendeu estes resultados à categoria da política, tipicamente representada através de coordenadas de esquerda e de direita. Respostas manuais e atencionais foram mais rápidas para alvos localizados à direita após terem sido apresentadas termos políticos de direita (versus alvos à esquerda após termos políticos de esquerda), que correspondiam à direção em que habitualmente se representa movimento. O quinto e último estudo demonstrou que a apresentação de palavras temporais simultaneamente com um tom auditivo não-espacial impede os efeitos de emergirem. Estas pistas bimodais revelaram as condições limitativas dos efeitos da assimetria espacial. Em conclusão, esta dissertação demonstra que existe uma propriedade genérica de movimento que deriva da direção ortográfica e que é transversal à representação de estímulos distintos, em várias tarefas e modalidades sensoriais. Estes resultados oferecem uma perspetiva mais abrangente sobre o impacto prevalente que uma característica da língua aparentemente irrelevante tem em processos cognitivos fundamentais de perceção, atenção, e julgamento.The directional activities of reading and writing have been shown to ground a preferential trajectory when scanning space. This horizontal directional formation is further reinforced by other cultural regularities that overlap with it. This space-movement correlation creates a left-right (or vice-versa) schema for action that biases the representation of human agency and extends to the representation of other abstract concepts lacking experiential sensorimotor bases. Consequently, the horizontal dimension is recruited to reason about abstract concepts that are mapped congruently with one’s dominant reading and writing or script direction. The spatial asymmetry that this combined directionality induces is a core finding in the embodiment area and has been shown to affect important social and cognitive processes. However, the specific processes activated by these asymmetries remain unclear. A series of seven experiments are outlined to investigate how spatial asymmetries affect social inferences and visuomotor performance to stimuli anchored in the horizontal dimension. The first study indicated that a range of agency-related social inferences are preferentially assigned to face profiles oriented rightward (versus leftward). Across two experiments, the second study showed that right oriented faces serve as attention-orienting primes. Rightward faces, which are in line with the direction used to represent human agency, facilitate attention to and detection of targets on the right hemifield, relative to leftward faces and targets on the left hemifield. In the third study, face primes were replaced by visual and auditory time words known to ground horizontally in space. Spatial asymmetries were tested in two experiments with communities holding opposite writing scripts (Portuguese and Arabic). We observed the mapping of time to be reversed between the two samples (Portuguese: past-left/future-right; Arabic: past-right/future-left). Further, a mirrored asymmetric performance between the two linguistic communities confirmed that the mapping of time is biased by orthographic habits and the cultural representation of human agency. That is, time words that coincide with the direction induced by both writing systems (i.e., future-related) gave rise to right-side advantage in the Portuguese sample and left-side advantage in the Arabic sample. The fourth study extended these results to the category of politics, commonly represented through coordinates of left and right. Manual and gaze responses were faster to targets embedded on the right following conservatism-related words (versus the left following socialism-related words) that embody the habitualized rightward movement direction. The fifth and final study demonstrated that presenting time words synchronously with an auditory nonspatial tone impaired cueing effects. These bimodal cues revealed the boundary conditions of the spatial agency bias. Overall, this dissertation underscores that a generic property of movement that is derived from orthographic direction underlies the representation of very distinct stimuli across tasks and sensory modalities. These findings offer a broader perspective on the pervasive impact a seemingly irrelevant feature of language has on fundamental cognitive processes of perception, attention, and judgment

Attention Restraint, Working Memory Capacity, and Mind Wandering: Do Emotional Valence or Intentionality Matter?

Attention restraint appears to mediate the relationship between working memory capacity (WMC) and mind wandering (Kane et al., 2016). Prior work has identifed two dimensions of mind wandering—emotional valence and intentionality. However, less is known about how WMC and attention restraint correlate with these dimensions. Te current study examined the relationship between WMC, attention restraint, and mind wandering by emotional valence and intentionality. A confrmatory factor analysis demonstrated that WMC and attention restraint were strongly correlated, but only attention restraint was related to overall mind wandering, consistent with prior fndings. However, when examining the emotional valence of mind wandering, attention restraint and WMC were related to negatively and positively valenced, but not neutral, mind wandering. Attention restraint was also related to intentional but not unintentional mind wandering. Tese results suggest that WMC and attention restraint predict some, but not all, types of mind wandering

An Ethical Framework For Communication of Prognosis in Pediatric Critical Care Medicine

The focus of this dissertation is to create an ethical framework for communication of prognosis in the pediatric critical care setting. This dissertation argues that an ethical framework for communication of prognosis in the pediatric critical care setting is necessary because ethical communication transactions lead to better care for pediatric patients in critical care by enabling surrogate decision makers to make well-informed decisions. Moreover, a lack of effective communication skills can be detrimental to the patient. The need for such a framework is revealed by research indicating that physicians often lack the necessary education and skills for effective communication transactions to transpire. This dissertation merges communication theory and bioethics to create a practical and ethical framework for communication of prognosis in the pediatric critical care setting. The first chapter provides an introduction. Chapter two addresses communication theory for pediatric medicine. The third chapter introduces the notion of establishing rapport with the ethics of care. Chapter four uncovers how physicians can manage uncertainty in veracity for surrogate consent. The fifth chapter describes the importance of maintaining the physician-family relationship. Chapter six pulls together the literature from the previous chapters to create an ethical framework for communication of prognosis in pediatric critical medicine. Concluding remarks are noted in chapter seven. This dissertation reveals that an ethical framework for communication of prognosis in pediatric critical care medicine is not only necessary, but attainable and can be easily integrated into every day care