The role of executive control in bilingual language production and reading

This thesis investigates the link between domain-general cognitive system and bilingual language processing system, specifically linking executive control to bilingual language production and reading across varied communicative contexts. A fundamental question in bilingual language processing is whether language processing system is solely responsible for linguistic operations involved in language production and reading or whether it recruits, on demand, domain-general cognitive resources. Some bilingual language processing accounts (e.g., "mental firewall" accounts) posit that language processing system is architecturally blocked from the domain-general cognitive system, especially during earliest stages of processing. Contrastingly, inhibitory accounts posit that language processing system actively recruits domain-general cognitive resources, especially when task demands increase and often during earliest stages of processing. Effectively, we investigated the link between domain-general, non-linguistic executive control among bilinguals and bilingual language production in spontaneously produced monologues and dialogues (Chapter2); in sentence (Chapter 3, Experiment 1) and single word production (Chapter 3, Experiment 2) across single- and dual-language contexts; and sentence reading (Chapter 4). In Chapter 2, we found that individual differences in executive control related to acoustic indices but not to content indices of bilingual language production. Specifically, greater executive control related to more efficient ongoing speech planning and production processes, especially in cognitively more demanding L2 dialogues. In Chapter 3, the findings were two-fold. First, bilinguals recruited executive control to a greater extent when producing grammatically well-formed sentences in Experiment 1 versus single words in Experiment 2 and also when speaking in single- versus dual-language contexts. Second, greater executive control related to greater global (e.g., inhibit non-target language) versus local (e.g., inhibit specific words) language control in sentence production in Experiment 1. In Chapter 4, we found that greater executive control related to reduced early-stage cross-language activation, as indexed by semantically conflicting interlingual homographs (e.g., chat a casual conversation in English; French for cat) versus semantically congruent cognates (e.g., piano across English and French). Additionally, greater executive control guided enhanced later-stage use of sentence constraint when reading sentences with language-unique control words. Thus, bilinguals recruit executive control when processing demands increase, such as conversing in L2, or producing and reading L2 sentences. Bilinguals also recruit executive control, on demand, across early and late stages of language processing.La présente thèse porte sur le lien entre les contraintes cognitives générales et le traitement du langage chez le locuteur bilingue, notamment par rapport à la relation entre le contrôle exécutif et la production du langage dans différents contextes communicatifs, ainsi que la lecture. Une question fondamentale demeure à savoir si les processus de production du langage et de lecture peuvent relever uniquement du système de traitement langagier ou s'ils dépendent aussi des ressources cognitives générales. Certaines approches (ex. pare-feu mental) suggèrent que le système de traitement du langage est structurellement indépendant du système cognitif général, surtout durant les premières étapes de traitement du langage. D'autres approches «inhibitrices» avancent plutôt que le système de traitement langagier fait activement appel aux ressources cognitives générales du locuteur, notamment lors de tâches difficiles ou durant les premières phases de traitement. La thèse porte donc sur le lien entre les contraintes cognitives générales, par l'entremise du contrôle exécutif extralinguistique, et la production orale spontanée chez le locuteur bilingue dans divers contextes communicatifs, soit : la production de monologues et de dialogues (Chapitre 2), d'énoncés grammaticaux (Chapitre 3, Expérience 1), de mots isolés (Chapitre 3, Expérience 2) et la lecture d'énoncés en contexte monolingue et bilingue (Chapitre 4). Chapitre 2 a permis d'établir que le contrôle exécutif ne semble pas avoir d'impact sur le contenu linguistique produit par le locuteur bilingue, mais influence sa réalisation des indices acoustiques impliqués. Un meilleur contrôle exécutif favorise une meilleure planification en continu de la production, particulièrement en contexte de dialogue en langue seconde, une tâche considérée exigeante du point de vue cognitif. Chapitre 3 a permis de démontrer deux points différents. Tout d'abord, que les locuteurs bilingues modulent leur recours au contrôle exécutif selon la tâche à exécuter. Ainsi, la production d'énoncés grammaticaux complets (Expérience 1) requiert une plus grande implication du contrôle exécutif que la production de mots isolés (Expérience 2), de même que la production en contexte monolingue requiert un plus grand recours au contrôle exécutif que la production en contexte bilingue. Cette étude a démontré que le fait de bénéficier d'un contrôle exécutif supérieur favorise le contrôle linguistique global (ex. blocage de la langue concurrente) spécifiques au détriment du contrôle linguistique local (ex. blocage de mots spécifiques). Chapitre 4 démontre quant à elle qu'un meilleur contrôle exécutif chez le locuteur bilingue entraine une réduction de l'activation interlinguistique durant les premières étapes de la lecture. Ces résultats ont été obtenus à l'aide d'une tâche de lecture de mots partageant une même orthographe en français et en anglais (homographes interlinguistiques) et dont le sens était soit le même dans les deux langues (p. ex. : «piano» réfère au même instrument de musique dans les deux langues) ou différent (p. ex. : «chat» en français réfère à un animal alors qu'en anglais il réfère à une conversation informelle). Les locuteurs bénéficiant d'un meilleur contrôle exécutif étaient aussi mieux en mesure d'utiliser les contraintes phrastiques durant les étapes ultérieures de la lecture d'énoncés ne contenant pas d'homographes interlinguistiques. Donc, les locuteurs bilingues font appel au contrôle exécutif lorsque le niveau de difficulté augmente comme lors de conversations en langue seconde, ou lors de la production spontanée et la lecture de phrases en langue seconde. Les locuteurs bilingues sont aussi en mesure de mobiliser le contrôle exécutif au besoin, à diverses étapes du traitement langagier. Les résultats rapportés démontrent l'interaction constante des contraintes cognitives générales avec les systèmes de traitement du langage, et ce particulièrement durant les tâches plus exigeantes

Spoken word processing in bilingual older adults

We investigated whether bilingual older adults experience within- and cross-language competition during spoken word recognition similarly to younger adults matched on age of second language (L2) acquisition, objective and subjective L2 proficiency, and current L2 exposure. In a visual world eye-tracking paradigm, older and younger adults, who were French-dominant or English-dominant English-French bilinguals, listened to English words, and looked at pictures including the target (field), a within-language competitor (feet) or cross-language (French) competitor (fille, “girl”), and unrelated filler pictures while their eye movements were monitored. Older adults showed evidence of greater within-language competition as a function of increased target and competitor phonological overlap. There was some evidence of age-related differences in cross-language competition, however, it was quite small overall and varied as a function of target language proficiency. These results suggest that greater within- and possibly cross-language lexical competition during spoken word recognition may underlie some of the communication difficulties encountered by healthy bilingual older adults

Bilingual experience and resting-state brain connectivity: Impacts of L2 age of acquisition and social diversity of language use on control networks

We investigated the independent contributions of second language (L2) age of acquisition (AoA) and social diversity of language use on intrinsic brain organization using seed-based resting-state functional connectivity among highly proficient French-English bilinguals. There were two key findings. First, earlier L2 AoA related to greater interhemispheric functional connectivity between homologous frontal brain regions, and to decreased reliance on proactive vs. reactive executive control in an AX-Continuous Performance Task completed outside the scanner. Second, greater diversity in social language use in daily life related to greater connectivity between the anterior cingulate cortex and the putamen bilaterally, and to increased reliance on proactive control in the same task. These findings suggest that early vs. late L2 AoA links to a specialized neural framework for processing two languages that may engage a specific type of executive control (i.e., reactive control). In contrast, higher vs. lower degrees of diversity in social language use link to a broadly distributed set of brain networks implicated in proactive control and context monitoring

Bilingual experience and resting-state brain connectivity: Impacts of L2 age of acquisition and social diversity of language use on control networks

We investigated the independent contributions of second language (L2) age of acquisition (AoA) and social diversity of language use on intrinsic brain organization using seed-based resting-state functional connectivity among highly proficient French-English bilinguals. There were two key findings. First, earlier L2 AoA related to greater interhemispheric functional connectivity between homologous frontal brain regions, and to decreased reliance on proactive vs. reactive executive control in an AX-Continuous Performance Task completed outside the scanner. Second, greater diversity in social language use in daily life related to greater connectivity between the anterior cingulate cortex and the putamen bilaterally, and to increased reliance on proactive control in the same task. These findings suggest that early vs. late L2 AoA links to a specialized neural framework for processing two languages that may engage a specific type of executive control (i.e., reactive control). In contrast, higher vs. lower degrees of diversity in social language use link to a broadly distributed set of brain networks implicated in proactive control and context monitoring