LINDICE SPAZIO-TEMPORALE (STI): UN NUOVO STRUMENTO PER VALUTARE LA STABILITA ARTICOLATORIA NEL PARLATO. Zmarich C., Danelon L., Lonardi F. AISV 2004: 1°Convegno.

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1 LINDICE SPAZIO-TEMPORALE (STI): UN NUOVO STRUMENTO PER VALUTARE LA STABILITA ARTICOLATORIA NEL PARLATO. Zmarich C., Danelon L., Lonardi F. AISV 2004: 1°Convegno Nazionale dellAssociazione Italiana di Scienze della voce. Padova, 2-4 Dicembre 2004

2 LINTERAZIONE TRA FATTORI LINGUISTICI E MOTORI: una nuova finestra su una questione trascurata Attualmente non esistono modelli linguistici che descrivono esplicitamente il processo di produzione a livello di controllo motorio, né relativamente allinfanzia (Vihman, 1996) né alletà adulta (Levelt et al., 1999); Attualmente non esistono modelli linguistici che descrivono esplicitamente il processo di produzione a livello di controllo motorio, né relativamente allinfanzia (Vihman, 1996) né alletà adulta (Levelt et al., 1999); I modelli di controllo e coordinazione dei movimenti a fini linguistici (teoria del controllo motorio) non spiegano come le unità linguistiche emergano dai processi di produzione; I modelli di controllo e coordinazione dei movimenti a fini linguistici (teoria del controllo motorio) non spiegano come le unità linguistiche emergano dai processi di produzione; Lincomunicabilità tra teorie linguistiche e teorie del controllo motorio è determinata dalla natura stessa della produzione verbale. Lincomunicabilità tra teorie linguistiche e teorie del controllo motorio è determinata dalla natura stessa della produzione verbale. Non cè corrispondenza tra le unità linguistiche (fonemi, sillabe, parole, enunciati) e le misure dei comportamenti esecutivi perché gli eventi fisiologici sottostanti la produzione verbale variano in funzione della prosodia, dei fonemi circostanti (coarticolazione), dei confini di parola e ancora di altri fattori (velocità e stile di elocuzione ecc.).

3 Presupposto teorico: nei normoparlanti la produzione articolatoria è un comportamento motorio estremamente stabile, al punto che applicando una normalizzazione temporale e spaziale ai tracciati cinematici dei gesti articolatori relativi a n ripetizioni dello stesso enunciato, questi tendono a coincidere in ununica traccia; Presupposto teorico: nei normoparlanti la produzione articolatoria è un comportamento motorio estremamente stabile, al punto che applicando una normalizzazione temporale e spaziale ai tracciati cinematici dei gesti articolatori relativi a n ripetizioni dello stesso enunciato, questi tendono a coincidere in ununica traccia; Smith e colleghi hanno recentemente elaborato lindice spazio-temporale (STI) come nuovo strumento per lanalisi dei processi di acquisizione e produzione verbale; Smith e colleghi hanno recentemente elaborato lindice spazio-temporale (STI) come nuovo strumento per lanalisi dei processi di acquisizione e produzione verbale; Lindice misura il controllo motorio del parlato catturando il grado di variabilità di un gruppo di traiettorie relative al movimento di un articolatore impegnato nella produzione di un enunciato di lunghezza variabile (di solito una frase); Lindice misura il controllo motorio del parlato catturando il grado di variabilità di un gruppo di traiettorie relative al movimento di un articolatore impegnato nella produzione di un enunciato di lunghezza variabile (di solito una frase); Maggiore è il valore numerico dell STI, maggiore è la distanza tra le singole tracce, e quindi maggiore è linstabilità del sistema articolatorio. Maggiore è il valore numerico dell STI, maggiore è la distanza tra le singole tracce, e quindi maggiore è linstabilità del sistema articolatorio. ANALISI DELLA TRAIETTORIA DEL MOVIMENTO: INTERAZIONI TRA LINGUAGGIO E ASPETTI MOTORI

4 . VANTAGGI DELLINDICE SPAZIO-TEMPORALE (STI) rispetto alla misure tradizionali della variabilità motoria STI: Misura la stabilità dellintera traiettoria di un enunciato ripetuto n volte dallo stesso articolatore; STI: Misura la stabilità dellintera traiettoria di un enunciato ripetuto n volte dallo stesso articolatore; Misure Tradizionali: Selezionano su base temporale singoli punti (per es. inizio e fine di un singolo gesto di apertura o chiusura); Misure Tradizionali: Selezionano su base temporale singoli punti (per es. inizio e fine di un singolo gesto di apertura o chiusura); Problemi: Problemi: (1) non si conosce ancora la natura e quindi la dimensione delle unità di progr. ed esec.(possono avere dimensioni diverse dal singolo gesto); (2) gesti successivi si influenzano reciprocamente: lanalisi separata non permette di evidenziarlo. STI: riunisce in unico valore la variabilità nella dimensione spaziale e temporale; STI: riunisce in unico valore la variabilità nella dimensione spaziale e temporale; Misure Tradizionali : calcolano separatamente la variabilità su estensione (m), durata (s) e velocità istantanea (m/s). Misure Tradizionali : calcolano separatamente la variabilità su estensione (m), durata (s) e velocità istantanea (m/s). Problema: queste misure quasi sempre covariano. Problema: queste misure quasi sempre covariano. STI: è una misura normalizzata, indipendente dalla grandezza delle medie dei diversi campioni. STI: è una misura normalizzata, indipendente dalla grandezza delle medie dei diversi campioni. Misure Tradizionali: la Deviazione Standard dipende dalle medie dei diversi campioni. Misure Tradizionali: la Deviazione Standard dipende dalle medie dei diversi campioni.

5 Grazie ai vantaggi sopraelencati lSTI permette di: confrontare direttamente popolazioni diverse (per es. per età o stato di salute) permettendo di tracciare un profilo evolutivo, e/o di caratterizzare profili specifici per patologie; confrontare direttamente popolazioni diverse (per es. per età o stato di salute) permettendo di tracciare un profilo evolutivo, e/o di caratterizzare profili specifici per patologie; studiare linfluenza di diversi tipi di variabili sullesecuzione motoria: linguistiche (complessità sintattica), cognitive (situazioni di interferenza), emotive (diversi stati danimo), e motorie (lunghezza dellenunciato, velocità diverse). studiare linfluenza di diversi tipi di variabili sullesecuzione motoria: linguistiche (complessità sintattica), cognitive (situazioni di interferenza), emotive (diversi stati danimo), e motorie (lunghezza dellenunciato, velocità diverse). APPLICAZIONI DELLINDICE SPAZIO-TEMPORALE (STI)

6 INDICE SPAZIO-TEMPORALE (STI): come si calcola Normalizzazione in ampiezza dei tracciati secondo la procedura standard (trasformazione in punti-z); Normalizzazione in ampiezza dei tracciati secondo la procedura standard (trasformazione in punti-z); Normalizzazione temporale secondo la Trasformata di Fourier (FFT) delle traiettorie già normalizzate in ampiezza, dopo aver rimosso la componente lineare; Normalizzazione temporale secondo la Trasformata di Fourier (FFT) delle traiettorie già normalizzate in ampiezza, dopo aver rimosso la componente lineare; Risintetizzazione sulla base temporale di 1000 campioni delle traiettorie così ottenute, aggiungendo le prime 10 armoniche con la fondamentale di ciascuna serie di Fourier fissata ad 1 Herz; Risintetizzazione sulla base temporale di 1000 campioni delle traiettorie così ottenute, aggiungendo le prime 10 armoniche con la fondamentale di ciascuna serie di Fourier fissata ad 1 Herz; Introduzione nella traiettoria risintetizzata della componente lineare precedentemente rimossa; Introduzione nella traiettoria risintetizzata della componente lineare precedentemente rimossa; Calcolo della deviazione standard ogni 20 campioni, quindi ad intervalli del 2%, per ciascuna serie di ripetizioni; Calcolo della deviazione standard ogni 20 campioni, quindi ad intervalli del 2%, per ciascuna serie di ripetizioni; Somma delle 50 DS così ottenute: valore numerico (STI). Somma delle 50 DS così ottenute: valore numerico (STI).

7 INDICE SPAZIO-TEMPORALE: Smith, 1995-1997 tracciati originali del movimento articolatorio relativo alla produzione della fraseBuy Bobby a poppy a velocità di articolazione normale e lenta nel soggetto normale e balbuziente; i medesimi tracciati sottoposti a normalizzazione nel tempo e nello spazio; curva delle DS a intervalli del 2%; : dal calcolo dellSTI per il comportamento articolatorio dei balbuzienti, risultò che lindice era molto più alto di quello dei normoparlanti (maggiore instabilità). OSSERVAZIONE

8 . Tesi di laurea sulla variabilità motoria del labbro inferiore (LI) nelle produzioni verbali percettivamente fluenti di 4 bambini balbuzienti (confrontati con 4 coetanei e 4 adulti non balbuzienti): Tesi di laurea sulla variabilità motoria del labbro inferiore (LI) nelle produzioni verbali percettivamente fluenti di 4 bambini balbuzienti (confrontati con 4 coetanei e 4 adulti non balbuzienti): STRUMENTAZIONE: rilevatore e analizzatore cinematico 3D ELITE e i software di elaborazione del segnale cinematico (e acustico);STRUMENTAZIONE: rilevatore e analizzatore cinematico 3D ELITE e i software di elaborazione del segnale cinematico (e acustico); SOGGETTI: bambina di 7 anni con balbuzie di media gravità, bambino di 5 anni normoparlante (entrambi con sviluppo fisiologico, cognitivo e linguistico normali), adulto normoparlante maschio di 24 anni;SOGGETTI: bambina di 7 anni con balbuzie di media gravità, bambino di 5 anni normoparlante (entrambi con sviluppo fisiologico, cognitivo e linguistico normali), adulto normoparlante maschio di 24 anni; COMPITO SPERIMENTALE:COMPITO SPERIMENTALE: tesi Danelon: i soggetti dovevano ripetere la sequenza pifipifipifi… in tre condizioni sperimentali: condizione normale, corale (facilitante la fluenza) e di eloquio veloce; tesi Danelon: i soggetti dovevano ripetere la sequenza pifipifipifi… in tre condizioni sperimentali: condizione normale, corale (facilitante la fluenza) e di eloquio veloce; tesi Lonardi: i soggetti dovevano denominare su presentazione due pupazzi (pifi e fipi) in due condizioni sperimentali: condizione normale e corale; tesi Lonardi: i soggetti dovevano denominare su presentazione due pupazzi (pifi e fipi) in due condizioni sperimentali: condizione normale e corale; CALCOLO STI:CALCOLO STI: tesi Danelon: raccolti per ogni soggetto in uno stesso file 10 ripetizioni consecutive dello stesso target pifi; tesi Danelon: raccolti per ogni soggetto in uno stesso file 10 ripetizioni consecutive dello stesso target pifi; tesi Lonardi: raccolti per ogni soggetto 10 file contenenti ciascuno il target pifi. tesi Lonardi: raccolti per ogni soggetto 10 file contenenti ciascuno il target pifi. APPLICAZIONE DELLINDICE SPAZIO-TEMPORALE: tesi Danelon e Lonardi (A.A. 2002-2003)

9 Sx: markers e piani 3D di riferimento per la misurazione dei movimenti. Dx: la strumentazione di ELITE. Articolatore analizzato: LI (corrispondente al marker numero 3), nella sua dimensione verticale calcolata come distanza ortogonale dal piano virtuale trasversale Omega.

10 RISULTATI DELLA RICERCA: 1. Il bambino balbuziente è risultato più instabile rispetto al coetaneo normoparlante e alladulto, nella condizione di parlato normale in entrambe i compiti sperimentali di denominazione e ripetizione;

11 COMPITO DI DENOMINAZIONE IN CONDIZIONE NORMALE BAMBINO NORMALE STI= 8,79 BAMBINO BALBUZIENTE STI= 9,62 ADULTO STI= 4,83

12 COMPITO DI RIPETIZIONE IN CONDIZIONE NORMALE ADULTO STI=3,10 BAMBINO NORMALE STI= 5,31 BAMBINO BALBUZIENTE STI= 9,45

13 RISULTATI DELLA RICERCA: 1. Il bambino balbuziente è risultato più instabile rispetto al coetaneo normoparlante e alladulto, nella condizione di parlato normale in entrambe i compiti sperimentali di denominazione e ripetizione; 2. Il bambino balbuziente è risultato più stabile nel compito sperimentale di ripetizione, passando dalla condizione di eloquio normale alla condizione corale: Fluency Enhancing Condition;

14 COMPITO DI RIPETIZIONE IN UN BAMBINO BALBUZIENTE MODIFICANDO LA CONDIZIONE SPERIMENTALE CONDIZIONE NORMALE STI= 9,54 CONDIZIONE CORALE STI= 5,18

15 RISULTATI DELLA RICERCA: 1. Il bambino balbuziente ha manifestato una riduzione della stabilità rispetto al coetaneo normoparlante e alladulto, nella condizione di parlato normale in entrambe i compiti sperimentali di denominazione e ripetizione; 2. Il bambino balbuziente ha evidenziato una maggiore stabilità nel compito sperimentale di ripetizione, passando dalla condizione di eloquio normale alla condizione corale: Fluency Enhancing Condition; 3. Ladulto normoparlante ha ottenuto una riduzione della stabilità articolatoria nel compito sperimentale di ripetizione, aumentando la velocità di eloquio.

16 COMPITO DI RIPETIZIONE IN UN SOGGETTO ADULTO MODIFICANDO LA VELOCITA DI ELOCUZIONE CONDIZIONE NORMALE STI= 3,10 CONDIZIONE VELOCE STI= 7,20

17 OSSERVAZIONE: Lanalisi dellindice spazio temporale non permette soltanto di valutare linstabilità articolatoria del bambino balbuziente rispetto al bambino normoparlante, ma consente anche di tracciare uno sviluppo delle capacità del controllo motorio confrontando il bambino normoparlante con ladulto, come si può notare dal decremento del valore numerico dellSTI nei due compiti sperimentali a velocità deloquio normale.

18 Adulto STI: 4,83 Bambino Controllo STI: 8,79 Adulto STI: 3,10 Bambino Controllo STI : 5,31 RIPETIZIONEDENOMINAZIONE