Résumé :
L’acquisition du langage est une prouesse remarquable de la cognition humaine. Les enfants maîtrisent la complexité de leur langue maternelle en quelques années seulement, et semblent y parvenir sans effort. Malgré cette apparente facilité, la compréhension de ce processus est complexifiée par l’interaction qui existe entre de nombreux facteurs, notamment neuronaux, environnementaux et cognitifs. Dans ce contexte, les études multimodales intégratives sont essentielles pour mieux comprendre la manière dont ces facteurs interagissent. De plus, la mise en œuvre de paradigmes longitudinaux permet de suivre les changements intra-individuels au fil du temps et d’aborder les relations de causalité. Ma thèse adopte cette approche, en combinant des données électrophysiologiques, environnementales et comportementales pour explorer les corrélats neuronaux de la perception de la parole, le rôle de l’environnement sonore et les capacités d’apprentissage associatif de nouveaux mots dans la prédiction de la taille du vocabulaire au cours des deux premières années de vie. Grâce à cette approche intégrative, mon travail contribue à une meilleure compréhension des prédicteurs précoces du développement du langage.

La thèse est divisée en trois études. Dans la première étude, j’ai exploré les capacités de perception précoce de la parole au cours des deux premières années de vie. J’ai validé un paradigme innovant permettant d’enregistrer les réponses cérébrales sous-corticales et corticales précoces en une seule session. L’analyse des Frequency-Following Responses (FFRs) a révélé des trajectoires développementales de l’encodage spectro-temporel des sons de parole, en particulier en ce qui concerne la fréquence fondamentale et les harmoniques, suggérant des changements maturationnels sous-cortical. Les réponses corticales (MMRs) ont révélé des différences dans l’encodage des sons de parole entre 10 et 18 mois, en accord avec la théorie de « perceptual narrowing » sur l’émergence des catégories phonologiques chez les jeunes enfants.

La seconde étude visait à caractériser les environnements auditifs quotidiens des enfants, en utilisant le système LENA (Language Environment Analysis). J’ai exploré un nouveau corpus LENA collecté dans des foyers français, enrichissant ainsi la littérature existante sur les jeux de données non anglophones. La fiabilité du logiciel d’annotation automatique de LENA sur les données françaises a été établie par le biais d’analyses 5 comparatives de différents logiciels d’annotation automatique. Les évaluations quantitatives ont révélé une augmentation de la parole des adultes et des enfants au fil du temps. J’ai également reproduit les résultats des observations de Warlaumont et(2014) concernant l’émergence d’une boucle sociale, soulignant le rôle crucial des facteurs sociaux dans le développement du langage.

Enfin, la dernière étude a examiné les interactions entre le traitement phonologique et l’apprentissage associatif de nouveaux mots pendant la période cruciale de l’acquisition de vocabulaire. Deux nouveaux mots constituant une paire minimale ont été présentés aux enfants dans une tâche de « Looking-While-Listening ». Les temps de regard moyens ont été analysés à partir de mesures oculométriques, révélant que les enfants n’ont pas réussi à apprendre les nouveaux mots. Ce résultat inattendu a suscité une discussion sur la trajectoire développementale des mécanismes d’apprentissage de nouveaux mots, en accord avec les modèles antérieurs de développement du langage.

En résumé, cette thèse apporte des informations précieuses sur la nature multiple des processus impliqués dans l’acquisition précoce du vocabulaire, en mettant l’accent sur l’interaction entre le traitement neuronal, les facteurs environnementaux et le développement cognitif dans l’apprentissage du langage dans les deux premières années de vie.

Abstract :
Language acquisition is one of the most remarkable feats of human cognition. Infants master the complexities of their native language in just a few years, in a seemingly effortless manner. Despite its apparent ease, understanding this process is challenging due to the interplay of numerous factors, including neural, environmental, and cognitive influences. In this context, multimodal integrative studies are essential to reach a more comprehensive understanding of how these factors interact. Additionally, the implementation of longitudinal designs allows for tracking intra-individual changes over time and tackling causal relationships. My thesis adopts this approach, combining electrophysiological, environmental, and behavioral data to explore the neural correlates of speech perception, the role of the auditory environment, and associative word learning abilities in predicting vocabulary size during the first two years of life. Through this integrated approach, my work contributes to a better understanding of the early predictors of language development.

The thesis is divided into three studies. In the first study, I explored early speech perception abilities within the first two years of life. I validated an innovative paradigm to record early subcortical and cortical brain responses in a single session. Exploratory analyses of the frequency-following response (FFR) revealed distinct developmental patterns in temporal and spectral encoding of speech sounds, particularly concerning fundamental frequency and higher harmonics, suggesting maturational changes at the subcortical level. The cortical responses were assessed through a multi-featured oddball paradigm, where mismatch negativity responses (MMR) were observed, indicating automatic change detection in the auditory cortex. Notably, group comparisons indicated differences in phonetic encoding, aligning with the perceptual narrowing theory, while also considering the implications of phonological categories on infants’ speech perception.

The second study aimed at characterizing the daily auditory environments of infants, using the LENA (Language Environment Analysis) system. I explored a new LENA corpus collected in French households, enhancing the existing literature on non-English datasets. The reliability of LENA’s automatic annotation software on French data was established via comparative analyses of different automatic annotation softwares. Quantitative assessments revealed an increase in both adult and infant speech over time.

I also replicated findings from Warlaumont et al. (2014)’s observations regarding the emergence of a social loop, underscoring the critical role of social factors in language development. Finally, the last study investigated the interactions between phonological processing and associative word learning during the crucial vocabulary spurt period. Infants were presented with two new words constituting a minimal pair, in Looking-While-Listening paradigm. Mean looking times were analyzed fromeye-trackingmeasures, and revealed that infants did not successfully learn the new words. This unexpected result brought up a discussion on the developmental trajectory of word learning mechanisms, in line with previous models of language development.

Overall, this thesis contributes valuable insights into the multifaceted nature of early vocabulary acquisition, emphasizing the interplay between neural processing, environmental factors, and cognitive development in shaping language learning during infancy.