Individual differences in plasticity in speech perception

The current dissertation addresses individual differences in plasticity in speech perception under adverse conditions. Although speech sounds are highly variable and listeners may have limited cognitive resources under challenging conditions, listeners are shown to overcome these challenges by flexibly adapting to varying contextual demands and achieve perceptual constancy. As such, understanding how listeners cope with adverse conditions is a fundamental issue for better understanding the perceptual processes and cognitive mechanisms underlying speech perception. Most studies of perceptual adaptation in speech have thus far typically reported on group level observations, which may mask considerable differences in how individual listeners adapt. This dissertation addresses these issues by examining the mechanisms underlying adaptive plasticity in speech perception using an individual differences approach.Study 1 examines whether listeners flexibly adapt to unfamiliar speech patterns such as those encountered in foreign-accented English vowels. In these cases, the relative informativeness of acoustic dimensions (spectral quality vs. duration) can be changed such that the most informative dimension (spectral quality) is no longer informative, but the role of the secondary dimension (duration) is enhanced. Results showed that listeners flexibly adapt to unfamiliar speech sounds by increasing reliance on less informative acoustic dimensions when the most informative acoustic dimension is no longer useful. Results also showed that individual listeners varied widely in patterns of perceptual adaptation and these differences in adaptive strategies were linked to individual differences in cognitive abilities (i.e., inhibitory control). Study 2 investigates how and to what extent speech perception abilities are modulated under cognitive load and whether individuals differ in the extent to which they adjust their cue weighting strategies in the utilization of multiple acoustic cues to cope with this adverse condition. Results revealed that listeners overall showed increased cue weights, which may be interpreted as compensatory cue weighting strategies to adapt to phonetic categories under cognitive load. However, there were large individual differences in the extent to which these compensatory strategies manifested and these differences were associated with individual listeners' cognitive abilities (i.e., working memory and inhibitory control). Taken together, the present dissertation showed that listeners are remarkably flexible in adapting their phonetic categories to cope with challenging conditions. This dissertation also showed that individual listeners differed substantially in the extent to which they made adjustments of their cue weighting strategies under adverse conditions and these differences are related to higher-level cognitive functions. These findings provide insights into the interplay between speech perception and cognitive processes, leading to a more comprehensive understanding of the mechanisms underlying plasticity in speech perception.La thèse actuelle aborde les différences individuelles en ce qui concerne la malléabilité dans la perception de la parole dans des conditions défavorables. Bien que les sons de la parole sont très variables et les auditeurs peuvent avoir des ressources cognitives limitées dans des conditions difficiles, les auditeurs démontre de l'aptitude pour surmonter ces défis en s'adaptant avec souplesse aux différentes exigences contextuelles et parvennent à avoir une perception cohérente. En tant que tel, comment les auditeurs font face à des conditions défavorables est une question fondamentale pour obtenir une meilleure compréhension des processus perceptifs et des mécanismes cognitifs sous-jacents à la perception de la parole. La plupart des études sur la malléabilité de la perception de la parole ont jusqu'à présent fait l'objet d'observations de groupe, ce qui peut masquer des différences considérables dans la façon dont les auditeurs individuels s'adaptent. Cette dissertation aborde ces problèmes en examinant les mécanismes sous-jacents de la plasticité adaptative dans la perception de la parole en utilisant une approche se basant sur des différences individuelles.L'étude 1 examine si les auditeurs s'adaptent avec souplesse à des modèles de la parole non familiers tels que ceux rencontrés dans les voyelles anglaises ayant un accent étranger. Dans ces cas, la valeur informative relative des dimensions acoustiques (qualité spectrale par rapport à la durée) peut être modifiée de telle sorte que la dimension la plus informative (qualité spectrale) n'est plus informative, mais le rôle de la dimension secondaire (durée) est optimisé. Les résultats ont montré que les auditeurs s'adaptaient avec souplesse aux sons de la parole qui ne leur sont pas familiers en se basant davantage sur des dimensions acoustiques moins informatives lorsque la dimension acoustique la plus informative n'est plus utile. Les résultats ont également montré que les auditeurs individuels variaient largement dans les modèles d'adaptation perceptive et que ces différences dans les stratégies adaptatives étaient liées aux différences individuelles dans les capacités cognitives (c.-à-d., le contrôle inhibiteur). Étude 2 examine comment et dans quelle mesure les capacités de perception de la parole sont sous la charge cognitive et modulée et si les individus se diffèrent dans la mesure à laquelle ils ajustent leurs stratégies de pondération des repères perceptifs lors de l'utilisation de multiples signaux acoustiques pour faire face à cette situation défavorable. Les résultats ont révélé globalement que des auditeurs ont augmenté la valeur des repères perceptifs, ce qui peut être interprété comme une évidence de l'utilisation des stratégies de pondération des signaux compensatoires afin de s'adapter aux catégories phonétiques sous la charge cognitive. Cependant, il y avait de grandes différences individuelles dans la mesure dans laquelle ces stratégies compensatoires se sont manifestées et ces différences individuelles étaient associées avec les capacités cognitives des auditeurs (c.-à-d., la mémoire de travail et de contrôle inhibiteur). En somme, la présente dissertation a démontré que les auditeurs possèdent une malléabilité remarquable dans l'adaptation de leurs catégories phonétiques afin de faire face à des conditions difficiles. Cette dissertation a également indiqué que les auditeurs individuels se diffèrent substantiellement dans la mesure à laquelle ils ont fait des ajustements de leurs stratégies de pondération de repères dans des conditions défavorables et ces différences sont liées à des fonctions cognitives supérieures. Ces résultats donnent un aperçu de l'interaction entre la perception de la parole et les processus cognitifs, menant à une compréhension plus complète des mécanismes sous-jacents de la malléabilité de la perception de la parole