DOI: https://doi.org/10.3758/s13423-025-02804-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41491440
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Nicola Di Stefano وآخرون
الموضوع الرئيسي: الإدراك المتعدد الحواس والتكامل
نظرة عامة
استكشفت هذه الدراسة الروابط السمعية المفاهيمية لدى الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 6 إلى 9 سنوات باستخدام محفزات سمعية بصرية معقدة، وتحديداً مقاطع موسيقية من الموسيقى الكلاسيكية الغربية مقترنة بصور متCorresponding. في التجربة 1، نجح الأطفال في مطابقة مقاطع من *بطرس والذئب* لبروكوفيف مع صور بالأبيض والأسود للشخصيات، مما يدل على وجود روابط قوية خاصة للطيور والذئب والبط، بينما أظهرت أزواج الشخصيات الأخرى مزيدًا من التباين.
وسعت التجربة 2 هذا التحقيق من خلال استخدام *كرنفال الحيوانات* لسانت-ساين، حيث تم فحص تأثير النغمة على الروابط السمعية البصرية للأطفال. تم تقديم صور ملونة للحيوانات للأطفال جنبًا إلى جنب مع نسخ أوركسترالية أو بيانو من المقاطع الموسيقية المرتبطة. أشارت النتائج إلى أنه، على غرار النتائج التي تم العثور عليها في البالغين (دي ستيفانو وآخرون، 2025)، قام الأطفال بعمل روابط تفوق الفرص بشكل كبير للأسد والبجعة. ومع ذلك، على عكس البالغين، لم تؤثر النغمة بشكل كبير على أزواج الأطفال. تؤكد هذه النتائج على استقرار بعض الروابط السمعية الدلالية في الطفولة بينما تشير إلى أن التمييزات الأكثر دقة، مثل اختلافات النغمة، قد تتطور لاحقًا.
مقدمة
تناقش المقدمة الروابط عبر الحواس، وهي اتصالات منهجية بين الميزات الحسية عبر أنماط مختلفة، مثل ارتباط النغمة السمعية بالارتفاع المكاني وحجم الكائن. تشير الأبحاث إلى أن هذه الروابط تمتد إلى الأحاسيس اللمسية، حيث ترتبط الأصوات ذات النغمة المنخفضة بالملمس الخشن والأصوات ذات النغمة العالية بالنعومة. فهم كيف يطور الأطفال القدرة على دمج المعلومات الحسية أمر بالغ الأهمية في علم النفس التنموي وعلم الأعصاب المعرفي، حيث إنه يدعم مهارات مثل التعرف على الكائنات وتعلم اللغة.
تشير الأدبيات إلى أن التوافقات الأساسية عبر الحواس، مثل النغمة والارتفاع المكاني، يمكن ملاحظتها في الرضع الذين تتراوح أعمارهم بين 3 إلى 4 أشهر، مع ظهور روابط أكثر تعقيدًا لاحقًا في التطور. بينما ركزت الكثير من الأبحاث على الميزات الحسية البسيطة، هناك فجوة في الدراسات التي تفحص الروابط السمعية المفاهيمية مع المحفزات المعقدة. من الجدير بالذكر أن ترينور وتريهوب (1992) وجدا أن الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 4-6 سنوات يمكنهم مطابقة تمثيلات الحيوانات بنجاح مع المقاطع الموسيقية المقابلة، مما يدل على أنه حتى في سن مبكرة، يمكن للأطفال تشكيل روابط عبر الحواس ذات مغزى. يسلط هذا العمل الضوء على أهمية الإدراك عبر الحواس في تشكيل التطور المعرفي المبكر وفهم العالم.
الطرق
في هذه الدراسة، تم اختبار الأطفال بشكل فردي في بيئة خاضعة للرقابة خلال ساعات المدرسة الصباحية. بدأت الإجراءات التجريبية بمشاركة الباحث الأطفال في محادثة غير رسمية لخلق جو مريح. بعد ذلك، تم توجيه الأطفال لمطابقة مقاطع الموسيقى مع الصور المقابلة المعروضة على ورقة. يمكن إعادة تشغيل كل قطعة موسيقية حسب الحاجة، وتم عشوائية تسلسل كل من المحفزات السمعية والبصرية لكل مشارك لتخفيف تأثيرات الترتيب.
كانت المنهجية مشابهة لتجربة سابقة، مع اختلاف رئيسي: تم تقسيم المشاركين إلى مجموعتين، حيث استمعت مجموعة واحدة إلى الموسيقى بنغمة البيانو بينما شهدت المجموعة الأخرى نسخة أوركسترالية من نفس التكوين. كان الهدف من هذا التصميم تقييم تأثير النغمة على قدرة الأطفال على ربط الموسيقى بالمحفزات البصرية.
النتائج
تشير النتائج إلى أن الاحتمالات المتوقعة لمقاطع الطائر والذئب تظهر تباينًا أقل بكثير مقارنةً بمواضيع موسيقية أخرى، مما يتماشى مع نتائج دي ستيفانو وآخرون (2024) بشأن الروابط المتسقة. تم تقديم تحليل مفصل لهذه الروابط، مما يبرز قوة مواضيع الطائر والذئب.
تم إجراء مقارنات النماذج باستخدام التحقق المتقاطع بترك واحد (LOO)، ومعيار المعلومات القابل للتطبيق على نطاق واسع (WAIC)، وعامل بايز (BF). كشفت نتائج LOO أن النموذج الذي يتضمن النغمة كان أداؤه ضعيفًا مقارنةً بالنموذج الأبسط، مع اختلاف كبير في الكثافة التنبؤية المتوقعة (ΔELPD = 21.2، SE = 5.7). وبالمثل، أشار WAIC إلى تفضيل النموذج الأبسط (ΔWAIC بسيط = 1066.5، SE = 20.8؛ WAIC نغمة = 1103.1، SE = 23.8). قدم تحليل BF دليلًا قويًا لصالح النموذج الأبسط (BF = 1.52 × 10^{18})، مما يشير إلى أن النغمة لم تؤثر بشكل كبير على استجابات المشاركين. وبالتالي، تم استخدام النموذج الأبسط لتوقعات الاحتمالات، كما هو موضح في الشكل 2 ومفصل في الجدول S2.
المناقشة
تستكشف الأبحاث الروابط عبر الحواس لدى الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 6-9 سنوات باستخدام محفزات سمعية بصرية معقدة من *بطرس والذئب* لبروكوفيف و*كرنفال الحيوانات* لسانت-ساين. تم إجراء تجربتين لاستكشاف كيفية تأثير النغمة على روابط الأطفال بين الموسيقى والصور المقابلة. في التجربة 1، أظهر الأطفال روابط قوية بين المقاطع الموسيقية والصور، خاصة للطيور والذئب، مما يتماشى مع نوايا بروكوفيف. ومع ذلك، تم ملاحظة أخطاء في التقدير، مثل الخلط بين موسيقى القط وصورة البط، ربما بسبب التشابه في مواضيعهم الموسيقية. وُجد أن العمر يؤثر سلبًا على الدقة في الروابط، مما يشير إلى تحول تطوري في معالجة المحفزات السمعية البصرية.
كشفت التجربة 2 أن النغمة لم تؤثر بشكل كبير على استجابات الأطفال، مما يتناقض مع النتائج في البالغين. كانت مقطع البجعة هو الأكثر دقة في التعرف عليه، بينما أظهرت المقاطع الأخرى روابط غير متوقعة. استمر تأثير العمر، مما يشير إلى أن الأطفال الأكبر سناً أظهروا دقة أقل، ربما بسبب الاعتماد على الأطر الدلالية المكتسبة بدلاً من الخرائط الإدراكية. بشكل عام، تسهم الدراسة في فهم كيفية تشكيل الأطفال للروابط السمعية البصرية، مما يشير إلى أن هذه الخرائط مستقرة عبر التطور وقد تشكل أساسًا لعمليات معرفية أكثر تعقيدًا. يمكن أن تستكشف الأبحاث المستقبلية دور النغمة من خلال توجيه انتباه الأطفال إليها بشكل صريح.
DOI: https://doi.org/10.3758/s13423-025-02804-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41491440
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Nicola Di Stefano et al.
Primary Topic: Multisensory perception and integration
Overview
This study explored auditory-conceptual associations in children aged 6 to 9 using complex audiovisual stimuli, specifically musical excerpts from Western classical music paired with corresponding images. In Experiment 1, children successfully matched excerpts from Prokofiev’s *Peter and the Wolf* with black-and-white images of characters, demonstrating strong associations particularly for the bird, wolf, and duck, while other character pairings showed more variability.
Experiment 2 expanded this investigation by utilizing Saint-Saëns’s *Carnival of the Animals*, examining the influence of timbre on children’s audiovisual associations. Children were presented with color images of animals alongside orchestral or piano versions of the associated musical excerpts. The results indicated that, similar to findings in adults (Di Stefano et al., 2025), children made significantly above-chance associations for the lion and the swan. However, unlike adults, timbre did not significantly affect children’s pairings. These findings underscore the stability of certain auditory-semantic associations in childhood while suggesting that more nuanced distinctions, such as timbre differences, may develop later.
Introduction
The introduction discusses cross-modal associations, which are systematic connections between sensory features across different modalities, such as the association of auditory pitch with spatial elevation and object size. Research indicates that these associations extend to tactile sensations, where lower-pitched sounds are linked to rough textures and higher-pitched sounds to softness. Understanding how children develop the ability to integrate sensory information is crucial in developmental psychology and cognitive neuroscience, as it underpins skills like object recognition and language learning.
The literature suggests that basic cross-modal correspondences, such as pitch and spatial height, are observable in infants as young as 3 to 4 months, with more complex associations emerging later in development. While much research has focused on simple sensory features, there is a gap in studies examining auditory-conceptual associations with complex stimuli. Notably, Trainor and Trehub (1992) found that children aged 4-6 could successfully match animal representations to corresponding musical excerpts, indicating that even at a young age, children can form meaningful cross-modal connections. This body of work highlights the importance of cross-modal perception in shaping early cognitive development and understanding of the world.
Methods
In this study, children were individually tested in a controlled environment during morning school hours. The experimental procedure began with the experimenter engaging the children in casual conversation to create a comfortable atmosphere. Subsequently, the children were instructed to match music excerpts to corresponding images presented on a sheet. Each music piece could be replayed as needed, and the sequence of both auditory and visual stimuli was randomized for each participant to mitigate order effects.
The methodology mirrored that of a previous experiment, with a key variation: participants were divided into two groups, with one group listening to music in piano timbre and the other experiencing an orchestral version of the same composition. This design aimed to assess the impact of timbre on children’s ability to associate music with visual stimuli.
Results
The results indicate that the predicted probabilities for the bird and wolf excerpts exhibit significantly less variability compared to other musical themes, aligning with the findings of Di Stefano et al. (2024) regarding consistent associations. A detailed analysis of these associations is provided, highlighting the robustness of the bird and wolf themes.
Model comparisons were conducted using leave-one-out cross-validation (LOO), Widely Applicable Information Criterion (WAIC), and Bayes Factor (BF). The LOO results revealed that the model incorporating timbre performed poorly relative to the simpler model, with a substantial difference in expected log-predictive density (ΔELPD = 21.2, SE = 5.7). Similarly, the WAIC indicated a preference for the simpler model (ΔWAIC simple = 1066.5, SE = 20.8; WAIC timbre = 1103.1, SE = 23.8). The BF analysis provided extreme evidence favoring the simpler model (BF = 1.52 × 10^{18}), suggesting that timbre did not significantly influence participant responses. Consequently, the simpler model was employed for probability predictions, as illustrated in Fig. 2 and detailed in Table S2.
Discussion
The research investigates cross-modal associations in children aged 6-9 years using complex audiovisual stimuli from Prokofiev’s *Peter and the Wolf* and Saint-Saëns’ *Carnival of the Animals*. Two experiments were conducted to explore how timbre affects children’s associations between music and corresponding images. In Experiment 1, children demonstrated strong associations between musical excerpts and images, particularly for the bird and wolf, aligning with Prokofiev’s intentions. However, misattributions were noted, such as the cat’s music being confused with the duck’s image, potentially due to similarities in their musical themes. Age was found to negatively impact accuracy in associations, suggesting a developmental shift in processing audiovisual stimuli.
Experiment 2 revealed that timbre did not significantly influence children’s responses, contrasting with findings in adults. The swan excerpt was most accurately identified, while other excerpts showed unexpected associations. The age effect persisted, indicating that older children exhibited lower accuracy, possibly due to reliance on learned semantic frameworks rather than perceptual mappings. Overall, the study contributes to understanding how children form audiovisual associations, suggesting that these mappings are stable across development and may serve as a foundation for more complex cognitive processes. Future research could further explore the role of timbre by directing children’s attention to it explicitly.