Individual differences affecting the bilingual language switching abilities

Ilchovska, Zlatomira Georgieva ORCID: 0000-0001-6682-9952 (2024). Individual differences affecting the bilingual language switching abilities. University of Birmingham. Ph.D.

Ilchovska2024PhD.pdf
Text - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 31 July 2028.
Available under License All rights reserved.
Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Language switching is bilinguals’ ability to change swiftly between languages, so that the communicative message is understood by its recipients. However, the exact cognitive and neural mechanism of language switching has not been fully understood yet, and it is not clear why some bilinguals are better at switching into the required language than others. To answer these questions, the current thesis investigated the cognitive and neural processes that underlie language switching, as well as the individual differences that affect it. We first devised and tested a new questionnaire measure of bilingual switching experiences and interactional environments. The results showed a factorial structure that corresponded well with two crucial bilingual experience and cognitive control theories, the Adaptive Control Hypothesis (Green & Abutalebi, 2013) and the Unified Bilingual Experience Trajectory Model (DeLuca et al, 2020). We also measured behaviourally and electrophysiologically how language control is applied during language switching, aiming to explore when and where language switching costs, marking switching inefficiency, appear. The results demonstrated a complex landscape of brain functioning processes, where different levels of language control overlapped and ran in parallel, and were further affected by the specific language bilinguals needed to select. These findings complied with a domain-general cognition account of language switching, where inhibition is involved. Investigating further the involvement of domain-general inhibitory control in language control, we tested for any relationships between the two in language switching and domain-general control tasks but found only very partial qualitative overlap in bilinguals’ neural responses. Finally, we tested the relationships of the behavioural and neural markers of language switching with the individual differences factors of language switching and bilingual experience from our questionnaire measure. The results partially supported the claim that different bilingual experiences could affect language switching on neural level through executive control training. To conclude, this thesis offers an investigation of bilinguals’ language control, with a wide range of behavioural, neural and experiential measures, from the same bilingual sample. The findings support the idea that language control is a complex non-linear process that could be explained to some degree by bilingual individual differences factors and to some degree by domain-general inhibitory control.

АБСТРАКТ
Превключването между езиците е способността на двуезичните хора да преминават бързо между езиците, така че комуникативното послание да бъде разбрано от адресатите. Въпреки това, точният когнитивен и невронален механизъм на езиковото превключване все още не е напълно изяснен, и не е ясно защо някои двуезични хора са по-добри в превключването към нужния език от други. За да отговорим на тези въпроси, настоящата дисертация изследва когнитивните и невронални процеси, лежащи в основата на превключването между езиците, както и индивидуалните различия, които му влияят. Най-напред създадохме и тествахме нов въпросник за опита на двуезичните хора с превключването между езиците и средите им на общуване. Резултатите показаха факторна структура, която съответства в голяма степен на две основни теории за двуезичния опит и когнитивния контрол - Хипотезата за адаптивния контрол (Green & Abutalebi, 2013) и Обединения модел за траекторията на двуезичния опит (DeLuca et al., 2020). Също така, измерихме поведенчески и електрофизиологично как се прилага езиковият контрол при превключването между езиците, с цел да изследваме кога и къде се проявяват разходите при това превключване, които демонстрират неефективността на превключването. Резултатите показаха сложна картина от мозъчни функционални процеси, където различните нива на езиков контрол се припокриват и изпълняват паралелно, допълнително повлияни от конкретния език, който двуезичните лица трябва да изберат. Тези резултати съответстват нa интерпретацията на езиковото превключване чрез генералната неспецифична когниция, която включва и инхибирането. Изследвайки по-задълбочено участието на генералния неспецифичен инхибиторен контрол в езиковия контрол, тествахме връзката между двата в задачи за превключване между езиците и генерален неспецифичен контрол, но открихме само много частично качествено припокриване в невроналните процеси на двуезичните ни изследвани лица. За финал, тествахме и връзките между поведенческите и невронални маркери на езиковото пречключване и факторите от въпросника ни за индивидуалните различия в превключването между езиците и двуезичния опит. Резултатите частично подкрепиха твърдението, че разнообразният двуезичен опит може да повлияе на езиковото превключване на невронално ниво чрез тренирането на когнитивния контрол. В заключение, тази дисертация представя изследване на езиковия контрол на двуезични лица, съдържащо широка гама от поведенчески, невронални и свързани с опита променливи, събрани от една и съща двуезична експериментална извадка. Резултатите подкрепят идеята, че езиковият контрол е сложен нелинеен процес, който може да бъде обяснен отчасти от двуезичните индивидуални различия и отчасти от генералния неспецифичен инхибиторен контрол.

RESUMEN
La alternancia de idiomas es la habilidad de los bilingües de cambiar rápidamente de un idioma a otro, para que el mensaje comunicativo sea entendido por sus receptores. Sin embargo, el mecanismo cognitivo y neuronal exacto de la alternancia de idiomas aún no se comprende completamente, y no está claro por qué algunos bilingües son mejores que otros al cambiar al idioma requerido. Para responder a estas preguntas, la presente tesis investigó los procesos cognitivos y neuronales que subyacen a la alternancia de idiomas, así como las diferencias individuales que lo afectan. Primero, creamos y sometimos a prueba un nuevo cuestionario para medir las experiencias de la alternancia de idiomas y los entornos de interacción de los bilingües. Los resultados mostraron una estructura factorial que se correspondía bien con dos teorías importantes sobre la experiencia bilingüe y el control cognitivo: la Hipótesis del Control Adaptativo (Green & Abutalebi, 2013) y el Modelo Unificado de la Trayectoria de Experiencia Bilingüe (DeLuca et al., 2020). También medimos de manera conductual y electrofisiológica cómo se aplica el control del lenguaje durante la alternancia de idiomas, con el objetivo de explorar cuándo y dónde aparecen los costos cognitivos de esta alternancia, que serían un indicador de ineficiencia en el proceso. Los resultados revelaron un escenario complejo de procesos de funcionamiento cerebral, donde diferentes niveles de control del lenguaje se superpusieron y se ejecutaron en paralelo, y se vieron afectados aún más por el idioma específico que los bilingües necesitan seleccionar. Estos hallazgos concuerdan con una explicación cognitiva de dominio general del cambio de idioma, en la cual está involucrada la inhibición cognitiva. Al investigar en profundidad la participación del control inhibitorio de dominio general en el control del lenguaje, evaluamos relaciones entre ambos, en tareas de alternancia de idiomas y de control de dominio general, pero sólo se encontró una superposición parcial cualitativa en las respuestas neurales de los bilingües. Finalmente, estudiamos las relaciones entre los marcadores conductuales y neuronales de la alternancia de idiomas, junto con los factores de diferencias individuales en este proceso y la experiencia bilingüe obtenida en nuestro nuevo cuestionario. Los resultados respaldaron la afirmación de que a través del entrenamiento del control ejecutivo, las experiencias bilingües podrían afectar el cambio de idioma a nivel neuronal. En conclusión, esta tesis ofrece una investigación sobre el control del lenguaje de los bilingües, con una amplia gama de medidas conductuales, neuronales y experienciales, a partir de una misma muestra bilingüe. Los hallazgos respaldan la idea de que el control del lenguaje es un proceso complejo y no lineal, que puede explicarse en cierta medida por los factores de las diferencias individuales de los bilingües y en cierta medida por el control inhibitorio de dominio general.

Type of Work:

Thesis (Doctorates > Ph.D.)

Award Type:

Doctorates > Ph.D.

Supervisor(s):