Prøv at se på denne baby. Man bliver draget af hendes øjne, og man har lyst til at røre ved huden. Men i dag vil jeg tale om noget, som man ikke kan se, nemlig hvad der sker oppe i hjernen på det lille pus. Den moderne neurovidenskab viser os, at det der sker i hjernen, er intet mindre end raketvidenskab. Og det vi lærer, vil kaste lys på hvad de romantiske poeter kaldte for "den æterbårne åbenhed" i et barns sind.
I want you to take a look at this baby. What you're drawn to are her eyes and the skin you love to touch. But today I'm going to talk to you about something you can't see. What's going on up in that little brain of hers. The modern tools of neuroscience are demonstrating to us that what's going on up there is nothing short of rocket science. And what we're learning is going to shed some light on what the romantic writers and poets described as the "celestial openness" of the child's mind.
Det vi ser her, er en mor i Indien, og hun taler Koro, som er et nyopdaget sprog. Hun snakker til sin baby. Hvad denne mor -- og de i alt 800 mennesker som taler Koro -- forstår, at for at bevare dette sprog, må de snakke det til barnet. Og deri ligger en kritisk gåde. Hvorfor kan man ikke bevare et sprog ved at snakke til du og jeg, til de voksne? Tja, det har noget med hjernen at gøre. Det vi ser, er at sprog har en afgørende periode for indlæring. Det her dias læses ved at kigge på din alder på den horisontale akse. (Latter) Den vertikale akse viser din evne til at lære et fremmedsprog. Babyer og børn er genier indtil de bliver syv, og så er der en systematisk nedgang. Efter puberteten falder vi helt uden for kategori. Ingen forskere er uenige i dette, men laboratorier verden over forsøger at finde ud af, hvorfor det fungerer således.
What we see here is a mother in India, and she's speaking Koro, which is a newly discovered language. And she's talking to her baby. What this mother -- and the 800 people who speak Koro in the world -- understands is that, to preserve this language, they need to speak it to the babies. And therein lies a critical puzzle. Why is it that you can't preserve a language by speaking to you and I, to the adults? Well, it's got to do with your brain. What we see here is that language has a critical period for learning. The way to read this slide is to look at your age on the horizontal axis. (Laughter) And you'll see on the vertical your skill at acquiring a second language. The babies and children are geniuses until they turn seven, and then there's a systematic decline. After puberty, we fall off the map. No scientists dispute this curve, but laboratories all over the world are trying to figure out why it works this way.
I mit laboratorium ligger fokus på den første afgørende periode i udviklingen -- og det er den periode, hvor babyer forsøger at lære sig de lyde, som bruges i deres sprog. Ved at studere hvordan lydene læres, vil vi have en model for resten af sproget, og måske for afgørende perioder som eksisterer i barndommen, og som afgør social, følelsesmæssig og kognitiv udvikling. Så vi har studeret babyer vha. en teknologi som hele verden bruger, og vha. lydene fra alle sprog. Babyerne sidder på deres forældres skød, og vi træner dem i at vende hovedet når en lyd ændres -- fx fra "ah" til "ee". Hvis de gør det på det rigtige tidspunkt, lyser den sorte boks op, og en pandabjørn slår på tromme. En seks mdr. gammel baby elsker opgaven.
Work in my lab is focused on the first critical period in development, and that is the period in which babies try to master which sounds are used in their language. We think, by studying how the sounds are learned, we'll have a model for the rest of language, and perhaps for critical periods that may exist in childhood for social, emotional and cognitive development. So we've been studying the babies using a technique that we're using all over the world and the sounds of all languages. The baby sits on a parent's lap, and we train them to turn their heads when a sound changes -- like from "ah" to "ee." If they do so at the appropriate time, the black box lights up and a panda bear pounds a drum. A six-monther adores the task.
Hvad har vi lært? At babyer verden over er det, som jeg kalder for verdensborgere; de kan skelne mellem alle lydene fra alle sprog, ligegyldigt hvilket land vi tester, og hvilket sprog vi bruger. Det er bemærkelsesværdigt, for det kan du og jeg ikke gøre. Vi er kulturbundne lyttere. Vi kan skelne mellem lydene i vores eget sprog, men ikke dem i fremmede sprog. Så spørgsmålet er, hvornår disse verdensborgere bliver forvandlet til sprogbundne lyttere, sådan som vi voksne er? Og svaret er: før deres første fødselsdag. Her ser I den opgave med at vende hovedet, for babyer i Tokyo og i USA, her i Seattle, og de lyttede til "ra" og "la" -- det lyder vigtigt for engelsk, men ikke for japansk. Så fra seks til otte måneder, er babyerne fuldstændig jævnbyrdige. To måneder senere sker der noget utroligt. Babyerne i USA bliver meget bedre, babyerne i Japan bliver meget dårligere, men begge grupper af babyer forbereder sig på nøjagtigt det sprog, som de kommer til at lære.
What have we learned? Well, babies all over the world are what I like to describe as "citizens of the world." They can discriminate all the sounds of all languages, no matter what country we're testing and what language we're using, and that's remarkable because you and I can't do that. We're culture-bound listeners. We can discriminate the sounds of our own language, but not those of foreign languages. So the question arises: When do those citizens of the world turn into the language-bound listeners that we are? And the answer: before their first birthdays. What you see here is performance on that head-turn task for babies tested in Tokyo and the United States, here in Seattle, as they listened to "ra" and "la" -- sounds important to English, but not to Japanese. So at six to eight months, the babies are totally equivalent. Two months later, something incredible occurs. The babies in the United States are getting a lot better, babies in Japan are getting a lot worse, but both of those groups of babies are preparing for exactly the language that they are going to learn.
Så spørgsmålet er, hvad der sker i løbet af den afgørende tomåneders periode? Det er perioden for lydudvikling, men hvad foregår der i hjernen? To ting. For det første lytter babyerne opmærksomt til us, og de laver statistik mens de hører os snakke -- de laver statistik. Så hør to mødre tale babysprog -- det universelle sprog vi bruger, når vi taler til børn -- først på engelsk og så japansk.
So the question is: What's happening during this critical two-month period? This is the critical period for sound development, but what's going on up there? So there are two things going on. The first is that the babies are listening intently to us, and they're taking statistics as they listen to us talk -- they're taking statistics. So listen to two mothers speaking motherese -- the universal language we use when we talk to kids -- first in English and then in Japanese.
(Video) engelsktalende mor: Åh, jeg elsker dine store blå øjne -- så kønne og dejlige.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
Japansktalende mor: (japansk).
(Japanese)
Patricia Kuhl: I løbet af sætningerne, når babyerne så lytter, så laver de statistik på det sprog de hører. Og disse statistikker vokser. Og det vi har lært, er at babyer er følsomme over for statistikken, som for hhv. japansk og engelsk er meget forskellig. Engelsk har mange R'er og L'er, viser statistikken. Og japansk er helt anderledes, hvor vi ser en gruppe af mellemliggende lyde, som svarer til det japanske R. Så babyer absorberer sprogets statistik, og det ændrer deres hjerner; det ændrer dem fra verdensborgere, til de kulturbundne lyttere, som vi er. Men vi voksne er ikke i stand til at absorbere sådanne statistikker. Vi styres af vores hukommelse, som vi formede tidligt i vores udvikling.
Patricia Kuhl: During the production of speech, when babies listen, what they're doing is taking statistics on the language that they hear. And those distributions grow. And what we've learned is that babies are sensitive to the statistics, and the statistics of Japanese and English are very, very different. English has a lot of Rs and Ls. The distribution shows. And the distribution of Japanese is totally different, where we see a group of intermediate sounds, which is known as the Japanese "R." So babies absorb the statistics of the language and it changes their brains; it changes them from the citizens of the world to the culture-bound listeners that we are. But we as adults are no longer absorbing those statistics. We are governed by the representations in memory that were formed early in development.
Så det vi ser, er en ændring af vores model af, hvad den afgørende periode går ud på. Vi argumenterer ud fra et matematisk standpunkt, at tilegnelsen af sprogligt materiale forsinkes, når vores disponibilitet stabiliseres. Det rejser mange spørgsmål om tosprogede mennesker. Tosprogede må holde styr på to sæt statistikker på én gang, og skifte mellem dem, en efter en, afhængig af hvem de taler med.
So what we're seeing here is changing our models of what the critical period is about. We're arguing from a mathematical standpoint that the learning of language material may slow down when our distributions stabilize. It's raising lots of questions about bilingual people. Bilinguals must keep two sets of statistics in mind at once and flip between them, one after the other, depending on who they're speaking to.
Så vi spurgte os selv, om babyerne kan tage statistik af et helt nyt sprog? Vi testede det ved at udsætte amerikanske babyer - som aldrig havde hørt et andet sprog - for kinesisk i løbet af den afgørende periode. Vi vidste, at da ensprogede blev testet i Taipet og Seattle, på de kinesiske lyde, viste de det samme mønster. Ved seks til otte måneder er de helt jævnbyrdige. To måneder senere sker der noget utroligt. Men de taiwanesiske babyer bliver bedre - ikke de amerikanske. Vi udsatte amerikanske babyer for kinesisk. Det var ligesom at have kinesisk familie på besøg i en måned, som så flytter ind i ens hus, og snakker med babyerne fordelt over 12 gange. Sådan her så der ud i laboratoriet.
So we asked ourselves, can the babies take statistics on a brand new language? And we tested this by exposing American babies who'd never heard a second language to Mandarin for the first time during the critical period. We knew that, when monolinguals were tested in Taipei and Seattle on the Mandarin sounds, they showed the same pattern. Six to eight months, they're totally equivalent. Two months later, something incredible happens. But the Taiwanese babies are getting better, not the American babies. What we did was expose American babies, during this period, to Mandarin. It was like having Mandarin relatives come and visit for a month and move into your house and talk to the babies for 12 sessions. Here's what it looked like in the laboratory.
(Video) Kinesisktalende: [Mandarin]
(Mandarin)
PK: Så hvad har vi gjort ved deres små hjerner? (Latter) Vi havde en kontrolgruppe siddende, for at sikre at det ikke var selve laboratoriet som forbedrede kinesiskfærdighederne. Så en gruppe babyer kom ind og lyttede til engelsk. Og vi kan se på grafen, at eksponeringen af engelsk ikke forbedrede deres kinesisk. Men se, hvad der skete med de babyer, som blev udsat for kineisk 12 gange. De var lige så gode som babyerne i Taiwan, som havde lyttet til det i 10½ måneder. Hvad det viser, er at babyer tager statistik af et nyt sprog. Uanset hvad du sætter foran dem, vil de tage statistik af det.
PK: So what have we done to their little brains? (Laughter) We had to run a control group to make sure that coming into the laboratory didn't improve your Mandarin skills. So a group of babies came in and listened to English. And we can see from the graph that exposure to English didn't improve their Mandarin. But look at what happened to the babies exposed to Mandarin for 12 sessions. They were as good as the babies in Taiwan who'd been listening for 10 and a half months. What it demonstrated is that babies take statistics on a new language. Whatever you put in front of them, they'll take statistics on.
Men vi spekulerede på, hvilken rolle mennesket spillede i denne læringsøvelse. Så vi lod en anden gruppe babyer, hvor børnene fik samme dosis, de samme 12 gange, men via et fjernsyn, og en anden gruppe babyer, som kun blev udsat for lyd, og som kiggede på en bamse på skærmen. Hvad gjorde vi ved deres hjerner? Her ser i lydresultaterne -- ingen læring overhovedet -- og videoresultatet -- ingen læring overhovedet. Det kræver et menneske før babyerne kan lave statistik. Den sociale hjerne kontrollerer hvornår babyerne tager statistik.
But we wondered what role the human being played in this learning exercise. So we ran another group of babies in which the kids got the same dosage, the same 12 sessions, but over a television set. And another group of babies who had just audio exposure and looked at a teddy bear on the screen. What did we do to their brains? What you see here is the audio result -- no learning whatsoever -- and the video result -- no learning whatsoever. It takes a human being for babies to take their statistics. The social brain is controlling when the babies are taking their statistics.
Vi vil ind i hjernen og se det ske mens babyer sidder foran fjernsyn, i stedet for mennesker. Heldigvis har vi en ny maskine, MEG, som lader os gøre det. Det ligner en hårtørrer fra Mars. Men den er helt ufarlig, fuldstændig non-invasiv og lydløs. Vi ser på milimeters nøjagtighed med hensyn til spacial og milisekunders nøjagtighed og bruger 306 SQUIDs -- det er superledende kvante interferens enheder -- som kan registrere de magnetiske felter, som ændrer sig, mens vi tænker. Vi er de første i verden til at følge babyer i en MEG maskine mens de lærer.
We want to get inside the brain and see this thing happening as babies are in front of televisions, as opposed to in front of human beings. Thankfully, we have a new machine, magnetoencephalography, that allows us to do this. It looks like a hair dryer from Mars. But it's completely safe, completely noninvasive and silent. We're looking at millimeter accuracy with regard to spatial and millisecond accuracy using 306 SQUIDs -- these are superconducting quantum interference devices -- to pick up the magnetic fields that change as we do our thinking. We're the first in the world to record babies in an MEG machine while they are learning.
Her er lille Emma. Hun er seks måneder. Og hun lytter til forskellige sprog i de hovedtelefoner, hun har på. I kan se, at hun kan bevæge sig. Vi følger hendes hoved via små kugler i en kasket, så hun kan bevæge sig fuldstændig utvunget. Det er en teknisk kraftpræstation. Hvad ser vi? Vi ser babyhjernen. Når babyen hører et ord på hendes sprog, lyser de auditive områder op, og dernæst de omkringliggende områder, som vi tror relaterer til hinanden i en sammenhæng, så hjernen kan koordinere sine forskellige områder, og de virkninger, som ét hjerneområde aktiverer i et andet hjerneområde.
So this is little Emma. She's a six-monther. And she's listening to various languages in the earphones that are in her ears. You can see, she can move around. We're tracking her head with little pellets in a cap, so she's free to move completely unconstrained. It's a technical tour de force. What are we seeing? We're seeing the baby brain. As the baby hears a word in her language, the auditory areas light up, and then subsequently areas surrounding it that we think are related to coherence, getting the brain coordinated with its different areas, and causality, one brain area causing another to activate.
Vi indtræder i en storslået tid af viden om vores barns hjerneudvikling. Vi vil være i stand til at se et barnes hjerne, mens de oplever en følelse, mens de lærer at tale og læse, mens de løser et regnestykke, mens de får en idé. Og vi vil være i stand til at opfinde hjernebaserede indgreb for børn med indlæringsvanskeligheder. Ligesom poeterne beskrev det, tror jeg vi vil være i stand til at se, den forunderlige åbenhed, den fuldkomne åbenhed, i et barns sind. I undersøgelsen af barnets hjerne, vil vi afdække dybe sandheder om hvad det betyder at være menneske og i den proces, vil vi måske kunne holde vores egne sind åbne for læring, resten af vores liv.
We are embarking on a grand and golden age of knowledge about child's brain development. We're going to be able to see a child's brain as they experience an emotion, as they learn to speak and read, as they solve a math problem, as they have an idea. And we're going to be able to invent brain-based interventions for children who have difficulty learning. Just as the poets and writers described, we're going to be able to see, I think, that wondrous openness, utter and complete openness, of the mind of a child. In investigating the child's brain, we're going to uncover deep truths about what it means to be human, and in the process, we may be able to help keep our own minds open to learning for our entire lives.
Tak skal I have.
Thank you.
(Bifald).
(Applause)