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.
Quiero que observen a esta bebé. Nos sentimos atraídos por sus ojos y por esa piel que quisiéramos tocar. Pero hoy voy a hablarles de algo que no aparece a simple vista y es lo que está sucediendo en su pequeño cerebro. Las herramientas modernas de la neurociencia nos están demostrando que lo que sucede en su cerebro es de verdad extremadamente complejo. Y lo que hemos aprendido va a esclarecer un poco lo que poetas y escritores románticos describieron como la "apertura celestial" de la mente infantil.
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.
Lo que vemos aquí es una madre en India que está hablando en koro, un idioma recién descubierto. Le está hablando a su bebé. Lo que esta madre -y las 800 personas que hablan koro en el mundo- entiende es que, para preservar este idioma, tienen que hablárselo a sus bebés. Y ahí yace un enigma central. ¿Por qué no se puede preservar un idioma hablándolo entre nosotros, entre adultos? Bueno, tiene que ver con el cerebro. Lo que vemos aquí es que el idioma tiene un período crítico de aprendizaje. Para leer la diapositiva tienen que buscar su edad en el eje horizontal.
(Laughter)
(Risas)
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.
Y en el eje vertical van a ver su capacidad para incorporar un segundo idioma. Los bebés y los niños son genios hasta los 7 años y luego hay una disminución sistemática. Después de la pubertad nos salimos del mapa. Ningún científico duda de esta curva pero laboratorios por todo el mundo intentan descubrir por qué sucede esto.
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.
En mi laboratorio nos centramos en el primer período crítico del desarrollo, es decir el período en el cual los bebés aprenden a dominar los sonidos usados en su idioma. Pensamos que estudiando el aprendizaje de los sonidos hallaremos un modelo del resto del idioma y tal vez de los períodos críticos que podrían existir en la niñez para el desarrollo social, emocional y cognitivo. Así que hemos estado estudiando a los bebés mediante una técnica que empleamos en todo el mundo y los sonidos de todos los idiomas. La bebé se sienta en el regazo de su madre y la entrenamos para que gire su cabeza cuando cambia un sonido como de "ah" a "ih". Si lo hacen en el momento correcto se enciende la caja negra y un oso panda toca un tambor. Una bebé de 6 meses adora la tarea.
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.
¿Qué hemos aprendido? Bueno, los bebés de todo el mundo son lo que me gusta denominar "ciudadanos del mundo"; pueden discriminar todos los sonidos de todos los idiomas sin importar el país que en que estemos ni el idioma que estemos usando. Y es algo notable porque ni Uds. ni yo podemos hacer eso. Somos oyentes cultura-dependientes. Podemos discriminar los sonidos de nuestro propio idioma pero no los de idiomas extranjeros. Entonces la pregunta que surge es ¿en qué momento estos ciudadanos del mundo se vuelven los oyentes cultura-dependientes que somos? Y la respuesta es antes de su primer cumpleaños. Lo que se ve aquí es el rendimiento en el giro de cabezas de bebés examinados en Tokio y Estados Unidos, aquí en Seattle, cuando escuchan "ra" y "la"; sonidos importantes en inglés pero no en japonés. Así, de los 6 a los 8 meses los bebés son totalmente equivalentes. Dos meses después ocurre algo increíble. Los bebés en Estados Unidos están mejorando mucho y los bebés en Japón van de mal en peor, pero ambos grupos de bebés se están preparando para el idioma preciso que van a aprender.
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.
La pregunta es: ¿qué está sucediendo durante este período crítico de 2 meses? Es el período del desarrollo de sonidos pero, ¿qué está pasando allí? Están pasando dos cosas. La primera es que los bebés nos están escuchando atentamente tomando estadísticas a medida que nos escuchan hablar, están calculando estadísticas. Escuchemos a dos madres hablando maternalmente -el idioma universal que usamos al hablarle a los niños- primero en inglés y luego en japonés.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Video) Madre de EE.UU.: [Ah, I love your big blue eyes so pretty and nice]
(Japanese)
Madre japonesa: [waa ōkina chairoi o me-me soshite kireina kuroi kami]
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.
Patricia Kuhl: Durante la producción del habla cuando los bebés escuchan están tomando estadísticas del lenguaje que escuchan. Y esas distribuciones crecen. Y lo que hemos aprendido es que los bebés son sensibles a las estadísticas y las estadísticas del japonés y del inglés son muy, muy diferentes. El inglés tiene muchas R y L según muestra la distribución. Y la distribución del japonés es totalmente diferente donde vemos un grupo de sonidos intermedios que se conocen como la R japonesa. Los bebés absorben las estadísticas del idioma y eso cambia sus cerebros; eso los transforma de ciudadanos del mundo en los oyentes cultura-dependientes que somos. Pero nosotros, como adultos, ya no absorbemos esas estadísticas. Estamos gobernados por las representaciones mentales que se formaron tempranamente en nuestro desarrollo.
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.
Lo que estamos viendo aquí está cambiando nuestros modelos del período crítico. Sostenemos desde un punto de vista matemático que el aprendizaje de material lingüístico se hace más lento cuando nuestras distribuciones se estabilizan. Eso genera muchas preguntas respecto de las personas bilingües. Los bilingües deben tener en mente dos grupos de estadísticas a la vez y alternar entre ellos, uno tras otro, dependiendo de con quién están hablando.
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.
Entonces nos preguntamos ¿pueden los bebés sacar estadísticas de un idioma totalmente nuevo? Y lo probamos exponiendo a bebés estadounidenses, que nunca antes habían oído un segundo idioma, al mandarín por primera vez durante el período crítico. Cuando hicimos la prueba en monolingües en Taipei y Seattle con los sonidos del mandarín mostraron el mismo patrón. A los 6, 8 meses, son totalmente equivalentes. Dos meses después sucede algo increíble. Los bebés taiwaneses van progresando, no así los bebés estadounidenses. Expusimos a los bebés estadounidenses durante este período al mandarín. Era como hacer que los parientes chinos vinieran de visita un mes y se quedaran en vuestra casa y hablaran con los bebés por 12 sesiones. Así se veía en el laboratorio.
(Mandarin)
(Video) [en mandarín]
PK: So what have we done to their little brains?
PK: ¿Qué le hicimos a sus pequeños cerebros?
(Laughter)
(Risas)
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.
Teníamos un grupo de control para asegurarnos que sólo por venir al laboratorio no se mejoraba el conocimiento del mandarín. Así que un grupo de bebés venía a escuchar inglés. Y podemos ver en el gráfico que la exposición al inglés no mejoró su mandarín. Pero miren lo que le sucedió a los bebés expuestos al mandarín por 12 sesiones. Quedaron igualmente buenos a los bebés de Taiwán expuestos al mandarín durante 10 meses y medio. Lo que esto demostró fue que los bebés toman estadísticas sobre un nuevo idioma. Toman estadísticas de lo que sea que les pongamos en frente.
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.
Pero nos preguntamos qué papel representa el ser humano en este ejercicio de aprendizaje. Por eso a otro grupo de bebés le suministramos la misma dosis, las mismas 12 sesiones, pero frente a un televisor y a otro grupo de bebés sólo los expusimos al audio con un oso de peluche en la pantalla. ¿Qué le hicimos a sus cerebros? Aquí ven el resultado del audio -no hubo ningún aprendizaje- y el del video -tampoco hubo aprendizaje-. Se necesita un ser humano para que los bebés saquen estadísticas. El cerebro social controla los momentos cuando los bebés toman sus estadísticas.
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.
Queríamos meternos en el cerebro y ver qué sucede cuando los bebés están frente al televisor versus cuando están frente a seres humanos. Afortunadamente tenemos una nueva máquina, el magnetoencefalógrafo, que nos permite estudiar esto. Parece un secador de pelo marciano. Pero es completamente seguro, absolutamente no invasivo y silencioso. Estamos viendo una precisión milimétrica en lo espacial y también de milisegundos usando 306 SQUIDs -dispositivos superconductores de interferencia cuántica- para detectar campos magnéticos que cambian a medida que pensamos. Somos los primeros en el mundo en registrar a los bebés con estas máquinas mientras están aprendiendo.
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.
Esta es la pequeña Emma. Tiene 6 meses. Y está escuchando varios idiomas en los audífonos que tiene puestos. Pueden ver que puede moverse. Seguimos su cabeza con unas bolitas en la gorra de modo que pueda moverse con absoluta libertad. Es una maravilla tecnológica. ¿Qué estamos viendo? Estamos viendo el cerebro del bebé. A medida que el bebé oye palabras en su idioma las áreas auditivas se encienden y posteriormente las áreas circundantes -que pensamos están relacionadas con la coherencia, encargada de coordinar el cerebro con sus diferentes áreas- y la causalidad; una zona del cerebro que provoca la activación de otra.
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.
Nos estamos embarcando hacia una grandiosa edad dorada del conocimiento en el desarrollo del cerebro infantil. Vamos a poder ver el cerebro infantil a medida que experimenten emociones, a medida que aprendan a hablar, leer, que resuelvan problemas matemáticos y que tengan una idea. Y vamos a poder inventar intervenciones quirúrgicas cerebrales para niños con dificultades de aprendizaje. Como lo describieron poetas y escritores vamos a poder ver, creo, esa apertura maravillosa, total y absoluta apertura de la mente infantil. Investigando el cerebro infantil vamos a descubrir verdades profundas de qué significa ser humano y en el proceso quizá podamos ayudar a mantener nuestras mentes abiertas al aprendizaje durante todas nuestras vidas.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)