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.
Katsokaapa tätä vauvaa. Huomionne kiinnittyy hänen silmiinsä ja ihoon, jota haluaisitte koskettaa. Mutta tänään kerron jostain, mitä ei voi nähdä, mitä tapahtuu hänen pienissä aivoissaan. Neurotieteen uudet työkalut osoittavat siellä tapahtuvan jotakin suorastaan nerokasta. Tulokset valaisevat osin sitä, mitä romanttiset kirjailijat ja runoilijat pitivät lapsen mielen "taivaallisena avoimuutena".
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.
Tässä näemme intialaisen äidin, ja hän puhuu koroa, äskettäin löydettyä kieltä. Hän puhuu vauvalleen. Tämä äiti -- ja ne maailman 800 ihmistä, jotka puhuvat koroa -- ymmärtävät, että kielensä säilyttämiseksi heidän täytyy puhua sitä vauvoilleen. Siinä on ongelman ydin. Mistä johtuu, ettei kieltä voi säilyttää puhumalla sitä aikuisille? Se liittyy aivoihin. Tässä näkyy kielen oppimisen ratkaiseva vaihe. Tätä tulkitaan katsomalla oma ikä vaaka-akselilta.
(Laughter)
(Naurua)
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.
Pystyakseli kuvaa toisen kielen oppimisen taitoa. Vauvat ja lapset ovat neroja ennen kuin täyttävät seitsemän, sitten alkaa jatkuva alamäki. Puberteetin jälkeen pudotaan kuvioista. Tutkijat ovat tästä yhtä mieltä, mutta kaikkialla maailmassa laboratoriot yrittävät keksiä, miksi näin on.
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.
Laboratorioni työ keskittyy ensimmäiseen kriittiseen kehitysjaksoon -- vaiheeseen, jolloin vauvat yrittävät selvittää, mitä äänteitä heidän kielessään käytetään. Tutkimalla äänteiden oppimista uskomme saavamme mallin muille kielen osille ja ehkäpä lapsuuden sosiaalisen, emotionaalisen ja kognitiivisen kehityksen kriittisille vaiheille. Olemme tutkineet vauvoja kaikkialla maailmassa käyttäen samaa tekniikkaa ja kaikkien kielten äänteitä. Vauvan istuessa vanhemman sylissä harjoitamme häntä kääntämään päätänsä äänteen vaihtuessa -- vaikkapa "a:sta i:ksi". Jos vauva tekee niin oikealla hetkellä, mustaan laatikkoon syttyy valo ja pandakarhu rummuttaa. Puolivuotias jumaloi tätä tehtävää.
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.
Tutkimuksemme tulokset? Kaikki maailman vauvat ovat mielestäni maailmankansalaisia; he pystyvät erottamaan kaikkien kielten kaikki äänteet, testattavasta maasta ja käytetystä kielestä riippumatta. Se on merkittävää, koska me aikuiset emme siihen pysty. Kuulomme on kulttuurisidonnaista. Pystymme erottamaan äänteet omasta kielestämme, mutta emme vieraista kielistä. Joutuu kysymään, milloin maailmankansalaisista tulee aikuisten kaltaisia kielisidonnaisia kuulijoita. Vastaus: Ennen ensimmäistä syntymäpäivää. Tässä näette Tokiossa ja täällä Seattlessa testattujen vauvojen suoriutumisen päänkääntötehtävästä heidän kuultuaan "ra" ja "la" -- tärkeät äänteet englannissa, mutta ei japanissa. Vauvat ovat täysin tasavertaisia 6 - 8 kk:n ikäisinä. Kaksi kuukautta myöhemmin tapahtuu jotain uskomatonta. Amerikkalaisvauvat alkavat suoriutua paljon paremmin, japanilaiset paljon huonommin, mutta molemmat vauvaryhmät valmistautuvat juuri siihen kieleen, jota ovat oppimassa.
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.
Mitä tapahtuu näiden kahden tärkeän kuukauden aikana? Se on äännekehityksen kriittinen vaihe, mutta mitä aivoissa on tapahtumassa? Kaksi asiaa. Ensinnäkin vauvat kuuntelevat puhetta tarkkaavaisesti ja "tekevät kuunnellessaan tilastoja" -- todellakin tilastoivat. Kuunnelkaa kahden äidin lepertelyä vauvoilleen -- yleismaailmallista tapaa puhua pikkulapsille -- ensin englanniksi ja sitten japaniksi.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Video) Englantilainen äiti: Voi sinun suuria sinisiä silmiäsi -- niin sieviä ja suloisia.
(Japanese)
Japanilainen äiti: [japania]
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: Puheen tuottamista kuunnellessaan vauvat tekevät tilastoja kuulemastaan kielestä. Äänteiden jakauma kasvaa, Olemme selvittäneet, että vauvat aistivat herkästi tilastotietoa, japanin ja englannin äänteet ovat hyvin, hyvin erilaisia. Englannissa on paljon r:iä ja l:iä, kuten jakauma osoitti. Japanissa on täysin erilainen jakauma, johon kuuluu joukko väliäänteitä, jotka tunnetaan japanilaisena r:nä. Vauvat omaksuvat tietyn kielen äännerakenteen, ja se muuttaa heidän aivojaan; se muuttaa maailmankansalaiset kulttuurisidonnaisiksi kuuntelijoiksi. Mutta aikuiset eivät enää omaksu uusia äännejakaumia. Heitä ohjaavat muistissa olevat äänneasut, jotka muotoutuivat varhaislapsuudessa.
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.
Nämä seikat ovat muuttamassa käsityksiämme kehityksen kriittisestä vaiheesta. Matemaattisista lähtökohdista väitämme, että kieliaineksen oppiminen voi hidastua, äännejakaumien vakiintuessa. Tämä herättää monia kysymyksiä kaksikielisistä ihmisistä. Kaksikielisten täytyy hallita kaksi tilastojoukkoa ja liikkua niiden välillä riippuen siitä, kenelle puhuvat.
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.
Aloimme pohtia, voisivatko vauvat tilastoida täysin uutta kieltä? Testasimme tätä antamalla amerikkalaisvauvojen, jotka eivät koskaan olleet kuulleet toista kieltä, kuulla mandariinikiinaa kriittisen vaiheen aikana. Kun testattiin yksikielisiä lapsia Taipeissa ja Seattlessa mandariinin äänteillä, he suoriutuivat yhtä hyvin. 6 - 8 kk:n iässä he ovat täysin yhdenvertaisia. Kaksi kuukautta myöhemmin tapahtuu jotain uskomatonta. Taiwanilaisvauvat suoriutuvat paremmin, eivät amerikkalaiset. Altistimme amerikkalaisvauvoja tämän vaiheen aikana mandariinille. Ikään kuin kiinalaisia sukulaisia olisi tullut kuukaudeksi vieraisille perheisiin pitämään vauvoille 12 puheistuntoa. Tällaista oli laboratoriossa.
(Mandarin)
(Video) Kiinalainen puhuja: [mandariiniksi]
PK: So what have we done to their little brains?
PK: Mitä olemmekaan tehneet heidän pikku aivoilleen?
(Laughter)
(Naurua)
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.
Meidän piti käyttää kontrolliryhmää varmistaaksemme, ettei pelkkä laboratorioon tulo parantanut mandariinin taitoja. Ryhmä vauvoja tuli laboratorioon kuuntelemaan englantia. Kuvasta näkee, englannin kuunteleminen kohentanut mandariinin taitoa. Mutta mitä tapahtui vauvoille, jotka kuulivat mandariinia 12 istunnossa. He olivat yhtä hyviä kuin taiwanilaiset vauvat, jotka olivat kuunnelleet 10,5 kuukautta. Se osoitti vauvojen pystyvän tilastoimaan uutta kieltä. He tilastoivat kaiken mahdollisen heille esitetyn.
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.
Mutta meitä mietitytti ihmisen osuus tässä oppimistapahtumassa. Testasimme toista vauvaryhmää, jossa lapset saivat saman 12 istunnon annoksen, mutta television kautta, ja ryhmää, joka sai ainoastaan kuunnella ja katsella teddykarhua kuvaruudulta. Miten vaikutimme heidän aivoihinsa? Tässä on kuultuun perustuva tulos -- ei mitään oppimista -- ja videotulos -- ei mitään oppimista. Elävä ihminen on tarpeen, jotta vauvat voivat tehdä tilastojaan. Sosiaaliset aivot hallitsevat, vauvojen tilastoidessa.
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.
Haluamme päästä aivojen sisälle ja nähdä tämän tapahtuvan vauvojen seurustellessa television eivätkä ihmisolennon kanssa. Onneksi uusi kone, magnetoencephalografi, on käytettävissä. Se on kuin hiustenkuivaaja Marsista, mutta täysin turvallinen, elimistöön tunkeutumaton ja äänetön. Käytämme millimetrin tarkkuutta tilan suhteen ja millisekunnin tarkkuutta 306 SQUID-laitteilla -- ne ovat suprajohtavia kvantti-interferometrejä-- mittaamaan magneettikenttiä, jotka muuttuvat ihmisen ajatellessa. Ensimmäisinä maailmassa teemme vauvoista tallenteita MEG-laitteessa, kun he ovat oppimassa.
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.
Tässä on pikku Emma. Hän on puolivuotias. Hän kuuntelee eri kieliä korvissa olevilla kuulokkeilla. Kuvasta näkee, että hän voi liikkua. Pään likettä mitataan myssyn pienillä pelleteillä, vauva pystyy liikkumaan täysin vapaasti. Se on tekninen taidonnäyte. Mitä näemme? Vauvan aivot. Vauvan kuullessa oman kielensä sanan kuuloalueet valaistuvat ja sitten ympärillä olevat alueet, joiden uskotaan liittyvän johdonmukaisuuteen ja saavan aivojen eri alueet yhteistoimintaan, ja syy-yhteyteen yhden aivoalueen saadessa toisen aktivoitumaan.
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.
On alkamassa mahtava kulta-aika lapsen aivojen kehityksen tuntemisessa. Pian pystytään näkemään lapsen aivot kun hän kokee tunteen, oppii puhumaan ja kirjoittamaan, ratkaisee matemaattisen tehtävän tai saa idean. Pystytään antamaan aivotoimintaan perustuvaa apua oppimisvaikeuksista kärsiville lapsille. Aivan kuin runoilijat ja kirjailijat kuvailivat, kyetään näkemään lapsen mielen satumainen, kertakaikkinen avoimuus. Lasten aivotutkimuksissa saadaan selville syvällisiä totuuksia ihmisenä olemisen merkityksestä, ja samalla ehkä autetaan pitämään oma mielemme avoinna oppimiselle loppuiäksi.
Thank you.
Kiitoksia.
(Applause)
(Suosionosoituksia)