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.
Je veux que vous regardiez ce bébé. Ce qui vous attire ce sont ses yeux et la peau que vous aimeriez toucher. Mais aujourd'hui je vais vous parler de quelque chose que vous ne pouvez pas voir, ce qui se passe dans son petit cerveau. Les outils modernes des neurosciences nous démontrent que ce qui se passe là-dedans est vraiment d'un très haut niveau. Et ce que nous apprenons va apporter un éclairage sur ce que les écrivains et poètes romantiques décrivaient comme " l'ouverture céleste" de l'esprit de l'enfant.
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.
Ce que nous voyons ici c'est une mère en Inde. Elle parle le Koro, qui est une langue nouvellement découverte. Et elle parle à son bébé. Ce que cette mère -- et les 800 personnes qui parlent Koro dans le monde -- comprennent que, pour préserver cette langue, ils doivent la parler à leur bébés. Et c'est là que se trouve une énigme vitale. Comment se fait-il qu'on ne puisse pas conserver une langue en la parlant à vous et moi, aux adultes ? Eh bien ça a à voir avec votre cerveau. Ce que nous voyons ici c'est qu'il y a une période critique pour apprendre une langue. Pour lire cette diapo, vous devez regarder votre âge sur l'axe horizontal.
(Laughter)
(Rires)
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.
Et sur l'axe vertical vous verrez votre aptitude à acquérir une deuxième langue. Les bébés et les enfants sont des génies jusqu'à ce qu'ils aient sept ans, et ensuite il y a un déclin systématique. Après la puberté, nous sortons de la courbe. Aucun scientifique ne discute cette courbe, mais des laboratoires dans le monde entier essaient de comprendre pourquoi ça fonctionne comme ça.
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.
Le travail dans mon laboratoire se concentre sur la première période critique du développement -- et c'est la période dans laquelle les bébés essayent de maîtriser les sons qui sont utilisés dans leur langue. Nous pensons qu'étudier comment les sons sont appris, nous fournira un modèle pour le reste de la langue, et peut-être pour les périodes critiques qui existent potentiellement dans l'enfance pour le développement social, émotionnel et cognitif. Donc nous étudions des bébés en utilisant une technique que nous utilisons dans le monde entier et les sons de toutes les langues. Les bébés sont assis sur les genoux d'un parent, et nous les entraînons à tourner la tête quand le son change -- par exemple de "ah à "ee" S'ils le font au bon moment la boîte noire s'allume et un panda joue du tambour. Un enfant de six mois adore cette tâche.
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.
Qu'avons-nous appris ? Eh bien les bébés du monde entier sont ce que je me plais à décrire comme des citoyens du monde ; ils peuvent distinguer tous les sons de toutes les langues, quel que soit le pays où nous effectuons les tests et la langue que nous utilisons. Et c'est remarquable parce que vous et moi ne pouvons le faire. Nous écoutons en fonction de notre culture. Nous pouvons discriminer les sons de notre propres langue, mais pas ceux des langues étrangères. Et donc cela soulève une question, à quel moment ces citoyens du monde deviennent-ils comme nous des auditeurs limités à leur propre langue? Et la réponse est : avant leur premier anniversaire. Vous voyez ici l'expérience où nous faisons tourner la tête à des bébés lors des tests effectués à Tokyo et aux États-Unis, ici à Seattle pendant qu'ils écoutaient des "ra" et des "la" -- des sons importants en anglais mais pas en japonais. Donc entre six et huit mois les bébés sont totalement équivalents. Deux mois plus tard une chose incroyable se produit. Les bébés aux États-Unis s'améliorent beaucoup, les bébés au Japon empirent, mais ces deux groupes de bébés se préparent exactement pour la langue qu'ils vont apprendre.
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 question est donc: que se passe-t-il pendant cette période critique de deux mois ? C'est la période du développement du son mais que se passe-t-il là-dedans? Il se passe 2 choses. La première c'est que les bébés nous écoutent intensément, et ils tirent des statistiques en nous écoutant parler -- ils tirent des statistiques. Ecoutez deux mères qui parlent un langage de maman -- la langue universelle que nous utilisons quand nous parlons aux enfants -- d'abord en anglais puis en japonais
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(vidéo) Mère anglaise : Ah, j'aime tes grands yeux bleus -- si jolis et mignons.
(Japanese)
Mère japonaise : [en japonais]
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: pendant la production orale, quand les bébés écoutent, ils tirent en fait des statistiques de la langue qu'ils entendent. Et ces distributions s'accroissent. Et ce que nous avons appris c'est que les bébés sont sensibles aux statistiques et les statistiques du japonais et de l'anglais sont très, très différentes L'anglais contient beaucoup de R et de L comme le montre la distribution. Et la distribution du japonais est totalement différente, où nous voyons un groupe de sons intermédiaires, que l'on appelle le R japonais. Donc les bébés absorbent les statistiques de la langue et ça modifie leur cerveau; de citoyens du monde, ça les transforme en auditeurs limités par la culture que nous sommes. Mais nous en tant qu'adultes n'absorbons plus ces statistiques. Nous sommes gouvernés par des représentations en mémoire qui se sont formées tôt dans le développement.
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.
Donc ce que nous voyons ici change nos modèles de ce qu'est la période critique. Nous prétendons d'un point de vue mathématique que l'apprentissage de la langue peut ralentir quand nos distributions se stabilisent. Cela soulève de nombreuses questions au sujet des bilingues. Les bilingues doivent conserver deux ensembles de statistiques à l'esprit en même temps et passer de l'une à l'autre, l'une après l'autre, selon à qui ils parlent.
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.
Alors nous nous sommes demandés, les bébés peuvent-ils tirer des statistiques d'une toute nouvelle langue ? Et nous l'avons testé en exposant des bébés américains qui n'avaient jamais entendu de deuxième langue à du mandarin pour la première fois pendant la période critique. Nous savions que quand on testait des monolingues à Taipeh et Seattle avec les sons du mandarin ils montraient le même schéma. A six et huit mois, ils étaient complètement équivalents. Deux mois plus tard, quelque chose d'incroyable se produit. Mais les bébés taïwanais s'améliorent, et pas les bébés américains. Ce que nous avons fait, nous avons exposé les bébés américains pendant cette période au mandarin. C'était comme si des cousins mandarins venaient vous rendre visite pendant un mois et habitaient avec vous et parlaient au bébé pendant 12 sessions. Voilà que ça ressemblait dans le laboratoire.
(Mandarin)
(Video) locuteur mandarin : [mandarin]
PK: So what have we done to their little brains?
PK : Alors qu'avons nous fait à ces petits cerveaux ?
(Laughter)
(Rires)
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.
Il nous fallait un groupe contrôle pour nous assurer que le seul fait de venir au laboratoire n'améliorait pas vous aptitude au mandarin. Donc un groupe de bébés est venu et à écouté de l'anglais. Et nous avons vu d'après le graphique que l'exposition à l'anglais n'améliorait pas leur mandarin. Mais regardez ce qui s'est passé pour les bébés exposé au mandarin pendant 12 sessions. Ils étaient aussi bons que les bébés à Taiwan qui avaient écouté pendant 10 mois et demi. Ce que ça a prouvé c'est que les bébés tirent des statistiques d'une nouvelle langue. Quoi qu'on mette devant eux, ils en tirent des statistiques.
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.
Mais nous nous sommes demandés quels rôle l'être humain jouait dans cet exercice d'apprentissage. Donc nous avons testé un autre groupe de bébés dans lequel les enfants ont reçu la même dose, les mêmes 12 sessions, mais par le biais d'une télévision et un autre groupe de bébés qui étaient simplement exposés à de l'audio et regardaient un nounours sur un écran Qu'avons-nous fait à leur cerveau ? Ce que vous voyez ici c'est le résultat audio -- aucun apprentissage -- et le résultat vidéo -- aucun apprentissage. Il faut un être humain pour que les bébés tirent des statistiques. Le cerveau social contrôle quand les bébés tirent des statistiques.
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.
Nous voulons entrer dans le cerveau et voir cette chose se produire alors que les bébés sont devant des télévisions pour comparer au moment où ils sont devant des êtres humains. Dieu merci, nous avons une nouvelle machine la magnéto encéphalographie, qui nous permet de le faire. Elle ressemble à un sèche-cheveux venu de mars Mais c'est absolument sans risque, totalement silencieux et non invasif. Avec une précision au millimètre près pour ce qui est de l'espace et une précision à la milliseconde qui utilise 306 SQUIDs -- ce sont des appareils à interférence quantique superconducteurs -- pour repérer les champs magnétiques qui changent lorsque nous réfléchissons. Nous sommes les premiers au monde à enregistrer des bébés dans une machine à électroencéphalogramme pendant qu'ils apprennent.
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.
Donc voici la petite Emma. Elle a six mois. Et elle écoute différentes langues dans les écouteurs qui sont sur ses oreilles. Vous pouvez voir, elle peut bouger. Nous suivons sa tête avec des petits capteurs dans un bonnet. Donc elle est libre de bouger totalement sans contrainte. C'est un tour de force technique. Que voyons-nous ?. Nous voyons le cerveau du bébé. Quand le bébé entend un mot dans sa langue. les zones auditives s'allument et puis les zones qui les entourent et dont nous pensons qu'elles sont en rapport avec la cohérence, et qu'elle permettent au cerveau de se coordonner avec ses différentes zones, et la causalité, une zone du cerveau qui en fait active une autre.
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.
Nous nous embarquons dans une ère remarquable de connaissances du développement du cerveau de l'enfant. Nous allons être en mesure de voir un cerveau d'enfants pendant qu'ils ressentent une émotion, pendant qu'ils apprennent à parler et à lire, pendant qu'ils résoudent un problème de maths, pendant qu'ils ont une idée. Et nous allons être capables d'inventer des interventions sur des cerveaux pour des enfants qui ont des difficultés d'apprentissage. Tout comme les poètes et des écrivains l'ont décrit, nous allons être capables de voir, je pense, cette merveilleuse ouverture, cette ouverture complète et absolue, de l'esprit de l'enfant. En étudiant le cerveau de l'enfant nous allons découvrir des vérités profondes sur ce que ça signifie l'être humain et dans la foulée, nous serons peut-être capables de maintenir nos cerveaux ouverts à l'apprentissage tout au long de nos vies.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)