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.
Regardez ce bébé. Vous serez attiré à ses yeux et à sa peau que vous aimez toucher. Mais aujourd'hui je vous parle 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-haut est tout à fait sorcier. Et ce qu'on apprend nous aidera à expliquer ce que les écrivains et poètes romantiques avaient décrit comme « l’ouverture d’esprit » de la psyché 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, et elle parle Koro, qui est une langue récemment découverte. Et elle parle à son bébé. Ce que cette mère — et les 800 autres personnes qui parlent Koro au monde — comprennent que, pour préserver cette langue, ils doivent la parler avec leur bébé. Et voilà la grande question. Comment est-ce qu'une langue ne peut pas être préservée en nous la parlant, à l’âge adulte? C'est une question qui concerne votre cerveau. On constate alors qu'il y a une période critique pour apprendre une langue. La façon d'interpréter cette diapositive est de trouver votre âge sur l'axe horizontal.
(Laughter)
(Des 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 vous pouvez voir sur l'axe vertical votre capacité d'acquérir une deuxième langue. Les bébés et les enfants sont des génies jusqu'à l'âge de sept, et après ça il y a un déclin constant. Après la puberté, on disparaît de la carte. Aucun scientifique dispute cette tendance, mais des laboratoires autour du monde se débattent pour comprendre pourquoi c'est le cas.
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.
Les recherches dans mon labo sont concentrées sur la première période critique du développement — qui est la période dans laquelle les bébés essaient de maîtriser les sons utilisés dans leur langue — Nous croyons qu'en étudiant comment les sons sont appris, nous aurons un modèle pour appliquer à la langue entière, et peut-être pour des périodes critiques qui pourraient exister dans l'enfance pour le développement social, émotif, et cognitif. Nous étudions les bébés en utilisant une technique que nous utilisons autour du monde et en utilisant les sons de toutes langues. L'enfant est assis sur les genoux d'un parent, et nous les entrainons à tourner leur tête lorsqu'un son est modifié — comme par exemple d'un « ah » à « ee » — S'ils le font au temps approprié, la boîte noire s'illumine et l'ours panda tape son tambour. Un bébé de six mois s'amuse dans la 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'est-ce que nous avons appris? Je considère tous les bébés autour du monde sont des citoyens du monde; ils peuvent faire la distinction entre tous les sons de toutes les langues, peu importe dans quel pays nous faisons nos recherches et quelle langue nous utilisons. C'est étonnant car ni moi ni toi ne pouvons faire de même. Nos oreilles sont liées à notre culture. Nous pouvons faire la distinction entre les sons de notre propre langue, mais pas ceux d'une langue étrangère. Donc la question peut être posée, À quel âge sont ces citoyens du monde limités par la langue de leur enfance? Et la réponse: avant leur premier anniversaire. Vous pouvez voir ici la performance dans la tâche de tourner la tête pour des bébés à l'essai à Tokyo et aux États-Unis, ici à Seattle, alors qu'ils ont écouté les sons « ra » et « la » — des sons importants pour la langue anglaise, mais pas en japonais. — Donc à l'âge de six à huit mois les bébés sont complètement équivalents. Deux mois plus tard quelque chose d'incroyable se produit. Les bébés aux États-Unis s'améliorent beaucoup, les bébés au Japon empirent, mais les deux groupes de bébés se préparent pour exactement 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.
Donc qu'est-ce qui se passe durant cette période critique de deux mois? C'est la période critique dont la perception du son se développe, mais qu'est-ce qui se passe là-haut? Il y a donc deux choses qui se passent. La première chose est que les bébés nous écoutent attentivement, et ils prennent des statistiques alors qu'ils nous écoutent parler — ils compilent des statistiques. — Écoutez ces deux mères parler la langue des mères — la langue universelle qu'on utilise quand on parle aux enfants — premièrement en anglais et ensuite en japonais.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Vidéo) Mère Anglaise: Ah, j'adore tes gros yeux bleus — si jolis et beaux. —
(Japanese)
Mère Japonaise: (Mots 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: Quand on parle, et quand les bébés écoutent, ils sont en train de compiler des statistiques sur la langue qu'ils entendent. Et ces distributions s’accumulent. Ce que nous avons appris c'est que les bébés sont sensibles aux statistiques, et que les statistiques des Japonais et des Anglais sont très, très différentes. La langue anglaise possède beaucoup de sons de « R » et de « L » comme la distribution démontre. Et que la distribution du japonais est complètement différente, où nous observons un groupe de sons intermédiaires, connu comme le « R » japonais. Donc les bébés assimilent les statistiques de la langue et ceci change leur cerveau; ça les transforme de citoyens du monde en auditeurs liés à leur culture; comme nous sommes tous. Mais comme adultes nous n'absorbons plus ces statistiques. Nous somme gouvernés par des représentations dans notre mémoire qui se sont formées tôt dans notre 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.
Alors ce que nous observons ici transforme nos modèles de la période critique d'auparavant. Nous postulons que d'un point de vue mathématique l'apprentissage d'une langue pourrait ralentir lorsque nos distributions stabilisent. Plusieurs questions se posent au sujet des personnes bilingues. Les personnes bilingues doivent garder deux ensembles de statistiques dans leur tête en même temps et de sauter d’une à l’autre dépendant de la personne 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.
Donc nous nous sommes demandés, est-ce que les bébés prennent des statistiques sur une nouvelle langue? Et nous avons mis cette question à l'essai en exposant des bébés Américains — qui n'ont jamais entendu une deuxième langue — au Mandarin pour la première fois durant la période critique. Nous savions que, lorsque des personnes unilingues ont été testées à Taipei et à Seattle sur les sons Mandarins, elles ont démontré la même tendance. Entre 6 et 8 mois, elles sont complètement équivalentes. Deux mois plus tard, et quelque chose d'incroyable se passe. Les bébés Taïwanais s'améliorent, pas les bébés Américains, . Ce que nous avons fait c'était d'exposer les bébés Américains durant cette période au Mandarin. C'était comme si de la parenté Mandarin les avait visité durant un mois et qui ont emménagé dans votre maison et ont parlé aux bébés pour 12 séances. Voici comment ça s'est passé dans le laboratoire.
(Mandarin)
(Vidéo) orateur Mandarin: (Mandarin)
PK: So what have we done to their little brains?
PK: Alors qu'est-ce que nous avons fait avec leur petit cerveau?
(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.
Nous avions dû mener un groupe témoin pour s'assurer que de simplement entrer le laboratoire n'a pas amélioré vos habiletés en Mandarin. Alors, un groupe de bébés sont venus et ont écouté de l'Anglais. Nous pouvons constater sur ce graphique que l'exposition à l'Anglais n'a pas amélioré leur Mandarin. Par contre, regardez ce qui arrive aux bébés qui sont exposés au Mandarin pour 12 séances. Ils étaient aussi bon que les bébés au Taiwan qui avaient entendu la langue durant 10 mois et demi. Ça nous a démontré que les bébés prennent des statistiques sur une nouvelle langue. Qu’importe ce vous mettez devant eux, ils y prendront 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 demandions quel rôle l'être humain a joué dans cet exercice d'apprentissage. Alors, nous avons rassemblé un autre groupe de bébés dans lequel les enfants ont reçu la même exposition, les mêmes 12 séances, mais cette fois par téléviseur et un autre groupe de bébés qui ont seulement reçu une exposition auditive et qui ont regardé un ours en peluche sur l'écran. Qu'est-ce que nous avons fait à leur cerveau? Ce que vous observez ici c'est le résultat de l'audio; — aucun apprentissage du tout — et le résultat du vidéo; — aucun apprentissage du tout — Ça prend un être humain pour que les bébés prennent leurs statistiques. Le cerveau social est en contrôle lorsque les bébés sont en train de prendre leurs 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 observer ceci dans le cerveau pendant que ça se passe, comme les bébés sont devant les téléviseurs, au lieu de devant les êtres humains. Heureusement, nous avons une nouvelle machine, la magnétoencéphalographie, qui nous permet d'accomplir ça. Ça ressemble à un sèche-cheveux de la planète Mars. Mais c'est entièrement sans danger, complètement non-invasif et silencieux. Nous s'attendons à une exactitude au millimètre en ce qui concerne l'exactitude spatiale et l'exactitude à la milliseconde en utilisant 306 SQUIDs — des interféromètres quantiques supraconducteurs — qui détectent des champs magnétiques qui changent avec nos pensées. Nous sommes les premiers au monde à enregistrer des bébés avec une machine MEG 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.
Voici la petite Emma. Elle est âgée de six mois. Et elle écoute à des langues variées avec les écouteurs dans ses oreilles. Comme vous voyez, elle peut se remuer. Nous suivons sa tête avec des petites boulettes dans une casquette, donc elle peut bouger sans contrainte. C'est un tour de force technique. Qu'est-ce que nous observons? Nous observons le cerveau du bébé. Lorsque le bébé entend un mot dans sa langue les zones auditives s'illuminent, et par la suite les zones qui l'entourent que nous croyons sont associées à la cohérence, et qui coordonnent les zones variées du cerveau entre elles, et la causalité, une zone du cerveau qui cause une autre à s'activer.
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 sommes à l'aube d'un âge grand et d'or de connaissances sur le développement du cerveau des enfants. Nous serons capables d'observer le cerveau des enfants au moment où ils éprouvent une émotion, au moment où ils apprennent à parler et à écrire, au moment où ils résolvent un problème mathématique, au moment où ils ont une idée. Et nous serons capables de créer des interventions basées autour du cerveau pour des enfants qui éprouvent des difficultés dans leur apprentissage. Comme les poètes et les écrivains ont décris, nous serons capables de voir, je crois, cette ouverture d'esprit merveilleuse, une ouverture d'esprit complète et absolue, dans la psyché d'un enfant. En étudiant le cerveau d'un enfant, nous allons découvrir des vérités profondes sur la signification d'être un humain, et en même temps, nous serons peut-être capable de garder notre propre esprit ouvert à l'apprentissage pour notre vie entière.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)