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.
Quero que ollen para este bebé. Séntense atraídos polos seus ollos e pola pel que lles gustaría tocar. Pero hoxe vou falar de algo que non poden ver, algo que ocorre no seu pequeno cerebro. As ferramentas modernas da neurociencia están a amosarnos que o que ocorre no seu cerebro é un proceso moi complexo. O que estamos aprendendo vai esclarecer en parte o que os poetas e escritores románticos describían como "apertura celestial" da 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.
O que vemos aquí é unha nai da India que está a falar koro, unha lingua descuberta hai pouco. Está a falarlle ao seu bebé. O que esta nai sabe, así como os 800 falantes de koro do mundo, é que se quere conservar esa lingua ten que falárllela aos seus bebés. E aquí xorde unha incógnita crucial: Por que non se pode conservar unha lingua falando con vostedes e comigo, cos adultos? A resposta está no cerebro. O que vemos aquí é que hai un período crítico para a aprendizaxe dunha lingua. Nesta diapositiva, teñen que buscar a súa idade no eixo horizontal.
(Laughter)
(Risos)
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.
E no eixo vertical verán a súa capacidade de adquirir unha segunda lingua. Os bebés e os nenos son xenios ata os sete anos, cando comeza un descenso sistemático. Despois da puberdade, saímonos do mapa. Ningún científico cuestiona esta gráfica, pero os laboratorios de todo o mundo intentan averiguar por que funciona deste xeito.
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.
No meu laboratorio, o traballo céntrase no primeiro período crítico no desenvolvemento, que é o período no que os bebés intentan discernir que sons se usan na súa lingua. Cremos que, estudando como se aprenden os sons, teremos un modelo para o resto da lingua, e quizais para outros periodos críticos que poida haber na infancia para o desenvolvemento social, emocional e cognitivo. Estamos estudando os bebés mediante unha técnica que estamos a usar en todo o mundo e cos sons de tódalas linguaxes. O bebé senta no colo dos seus pais e ensinámoslle a xirar a cabeza cando un son cambia, como de "a" a "i". Se o fan no momento adecuado, a caixa negra ilumínase e un panda toca un tambor. A un bebé de seis meses encántalle esta actividade.
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.
E que aprendemos? Que os bebés de todo o mundo son o que me gusta denominar cidadáns do mundo. Poden diferenciar tódolos sons de tódolas linguas, sen importar con que país ou con que lingua fagamos os experimentos. E isto é salientable porque nin vostedes nin eu podemos facer isto. Nós estamos limitados pola nosa cultura. Podemos diferenciar os sonidos da nosa propia lingua, pero non os de linguas estranxeiras. De modo que a pregunta que xorde é cándo pasan estes cidadáns do mundo a ser oíntes limitados pola cultura, coma nós? A resposta: antes do seu primer aniversario. O que ven aquí é o rendemento na actividade de xirar a cabeza con bebés de Tokio e dos Estados Unidos, aquí, en Seatlle, mentres que escoitaban "ra" and "la", que son sons importantes no inglés, pero non no xaponés. Dos seis aos oito meses, os resultados son idénticos. Dous meses mais tarde, ocorre algo asombroso. Os bebés estadounidenses melloran moitísimo, e os bebés xaponeses empeoran moito tamén, porque os dous grupos de bebés prepáranse exactamente para a lingua que van ter que 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.
Así que a pregunta é: que sucede neste período crítico de dous meses? Este é o período crítico para o desenvolvemento dos sons, pero que sucede no cerebro? Pois suceden dúas cousas. A primeira é que os bebés escoitan atentamente e calculan estatísticas mentres nos oen falar. Sí, calculan estatísticas. Escoitemos a dúas nais falar en "maternalés", que é a lingua universal que usamos para falarlles aos nenos, primeiro en inglés e despois en xaponés.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Vídeo) Nai inglesa: Ah, I love your big blue eyes - so pretty and nice.
(Japanese)
Nai xaponesa: [waa okina 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 a produción da fala, mentres os bebés escoitan, calculan estatísticas da lingua que escoitan. E esas distribucións crecen. O que aprendemos é que os bebés son sensibles ás estatísticas, e as estatísticas do inglés e o xaponés son moi diferentes. O inglés ten moitas R e L, como amosa a distribución. E a distribución do xaponés é totalmente diferente onde vemos un grupo de sons intermedios que se coñece como a R xaponesa. Os bebés absorben estas estatísticas da lingua, e estas moldean o seu cerebro e fan que pasen de ser cidadáns do mundo a ser os oíntes limitados pola cultura súa cultura. Nós, os adultos, xa non absorbemos esas estatísticas. Estamos gobernados polas representacións mentais que se formaron na etapa de desenvolvemento.
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.
De modo que o que vemos aquí cambia os nosos modelos de funcionamento do período crítico. Afirmamos, cunha base matemática, que a aprendizaxe dunha lingua pode ralentizarse cando se asentan as nosas distribucións. Isto fai que xurdan moitas preguntas sobre as persoas bilingües. As persoas bilingües deben ter en conta dous estatísticas a un tempo e pasar de unha a outra, dependendo de con quen falen.
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.
Por iso nos preguntamos a nós mesmos: os bebés poden calcular estatísticas dunha lingua allea? E fixemos un experimento que bebés estadounidenses que nunca tiveran contacto cunha segunda lingua escoitasen mandarín por primeira vez durante o período crítico. Sabiamos que, cando se facía que bebés monolingües de Taipei e Seatlle escoitaran mandarín, amosaban o mesmo patrón. De 6 a 8 meses, resultados idénticos. Dous meses máis tarde, ocorre algo asombroso. Os bebés taiwaneses melloraban moito, os estadounidenses non. O que fixemos foi expoñer a bebés estadounideneses neste período ao mandarín. Era como ter familiares que veñen a visitarte durante un mes, que se trasladan á túa casa e que falan mandarín cos bebés durante 12 sesións. Así foi como o vimos no laboratorio.
(Mandarin)
(Vídeo): Falante de mandarín: [Mandarín]
PK: So what have we done to their little brains?
PK: Entón, que lles fixemos aos seus cerebriños?
(Laughter)
(Risos)
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.
Tivemos que establecer un grupo de control para segurarnos de que vir ao laboratorio non melloraba o nivel de mandarín. De modo que un grupo de bebés veu e escoitou inglés. E o que podemos ver no gráfico é que a exposición ao inglés non melloraba o seu mandarín. Pero observen o que ocorreu cos bebés que estiveron 12 sesións expostos ao mandarín. Eran tan bos coma os bebés de Taiwán, que estiveran escoitándoo 10 meses e medio. O que isto demostra é que os bebés calculan estatísticas de linguas novas. Calcularán estatísticas de todo o que se poña ao seu alcance.
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 nós preguntabámonos que papel tiñamos os humanos neste exercicio de apredizaxe. Por iso establecemos outro grupo de bebés que tamén tiveron 12 sesións, pero cun televisor, e outro grupo que tivo só exposición a un audio mentres veía un oso de peluche na pantalla. Que lles fixemos os seus cerebros? O que ven aquí é o resultado do audio, non hai aprendizaxe, e resultado o do vídeo: tampouco hai apredizaxe. É necesario que haxa unha persoa para que os bebés calculen estatísticas. A parte social do cerebro é a que controla cando os bebés calculan estatísticas.
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.
Queremos meternos no cerebro e ver como ocorren as cousas cando os bebés están fronte ao televisor, en vez de estar con persoas. Afortunadamente, temos unha máquina nova, magnetoencefalografía, que nos permite facer isto. Parece un secador de pelo de Marte, pero é totalmente segura, non invasiva e silenciosa. E permítenos mirar con precisión milimétrica, no plano espacial, e con precisión de milisegundos usando 306 SQUID (aparatos superconductores de interferencias cuánticas) para detectar campos magnéticos que cambian cando pensamos. Somos os primeiros do mundo en rexistrar bebés cunha máquina MEG mentres están aprendendo.
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 é a pequena Emma. Ten 6 meses. E está escoitando distintas linguas cos auriculares que ten postos. Como poden ver, pode moverse. Estamos analizando a súa cabeza cunhas pequenas bólas nun gorro de forma que ela poida moverse con liberdade. É un gran reto técnico. Que podemos ver? Podemos ver o cerebro do bebé. Cando o bebé escoita unha palabra na súa lingua, acéndense as áreas auditivas e tamén outras áreas cercanas que cremos que están relacionadas coa coherencia (-coordinan as diferentes áreas do cerebro), e coa causalidade, (que fan que unha área faga que outra se active).
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.
Estámonos adentrando nunha gran idade dourada do coñecemento sobre o desenvolmento do cerebro dos nenos. Poderemos ver os cerebros dun neno cando experimenta unha emoción, cando aprende a falar e a ler, cando resolve un problema matemático, e cando ten unha idea. Poderemos inventar intervencións con base cerebral para os nenos con dificultades de aprendizaxe. Como dixeron os poetas e escritores, creo que poderemos ver esa marabillosa apertura, esa completa e total apertura da mente infantil. Ao investigar o cerebro dos nenos imos descubrir verdades profundas sobre o significado de ser humán. E neste proceso, pode que sexamos capaces de abrir as nosas propias mentes ao aprendizaxe durante toda a nosa vida.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)