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.
אבקש שתתבוננו בתינוקת זו. מה שמושך את תשומת-ליבכם זה עיניה ועורה שבו אתם אוהבים לגעת. אבל היום אדבר אתכם על מה שאינכם יכולים לראות, על מה שמתרחש במוחה הקטן. הכלים המודרניים של מדעי-העצב מגלים לנו שמה שמתרחש שם הוא לא פחות מאשר מדעי-הטילים. ומה שאנו לומדים עומד לשפוך קצת אור על מה שסופרים ומשוררים רומנטיים תיארו בתור "הפתיחות השמיימית" של נפש התינוק.
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.
מה שרואים כאן זו אימא בהודו, והיא מדברת קורו, שהיא שפה שנתגלתה לאחרונה. והיא מדברת אל תינוקה. מה שאימא זו -- ו-800 האנשים בעולם אשר מדברים קורו -- מבינים, שכדי לשמר את השפה, עליהם לדברה אל התינוקות. וכאן מונחת חידה קריטית. מדוע אין זה אפשרי לשמר שפה בכך שמדברים אליכם ואליי, אל המבוגרים? ובכן, זה חייב להיות קשור במוח שלנו. מה שרואים כאן הוא ששפה יש לה תקופה קריטית בה ניתן ללמוד אותה. האופן בו צריך לקרוא שקופית זו הוא לראות הגיל שלכם על הציר האופקי.
(Laughter)
(צחוק)
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.
ועל הציר האנכי תראו את מיומנותכם ללמוד שפה שניה. תינוקות וילדים הם גאונים עד להגעתם לגיל שבע, ולאחר-מכן יש ירידה מתמשכת. לאחר בגרות מינית, אנו נושרים מהמפה. אף מדען לא חולק על עקומה זו, אבל מעבדות בכל העולם מנסות לגלות מדוע היא מתנהגת כך.
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.
העבודה במעבדה שלי מתמקדת בתקופה הקריטית הראשונה של ההתפתחות -- והיא התקופה בה התינוקות מנסים להיות בקיאים בצלילים המשמשים את שפתם. אנו סבורים שעל-ידי חקר האופן בו הצלילים נלמדים, יהיה לנו מודל לשפה בשלמותה, ואולי גם לתקופות קריטיות העשויות להתקיים בילדות והקשורות בהתפתחות חברתית, רגשית ותפיסתית. אנו לומדים על תינוקות באמצעות שימוש בטכניקה המשמשת בכל העולם ובצלילים של כל השפות. התינוק יושב בחיק ההורה, ואנו מרגילים אותם להפנות את ראשם כאשר משתנה צליל -- כגון מ"אה" ל"אי". אם הם עושים זאת בזמן המתאים, הקופסה השחורה נדלקת ודב הפנדה מתופף על תוף. תינוק בן 6 חודשים נהנה מהמשימה.
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.
מה הצלחנו ללמוד? שתינוקות בכל העולם הם מה שאני אוהבת להגדיר בתור אזרחי העולם; הם יודעים להבחין בכל הצלילים של כל השפות, לא משנה באיזו מדינה אנו בוחנים ואיזו שפה אנו משתמשים. וזה מפליא כי אתם ואני לא מסוגלים לעשות זאת. אנחנו מאזינים מוטי-תרבות. אנו יודעים להבחין בצלילים של השפה שלנו, אבל לא של שפות זרות. אז נשאלת השאלה, מתי אזרחי העולם הללו הופכים למאזינים מוטי-שפה כמונו? והתשובה: לפני יום-הולדתם הראשון. מה שרואים כאן הוא ביצוע אותה משימה של הפניית ראש אצל תינוקות שנבחנו בטוקיו ובארה"ב, כאן בסיאטל, והם האזינו ל"רה" ו"לה" -- צלילים החשובים באנגלית אבל לא ביפנית. כך שבגיל 6 עד 8 חודשים התינוקות משתווים זה לזה. חודשיים יותר מאוחר קורה משהו מדהים. התינוקות בארה"ב משתפרים בהרבה, התינוקות ביפן מידרדרים בהרבה, אבל שתי הקבוצות של התינוקות מכינות את עצמן בדיוק לאותה שפה שהם עומדים ללמוד.
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.
לכן השאלה היא, מה קורה במהלך התקופה הקריטית של החודשיים? זוהי התקופה של התפתחות הקול, אבל מה קורה שם למעלה? מתרחשים שני דברים. הראשון הוא שהתינוקות מקשיבים לנו ברוב-קשב, והם דוגמים סטטיסטית בעודם מאזינים לנו -- הם נוטלים דגימות. תאזינו לשתי אימהות מדברות אימהית -- השפה האוניברסלית שאנו משתמשים בה כדי לדבר אל ילדים -- תחילה באנגלית ואז וביפנית.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(סרטון) אמא באנגלית: אה, אני אוהבת את עיניך הגדולות והכחולות -- כל-כך יפות ונחמדות.
(Japanese)
אמא ביפנית: [יפנית]
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.
פטרישיה קוהל: במהלך הדיבור, כאשר התינוקות מאזינים, מה שהם עושים זה ליטול דגימות של השפה שהם שומעים. וההתפלגויות הללו גדלות. ומה שלמדנו הוא שתינוקות רגישים לסטטיסטיקה, והסטטיסטיקות של יפנית ואנגלית הן מאוד, מאוד שונות. באנגלית יש המון 'ר'שים ו'ל'מדים כך מראה ההתפלגות. וההתפלגות של יפנית שונה לגמרי, בה אנו רואים קבוצה של צלילי ביניים, הידועה בתור ה-'ר' היפנית. כך שתינוקות סופגים את סטטיסטיקת השפה והיא משנה את מוחותיהם; היא משנה אותם מאזרחי העולם למאזינים מוטי-התרבות שהננו. אבל אנו כמבוגרים כבר לא סופגים את הסטטיסטיקות הללו. אנו נשלטים על-ידי התבניות בזיכרון שנוצרו בהתפתחות המוקדמת.
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.
כך מה שאנו רואים כאן זה שינוי המודלים שלנו לגבי המשמעות של התקופה הקריטית. אנו טוענים מנקודת מבט מתמטית שלימוד התכנים של השפה עשוי להאט כאשר ההתפלגויות מתייצבות. זה מעלה שאלות רבות על אנשים דו-לשוניים. אנשים דו-לשוניים חייבים להחזיק שתי מערכות של סטטיסטיקות בו-זמנית ולעבור ביניהן, אחת אחרי השניה, תלוי אל מי הם מדברים.
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.
לכן שאלנו את עצמנו, האם התינוקות יוכלו ליטול סטטיסטיקות בשפה חדשה לגמרי? ובחננו זאת על-ידי חשיפת תינוקות אמריקאיים שמעולם לא שמעו שפה שניה למנדרינית בפעם הראשונה במהלך התקופה הקריטית. ידענו שכאשר חד-לשוניים נבחנו בטאיפה וסיאטל על צלילי מנדרינית, הם הראו את אותה תבנית. שישה, שמונה חודשים, הם היו שווים. חודשיים לאחר-מכן, קרה משהו מדהים. אלא שהתינוקות הטייוואניים משתפרים, לא האמריקאיים. מה שעשינו הוא לחשוף תינוקות אמריקאיים במהלך תקופה זו למנדרינית. זה היה כאילו קרובים מנדרניים באו לבקר לחודש והתגוררו בביתכם ודיברו אל התינוקות במשך 12 פגישות. הנה כך זה נראה במעבדה.
(Mandarin)
(סרטון) דוברת מנדרינית: [מנדרינית]
PK: So what have we done to their little brains?
פ.ק.: אז מה עשינו למוחותיהם הקטנים?
(Laughter)
(צחוק)
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.
היינו צריכים קבוצת בקרה כדי לוודא שהכניסה עצמה למעבדה לא שיפרה את כישורי המנדרינית. לכן קבוצה של תינוקות נכנסה והאזינה לאנגלית. ואנו יכולים לראות מהגרף שחשיפה לאנגלית לא שיפרה את המנדרינית שלהם. אבל תראו מה קרה לתינוקות שנחשפו למנדרינית במשך 12 פגישות. הם היו טובים כמו התינוקות בטייואן אשר האזינו במשך 10 וחצי חודשים. מה שזה הוכיח הוא שתינוקות נוטלים דגימות של שפה חדשה. מה שתשימו לפניהם, הם יטלו מזה דגימות.
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.
אבל תהינו איזה תפקיד מילא האדם בתרגיל לימודי זה. לכן בדקנו קבוצה אחרת של תינוקות שבה הם קיבלו אותה מנה, אותן 12 הפגישות, אבל דרך טלוויזיה וקבוצה אחרת של תינוקות שנחשפו רק לקול וצפו בדובון על המרקע. מה עשינו למוחותיהם? מה שרואים כאן אלה תוצאות הקול -- אין למידה כלשהי -- ותוצאות הוידאו -- אין למידה. לתינוקות דרוש אדם כדי שהם יטלו מדגמים. המוח החברתי שולט כאשר התינוקות נוטלים מדגמים.
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.
אנו רוצים להיכנס אל תוך המוח ולראות את הדבר הזה מתרחש בעוד התינוקות מול הטלוויזיה, בניגוד להיותם מול בני-אדם. למזלנו, יש לנו מכונה חדשה, MEG - שממפה פעילות מוחית באמצעות הדמיה מגנטית, אשר מאפשרת לנו לבצע זאת. זה נראה כמו מייבש-שיער מכוכב אחר. אבל הוא בטוח לחלוטין, כלל לא-פולשני ושקט. אנו מסתכלים בדיוק של מילימטר מבחינת המרחב ובדיוק של מילי-שניה תוך שימוש ב-306 SQUIDs -- אלה הם התקנים מוליכי-על בעלי אפקט קוונטי -- כדי ללכוד שדות מגנטיים אשר משתנים בזמן שאנו חושבים. אנחנו הראשונים בעולם שמקליטים תינוקות במכונת MEG בעודם לומדים.
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.
זוהי אמה הקטנה. היא בת 6 חודשים. והיא מאזינה לשפות שונות באוזניות שעל אוזניה. ניתן לראות שהיא יכולה לנוע. אנו עוקבים אחר ראשה בעזרת לוחיות קטנות בכיפה, כך שהיא חופשיה לנוע ללא שום מגבלות. זהו הישג טכני יוצא-דופן. מה אנו רואים? אנו רואים את מוח התינוקת. כאשר התינוקת שומעת מילה בשפתה האזורים השמיעתיים נדלקים, ולאחריהם האזורים שמקיפים אותם שאנו סבורים שהם קשורים בשמירת הרציפות, כדי לגרום שהמוח יהיה מתואם עם אזוריו השונים, ובסיבתיות (המתבטאת בזה ש...), אזור אחד במוח גורם לאזור אחר להתעורר.
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.
אנו מפליגים על-פני עידן כביר של תור הזהב הקשור בידע בנושא התפתחות מוח של ילד. נהיה מסוגלים לראות את מוח הילד בזמן שהוא חווה רגש, בזמן שהם לומדים לדבר ולקרוא, בזמן שהם פותרים בעיה מתמטית, בזמן שיש להם איזה רעיון. ונהיה מסוגלים להמציא המצאות מבוססות-מוח עבור ילדים המתקשים ללמוד. בדיוק כפי שהמשוררים והסופרים תיארו, אני סבורה שנהיה מסוגלים לראות את הפתיחות המופלאה ההיא, פתיחות מוחלטת ושלמה, של נפש הילד. בחקירתינו את מוח הילד, אנו הולכים לחשוף אמיתות עמוקות על המשמעות של להיות בן-אנוש, ובתהליך זה, אנו עשויים להיות מסוגלים לסייע בשמירת הנפש שלנו פתוחה ללמוד למשך כל ימי חיינו.
Thank you.
תודה לכם.
(Applause)
(מחיאות כפיים)