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.
Voglio che guardiate questo bambino. Ciò che vi attrae sono i suoi occhi e la pelle che vi vien voglia di toccare. Oggi vi parlerò di qualcosa che non potete vedere: di quello che succede nel suo piccolo cervello. Gli strumenti moderni delle neuroscienze ci stanno dimostrando che ciò che succede lì dentro non è meno complesso della scienza missilistica. Ciò che stiamo imparando farà un po' di luce su ciò che gli scrittori romantici e i poeti hanno descritto come "apertura celestiale" della mente dei bambini.
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.
Ciò che vediamo qui è una mamma indiana, che parla Koro, una lingua scoperta recentemente. Sta parlando al suo bambino. Ciò che questa madre -- e le altre 800 persone che parlano Koro nel mondo -- capisce è che, per preservare questa lingua, bisogna parlarla ai bambini. Qui c'è un punto critico. Perché non si può preservare un linguaggio parlandolo a voi e a me, agli adulti? Bene, è una cosa che ha a che fare con il vostro cervello. Ciò che vediamo qui è che c'è un periodo critico per l'apprendimento di una lingua. Per leggere questa diapositiva dovete cercare la vostra età sull'asse orizzontale.
(Laughter)
(Risate)
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 vedete sull'asse verticale la vostra capacità di apprendere una seconda lingua. I neonati e i bambini sono dei geni, fino a quando compiono sette anni, dopo c'è un declino sistematico. Dopo la pubertà cadiamo fuori dal grafico. Nessuno scienziato mette in discussione questa curva, ma i laboratori in tutto il mondo stanno cercando di capire perché funzioni in questo modo.
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.
Il lavoro nel mio laboratorio è focalizzato sul primo periodo critico di apprendimento -- questo è il periodo in cui i bambini cercano di individuare quali suoni sono usati nella loro lingua. Pensiamo che studiando come vengono imparati i suoni, avremo un modello per il resto del linguaggio, e forse per gli altri periodi critici che possono esserci nell'infanzia a causa dello sviluppo sociale, emozionale e cognitivo. Così abbiamo studiato i neonati utilizzando una tecnica usata in tutto il mondo e i suoni di tutte le lingue. Il neonato siede in grembo a uno dei genitori, e gli insegniamo a girare la testa quando un suono cambia -- ad esempio da "ah" ad "i". Se lo fanno al momento giusto, la scatola nera si illumina e un panda suona un tamburo. Un bimbo di sei mesi adora questo esercizio.
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.
Che cosa abbiamo imparato? Bene, in tutto il mondo i bambini sono come amo descriverli cittadini del mondo; possono distinguere tutti i suoni di tutte le lingue, non importa quale paese stiamo testando e quale lingua stiamo usando. Questo è notevole perché voi ed io non ci riusciamo. Siamo uditori legati ad una cultura. Possiamo distinguere i suoni della nostra stessa lingua, ma non quelli delle lingue straniere. Nasce quindi la domanda: quando questi cittadini del mondo si trasformano in uditori legati ad una cultura? La risposta è: prima di compiere un anno. Ciò che vedete qui è l'esecuzione del test del girare la testa su bambini testati a Tokyo e negli Stati Uniti, qui a Seattle, mentre ascoltano i suoni "ra" e "la" -- suoni importanti in Inglese, ma non in Giapponese. Per i bambini dai sei agli otto mesi sono perfettamente equivalenti. Due mesi dopo succede qualcosa di incredibile. I bambini negli Stati Uniti migliorano sensibilmente, mentre i bambini in Giappone peggiorano di molto, ma entrambi questi gruppi di bambini si stanno preparando esattamente per la lingua che impareranno.
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 domanda è, che cosa succede in questo periodo critico di due mesi? Questo è il periodo dello sviluppo del suono, ma cosa sta succedendo lì dentro? Stanno succedendo due cose. La prima è che i bambini ci stanno ascoltando intenzionalmente, e fanno delle statistiche mentre ci ascoltano parlare -- fanno delle statistiche. Ascoltate due madri che parlano la lingua delle mamme -- la lingua universale che usiamo quando parliamo ai bambini -- prima in Inglese e poi in Giapponese.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Video) Madre Inglese: Ah, amo i tuoi occhioni blu -- così graziosi e dolci.
(Japanese)
Madre Giapponese: [Giapponese]
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 il discorso, quando i bambini ascoltano, fanno delle statistiche sulla lingua che sentono. E queste distribuzioni statistiche aumentano. Quello che abbiamo imparato è che i bambini sono sensibili alle statistiche, e le statistiche del Giapponese e dell'Inglese sono molto, molto diverse. L'Inglese ha un sacco di 'R' e di 'L' come mostra la distribuzione statistica. La distribuzione del Giapponese è totalmente differente, qui vediamo un gruppo di suoni intermedi, conosciuto come la 'R' Giapponese. Così i bambini assorbono le statistiche della lingua e questo modifica il loro cervello; li trasforma da cittadini del mondo in ascoltatori legati ad una cultura. Noi come adulti non assimiliamo più queste statistiche. Siamo governati dalle rappresentazioni mnemoniche che ci siamo formati all'inizio del nostro sviluppo.
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.
Quindi ciò che vediamo qui sta cambiando i nostri modelli riguardanti il periodo critico. Stiamo sostenendo da un punto di vista matematico che l'apprendimento di un materiale linguistico possa rallentare quando la distribuzione statistica si stabilizza. Questo solleva molte questioni a proposito delle persone bilingui. I bilingui devono tenere in mente due serie statistiche alla volta e giostrarsi tra le due, una dopo l'altra, a seconda della persona con la quale stanno parlando.
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.
Così ci siamo chiesti i bambini possono fare statistiche su una lingua completamente nuova? Abbiamo fatto dei test facendo ascoltare a dei bambini Americani, che non avevano mai sentito una seconda lingua, il Mandarino per la prima volta durante i periodo critico. Sapevamo che, quando erano stati testati dei monolingua sui suoni del Mandarino a Taipei e a Seattle, avevano mostrato lo stesso schema. A sei, otto mesi, sono totalmente equivalenti. Due mesi dopo, accade qualcosa d'incredibile. Ma sono i bambini di Taiwan a migliorare, non quelli Americani. Abbiamo fatto ascoltare, in questo periodo, il Mandarino a dei bambini Americani. Era come se avessero dei parenti Cinesi venuti in visita per un mese in casa loro che parlavano ai bambini nel corso di dodici sessioni. Ecco come era in laboratorio.
(Mandarin)
(Video) Persona che parla Mandarino: [Mandarino]
PK: So what have we done to their little brains?
PK: quindi, cosa abbiamo fatto ai loro piccoli cervelli?
(Laughter)
(Risate)
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.
Abbiamo dovuto istituire un gruppo di controllo per essere sicuri che il solo venire in laboratorio non migliorasse la loro abilità nel Mandarino. Così un gruppo di bambini è venuto ed ha ascoltato l'Inglese. E possiamo vedere dal grafico che l'esposizione all'Inglese non ha migliorato il loro Mandarino. Ma guardate cosa è successo ai bambini esposti al Mandarino per 12 sessioni. Sono bravi quanto i bimbi di Taiwan che lo hanno ascoltato per 10 mesi e mezzo. Questo ha dimostrato che i bambini fanno delle statistiche su una nuova lingua. Qualsiasi cosa gli si metta di fronte, fanno delle statistiche su di essa.
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.
Ci siamo chiesti quale ruolo ha giocato l'essere umano in questo esercizio di apprendimento. Quindi abbiamo abbiamo preso un altro gruppo di bambini nel quale i bambini hanno avuto lo stesso dosaggio, le stesse 12 sessioni, ma attraverso un televisore e un altro gruppo di bambini che ha avuto solo un'esposizione audio e guardava un orsetto sullo schermo. Cosa abbiamo fatto ai loro cervelli? Quello che vedete sono i risultati del test audio -- nessun tipo di apprendimento -- e i risultati del video -- nessun tipo di apprendimento. Ci vuole un essere umano per far si che i bambini facciano delle statistiche. La parte 'sociale' del cervello prende il controllo quando i bambini fanno le loro statistiche.
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.
Vogliamo entrare nel cervello e vedere queste cose accadere mentre i bambini sono di fronte alla televisione, o mentre sono di fronte ad un essere umano. Fortunatamente disponiamo di una nuova macchina, il magnetoencefalografo, che ci permette di farlo. Assomiglia ad un casco asciugacapelli marziano. Ma è completamente innocuo, totalmente non invasivo e silenzioso. Vogliamo una precisione millimetrica per quanto attiene alla dimensione spaziale e una precisione di millisecondi per i 306 sensori SQUID -- dispositivi superconduttori a interferenza quantistica -- che catturano i campi magnetici che cambiano quando pensiamo. Siamo i primi al mondo a studiare dei bambini con un magnetoencefalografo mentre stanno imparando.
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.
Così, questa è la piccola Emma. Ha sei mesi. Sta ascoltando diverse lingue con le cuffie che ha nelle orecchie. Come potete vedere, si può muovere. Seguiamo la sua testa con dei piccoli sensori in una cuffia, così può muoversi senza costrizioni. E' un tour de force tecnico. Che cosa stiamo vedendo? Vediamo il cervello della bambina. Quando la bimba sente un suono nella sua lingua si illumina l'area dedicata all'udito, e successivamente le aree che la circondano, che pensiamo essere legate alla coerenza, che coordinano il cervello con le sue diverse aree, e alla causalità, ossia un'area del cervello che causa l'attivazione di un'altra.
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.
Stiamo entrando in una grande età dell'oro della conoscenza dello sviluppo del cervello dei bambini. Saremo in grado di vedere il cervello di un bambino mentre prova un'emozione, mentre impara a parlare e a leggere, mentre risolve un problema matematico, mentre ha un'idea. E saremo capaci di scoprire degli interventi sul cervello per bambini con difficoltà di apprendimento. Come hanno descritto poeti e scrittori, saremo capaci di vedere, penso, questa meravigliosa apertura, l'apertura a tutto tondo della mente di un bambino. Studiando il cervello dei bambini, scopriremo le verità più profonde riguardo ciò che significa essere umani, e in questo processo, potremo forse riuscire a mantenere una mente aperta all'apprendimento per tutta la vita.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)