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.
Kijk alsjeblieft naar deze baby. Wat je aantrekt, zijn haar ogen, en haar huid, die je zou willen aanraken. Vandaag ga ik vertellen over iets dat je niet kan zien, wat er gebeurt daarboven in haar kleine brein. De moderne middelen van de neurowetenschap tonen ons dat wat daarboven gebeurt, je reinste hogere wetenschap is. Wat we leren, zal een licht werpen op wat de romantische schrijvers en dichters hebben beschreven als de "hemelse openheid" van de geest van het kind.
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.
Hier zien we een moeder in India. Ze spreekt Koro, een pas ontdekte taal. Ze praat met haar baby. Deze moeder, en de 800 mensen op de wereld die Koro spreken, begrijpen dat ze, om deze taal te bewaren, de taal moeten spreken met hun baby's. Daar zit een cruciaal vraagstuk in. Waarom kan je een taal niet bewaren door ze met jou en mij, met de volwassenen, te praten? Dat heeft te maken met je brein. Hier zien we dat taal een cruciale aanleerperiode kent. Je leest deze slide zo: kijk naar je leeftijd op de horizontale as.
(Laughter)
(Gelach)
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.
Op de verticale as zie je je vermogen om een tweede taal te leren. Baby's en kinderen zijn geniaal tot ze zeven worden, en dan is er een systematische achteruitgang. Na de puberteit vallen we buiten de grafiek. Geen enkele wetenschapper betwist deze grafiek, maar laboratoria overal ter wereld proberen uit te vissen waarom het zo loopt.
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.
Het werk in mijn lab is gericht op de eerste cruciale periode in de ontwikkeling -- en dat is de periode waarin baby's proberen te achterhalen welke klanken in hun taal worden gebruikt. We denken dat we door te bestuderen hoe klanken worden geleerd, een model zullen hebben voor de rest van de taal, en misschien voor cruciale periodes in de kindertijd voor sociale, emotionele en cognitieve ontwikkeling. We hebben de baby's bestudeerd met een techniek die we over de hele wereld gebruiken, en met de klanken van alle talen. De baby zit op de schoot van een ouder. We leren hen hun hoofd te draaien als een klank wijzigt, bijvoorbeeld van "a" naar "e". Als ze dat op het juiste moment doen, licht de zwarte doos op en speelt een pandabeer op de trom. Een kind van zes maanden vindt dat een heerlijke klus.
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.
Wat hebben we geleerd? Baby's uit de hele wereld zijn wat ik graag wereldburgers noem. Ze kunnen alle klanken van alle talen onderscheiden, onafhankelijk van het land en de taal van de test. Dat is opmerkelijk, omdat jij en ik dat niet kunnen. Wij zijn cultuurgebonden luisteraars. We kunnen de klanken van onze eigen taal onderscheiden, maar niet die van vreemde talen. Dus rijst de vraag: wanneer veranderen die wereldburgers in de taalgebonden luisteraars die wij zijn? Het antwoord is: voor hun eerste verjaardag. Hier zie je de prestaties op de hoofddraaitaak van baby's in Tokyo en de Verenigde Staten, hier in Seattle, die luisterden naar "ra" en "la", klanken die belangrijk zijn in het Engels, maar niet in het Japans. Als ze 6 tot 8 maanden zijn, zijn hun prestaties volkomen gelijk. Twee maanden later gebeurt er iets ongelooflijks. De baby's in de VS gaan vooruit, de baby's in Japan gaan achteruit, maar beide groepen baby's bereiden zich nauwgezet voor op de taal die ze gaan leren.
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.
De vraag is dus: wat gebeurt er gedurende deze cruciale periode van twee maanden? Dit is de periode van de klankontwikkeling, maar wat gebeurt er daarboven? Er gebeuren twee dingen. Ten eerste luisteren de baby's heel gericht naar ons, en houden ze statistieken bij terwijl ze naar ons gepraat luisteren. Ze houden statistieken bij. Luister naar twee moeders die moeder-taal spreken -- de universele taal die we gebruiken als we met kinderen praten -- eerst in het Engels, dan in het Japans.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Video) Engelse moeder: Ah, ik ben dol op je grote blauwe ogen -- zo mooi en leuk.
(Japanese)
Japanse moeder: [Japans]
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: Tijdens het voortbrengen van spraak, en als baby's luisteren, houden ze statistieken bij over de taal die ze horen. De verdelingen nemen toe. We hebben geleerd dat baby's gevoelig zijn aan de statistieken. De statistieken van Japans en Engels zijn erg verschillend; Engels heeft veel R en L, zo toont de verdeling. De verdeling van Japans is helemaal anders. Daar zien we een groep tussenklanken, gekend als de Japanse R. Baby's absorberen de statistieken van de taal, en dat wijzigt hun brein. Het verandert ze van wereldburgers in cultuurgebonden luisteraars zoals wij. Als volwassenen absorberen we die statistieken niet meer. We worden beheerst door de voorstellingen in het geheugen die in onze vroege ontwikkeling werden gevormd.
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.
Wat we hier zien, wijzigt onze modellen van waar de cruciale periode om draait. We betogen vanuit wiskundig standpunt dat het leren van taalmateriaal kan vertragen als onze verdelingen zich stabiliseren. Het roept vele vragen op over tweetalige mensen. Tweetaligen moeten tegelijk twee stellen statistieken bijhouden en overschakelen van de ene naar de andere, afhankelijk van met wie ze praten.
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.
We vroegen ons dus af of baby's statistieken kunnen bijhouden over een gloednieuwe taal. We testten dit door Amerikaanse baby's, die nooit een tweede taal hadden gehoord, voor het eerst Mandarijns te laten horen tijdens de cruciale periode. We wisten dat als eentaligen in Taipei en Seattle werden getest op de Mandarijnse klanken, ze hetzelfde patroon vertoonden. Op zes tot acht maanden zijn ze volkomen equivalent. Twee maanden later gebeurt iets ongelooflijks. De Taiwanese baby's worden beter, de Amerikaanse niet. We lieten de Amerikaanse baby's gedurende deze periode Mandarijns horen. Het was alsof Mandarijnse familieleden een maand lang op bezoek waren en bij je in huis kwamen wonen en gedurende 12 sessies met de baby's praatten. Zo zag het eruit in het laboratorium.
(Mandarin)
(Video) Mandarijnstalige: [Mandarijns]
PK: So what have we done to their little brains?
PK: Wat hebben we gedaan met hun hersentjes?
(Laughter)
(Gelach)
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.
We moesten een controlegroep organiseren, om zeker te zijn dat naar het laboratorium komen op zich je Mandarijnse vaardigheden niet bevorderde. Een groep baby's kwam naar Engels luisteren. Je ziet aan de grafiek dat hun Mandarijns niet beter werd van naar Engels te luisteren. Maar kijk wat er gebeurde met de baby's die 12 sessies lang Mandarijns hoorden. Ze waren even goed als de baby's in Taiwan die 10 en een halve maand hadden geluisterd. Wat het aantoonde, is dat baby's statistieken bijhouden van een nieuwe taal. Wat je ze ook voorzet, ze houden statistieken bij.
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.
We vroegen ons af wat de rol was van de mens in dit leerexperiment. Dus organiseerden we nog een groep baby's die dezelfde dosis kregen, dezelfde 12 sessies, maar via een TV, en een andere groep die alleen geluid hoorden en naar een teddybeer op het scherm keken; Wat deden we met hun brein? Wat je hier ziet, is het audioresultaat -- geen spoor van leren -- en het videoresultaat -- geen spoor van leren. Er is een mens nodig om ervoor te zorgen dat baby's statistieken bijhouden. Het sociale brein controleert wanneer de baby's statistieken bijhouden.
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.
We willen binnen in het brein gaan kijken om dit te zien gebeuren terwijl baby's voor TV's zitten in plaats van voor mensen. Gelukkig hebben we een nieuwe machine, een magnetoencephalograaf, die dat mogelijk maakt. Het ziet eruit als een haardroger van Mars. Het is volkomen veilig, niet-invasief en stil. We zijn op de millimeter nauwkeurig, in de ruimte, en op de milliseconde nauwkeurig, met gebruik van 306 SQUID -- dit zijn supergeleidende quantuminterferentietoestellen -- om de magnetische velden te capteren die wijzigen terwijl we denken. We zijn de eersten ter wereld die baby's opnemen in een MEG-machine terwijl ze leren.
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.
Dit is de kleine Emma. Ze is zes maanden oud. Ze luistert naar verschillende talen in de oortjes in haar oren. Zoals je ziet kan ze bewegen. We volgen haar hoofd met behulp van kleine knikkers in een muts. Ze kan volkomen vrij en ongehinderd bewegen. Het is een technische krachttoer. Wat zien we? We zien het brein van de baby. Als de baby een woord in haar taal hoort, lichten de auditieve gebieden op, en vervolgens de gebieden errond, waarvan we denken dat ze met coherentie te maken hebben, het coördineren van de verschillende gebieden van het brein, en met causaliteit, waarbij één hersengebied een ander activeert.
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.
We staan op de drempel van een grootse en gouden tijd van kennis over de hersenontwikkeling van kinderen. We zullen het brein van kinderen kunnen zien terwijl ze een emotie ervaren, terwijl ze leren praten en lezen, terwijl ze een wiskundevraagstuk oplossen, terwijl ze een idee hebben. We zullen breingebaseerde uitvindingen kunnen doen voor kinderen met leermoeilijkheden. Zoals de dichters en de schrijvers het beschreven zullen we volgens mij in staat zijn om de wonderlijke openheid te zien, de loutere en volkomen openheid van de geest van een kind. Door het brein van het kind te onderzoeken, zullen we diepe waarheden ontdekken over wat het betekent om mens te zijn. Terwijl we dat doen, kunnen we onze eigen geest openhouden om levenslang te leren.
Thank you.
Dankjewel.
(Applause)
(Applaus)