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.
Popatrzcie na to dziecko. Wasz wzrok przykuwają oczy i skóra, którą uwielbiacie dotykać. Dzisiaj powiem o czymś, czego nie możecie zobaczyć: co dzieje się w jego maleńkim mózgu. Nowoczesne narzędzia neurobiologii demonstrują co tam zachodzi -- procesy nie mniej skomplikowane niż konstrukcja rakiet kosmicznych. Rzeczy, których się uczymy rzucą nieco światła na to, co romantyczni pisarze i poeci opisywali jako "niebiańską otwartość" dziecięcego umysłu.
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.
Widzimy tutaj matkę w Indiach, która mówi w języku koro -- nowo odkrytym języku. Mówi do swojego dziecka. Ta matka -- i 800 ludzi, którzy mówią w języku koro -- rozumieją, że by zachować ten język muszą w nim mówić do dzieci. To właśnie krytyczny element. Dlaczego nie zachowasz języka mówiąc do mnie i ciebie, do dorosłych? To jest związane z naszymi mózgami. Widzimy tutaj, że dla nauki języka istnieje okres krytyczny. Na slajdzie pozioma oś reprezentuje wiek.
(Laughter)
(śmiech)
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.
Na osi pionowej widać zdolność nauki drugiego języka. Niemowlęta i dzieci są geniuszami do 7 roku życia, później widzimy systematyczny spadek. Po okresie dojrzewania wypadamy z mapy. Żaden naukowiec nie kwestionuje tej krzywej, ale laboratoria na całym świecie próbują odkryć dlaczego tak się dzieje.
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.
W moim laboratorium koncentrujemy się na 1 krytycznym okresie w rozwoju -- okresie, w którym niemowlęta uczą się dźwięków używanych w ich języku. Uważamy, że badając jak uczymy się dźwięków uzyskamy model dla reszty języka, i być może dla krytycznych okresów w dzieciństwie dla rozwoju społecznego, emocjonalnego oraz rozwoju umiejętności mentalnych. Badaliśmy niemowlęta używając techniki stosowanej na całym świecie i dźwięków z wszystkich języków. Dziecko siedzi na kolanach rodzica, a my uczymy je obracać głowę, kiedy zmienia się dźwięk -- na przykład z "a" na "e". Jeśli to zrobią w odpowiednim czasie czarne pudełko zaświeca się i miś panda gra na bębenku. 6-miesięczne dziecko uwielbia to zadanie.
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.
Czego się nauczyliśmy? Dzieci na całym świecie są -- jak ja to lubię nazywać -- obywatelami świata; potrafią odróżniać wszystkie dźwięki dowolnego języka, niezależnie od kraju, w którym jesteśmy i w jakim języku mówimy. To bardzo ważne, bo ty i ja nie potrafimy tego zrobić. Jesteśmy ograniczonymi kulturowo słuchaczami. Potrafimy odróżniać dźwięki naszego języka, ale nie dźwięki innych języków. Tu rodzi się pytanie, kiedy ci obywatele świata zmieniają się w ograniczonych kulturą jak my? Odpowiedź: przed 1 urodzinami. Tutaj widzicie wyniki zadania z obracaniem głowy dla dzieci przetestowanych w Tokio i USA, tutaj w Seattle, kiedy słuchały "ra" i "la" -- dźwięków ważnych w angielskim, ale bez znaczenia w japońskim. W okresie 6 do 8 miesięcy dzieci osiągają takie same wyniki. 2 miesiące później dzieje się coś niesamowitego. Dzieci w USA osiągają znacznie lepsze rezultaty, a dzieci w Japonii znacznie gorsze, ale obie grupy dzieci przygotowują się dokładnie do języka, którego mają się nauczyć.
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.
Stąd pytanie - co dzieje się w tym krytycznym okresie 2 miesięcy? To okres dla nauki dźwięków, ale co się tam dzieje? Dzieją się 2 rzeczy. Po pierwsze - dzieci słuchają nas bardzo uważnie i kiedy nas słuchają sporządzają statystyki -- sporządzają statystyki. Posłuchajcie 2 matek mówiących po matczynemu -- w uniwersalnym języku, którego używamy by rozmawiać z dziećmi -- najpierw po angielsku, potem po japońsku.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Video) Matka angielska: Oh, kocham twoje wielkie niebieskie oczy -- takie śliczne i słodkie.
(Japanese)
Matka japońska: [mówi po japońsku]
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: W czasie kiedy mówimy kiedy dzieci słuchają sporządzają statystyki języka, który słyszą. Dlatego rozbieżności rosną. Odkryliśmy, że dzieci są wrażliwe na statystyki i statystyki japońskiego i angielskiego są bardzo odmienne. Angielski ma wiele R-ów i L-ek jak widać na rozkładzie. Rozkład statystyczny japońskiego jest zupełnie inny, widzimy grupę dźwięków pośrednich, znaną jako japońskie "R". Dzieci chłoną statystyki języka, a to zmienia ich mózg; zmienia ich z obywateli świata w ograniczonych kulturowo słuchaczy jak my. Ale my jako dorośli już nie sporządzamy statystyk. Rządzą nami reprezentacje w pamięci, które uformowaliśmy znacznie wcześniej.
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.
Więc to, co widzimy tutaj zmienia nasze opinie na temat roli tego krytycznego okresu. Z matematycznego punktu widzenia wnioskujemy, że nauka materiału językowego może zwolnić kiedy rozkłady statystyczne ustabilizują się. To rodzi pytania na temat dwujęzycznych ludzi. Dwujęzyczni muszą trzymać w umyśle dwa zestawy statystyk i przełączać się pomiędzy nimi, jeden po drugim, zależnie od tego, do kogo mówią.
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.
Zadaliśmy sobie pytanie, czy te dzieci mogą sporządzać statystyki zupełnie nowego języka? Sprawdziliśmy to wystawiając amerykańskie dzieci, które nigdy nie słyszały innego języka na dźwięki mandaryńskiego w tym krytycznym okresie. Ludzie mówiący jednym językiem przetestowani w Taipei i Seattle na dźwięki mandaryńskiego pokazywali ten sam wzorzec. 6, 8 miesięczne dzieci -- dokładnie takie same. 2 miesiące później stało się coś niesamowitego -- dzieci Tajwańskie są coraz lepsze, ale amerykańskie nie. Podczas tego okresu wystawiliśmy amerykańskie dzieci na język mandaryński. Jakby mandaryński krewny odwiedził was na miesiąc i wprowadził się do domu i mówił do tych dzieci przez 12 sesji. Tak wyglądało to w laboratorium.
(Mandarin)
(Video) Kobieta: [Mówi po mandaryńsku]
PK: So what have we done to their little brains?
PK: Więc co zrobiliśmy ich małym mózgom?
(Laughter)
(Śmiech)
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.
Równolegle prowadziliśmy grupę kontrolną by upewnić się, że samo przychodzenie do laboratorium nie poprawiło ich znajomości mandaryńskiego. Zatem druga grupa dzieci przychodziła i słuchała angielskiego. Widzimy z wykresu, że słuchanie angielskiego nie poprawiło ich mandaryńskiego. Ale zobaczcie co stało się z dziećmi słuchającymi mandaryńskiego przez 12 sesji. Były tak dobre jak dzieci w Tajwanie, które słuchały języka przez 10 i ½ miesiąca. Pokazuje to, że dzieci sporządzają statystyki nowego języka. Cokolwiek postawisz przed nimi - sporządzą statystyki.
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.
Zastanawialiśmy się jaką rolę grali ludzie w tym ćwiczeniu naukowym. Zatem mieliśmy kolejną grupę, w której dzieci miały tą samą dawkę, te same 12 sesji, ale za pośrednictwem telewizji i kolejną grupę, które słuchały wersji audio i patrzyły na misia na ekranie. Co zrobiliśmy z ich mózgami? Tutaj widzicie rezultaty sesji audio -- żadnego rodzaju nauki -- i rezultaty sesji video -- żadnego postępu. Potrzeba człowieka by dzieci sporządziły statystyki. Socjalna część mózgu kontroluje kiedy dzieci sporządzają statystyki.
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.
Chcemy dostać się do środka mózgu i zobaczyć jak to się dzieje kiedy dzieci siedzą przed telewizorami a jak kiedy mają kontakt z człowiekiem. Na szczęście, mamy nową maszynę, magnetoencefalograf, który na to pozwala. Wygląda jak suszarka do włosów z Marsa. Ale jest zupełnie bezpieczny, bezinwazyjny i cichy. Widzimy wszystko z dokładnością do milimetrów i milisekund używając 306 SQUIDów -- czyli nadprzewodnikowych interferometrów kwantowych -- by wychwycić zmiany pola magnetycznego kiedy myślimy. Jako pierwsi na świecie nagraliśmy dzieci na maszynie MEG podczas uczenia się.
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.
To mała Emma. Ma 6 miesięcy. Słucha różnych języków w słuchawkach. Jak widzicie, może się swobodnie poruszać. Śledzimy jej głowę za pomocą drobnych elektrod w hełmie więc może ruszać się bez ograniczeń. To technologiczne dzieło sztuki. Co widzimy? Widzimy mózg dziecka. Kiedy dziecko słyszy słowo w swoim języku uaktywniają się ośrodki słuchowe, a następnie obszary je otaczające, które, jak sądzimy, odpowiadają za spójność, czyli koordynowanie różnych obszarów mózgu a w rezultacie jeden obszar mózgu uaktywnia kolejny.
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.
Stoimy u progu wielkiej i złotej epoki wiedzy o rozwoju mózgu dziecka. Będziemy mogli zobaczyć mózgi dzieci kiedy doświadczają emocji, kiedy uczą się mówić i czytać, kiedy rozwiązują zadanie z matematyki, kiedy mają pomysł. Będziemy mogli opracować zabiegi na mózgu dla dzieci z trudnościami w nauce. Dokładnie jak poeci i pisarze to ujęli będziemy mogli zobaczyć, jak sądzę, tę niezwykłą otwartość, zupełną i kompletną otwartość umysłu dziecka. Badając dziecięce mózgi odkryjemy głębokie prawdy o tym, co znaczy być człowiekiem i w tym procesie możemy pomóc utrzymać nasze umysły otwarte na naukę przez całe nasze życie.
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Oklaski)