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.
Я хочу, щоб Ви поглянули на це маля. Що Вас приягує - це її очі та шкіра, якої Ви любите торкатись. Однак сьогодні я говоритиму про щось, чого Ви не можете побачити, про те, що відбувається у тому її маленькому мозкові. Сучасні інструменти нейронауки демонструють нам, що те, що там відбуваються є не далеким від науки ракетобудування. І те, що ми досліджуємо, має пролити трохи світла на те, що письменники- та поети-романтики описували як "неземна відкритість" дитячого розуму.
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.
Що ми бачимо тут - мати в Індії і вона розмовляє Коро, що є нещодавно відкритою мовою. Вона розмовляє зі своєю дитиною. Ця мама --- і 800 людей, котрі розмовляють Коро в світі, розуміє, що для того, щоб зберегти цю мову, вони повинні говорити нею до своїх малюків. І у цьому криється важлива загадка. Чому ми не можемо зберегти мову говорячи до нас з Вами, до дорослих? Ну, це має стосунок до мозку. Тут ми бачимо, що у мови існує критичний період вивчення. Для того, щоб зрозуміти цей слайд, потрібно знайти свій вік на горизонтальній осі.
(Laughter)
(Сміх)
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.
І на вертикальній Ви побачите Вашу здатність опановувати другу мову. Малюки та діти є геніями до семи років, після цього відбувається систематичний спад. Після статевого дозрівання, ми випадаємо з гри. Жоден науковець не заперечує цього графіку, проте лабораторії по всьому світу намагаються зрозуміти чому це спрацьовує в такий спосіб.
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.
Робота у моїй лабораторії зосереджена на першому критичному періоді розвитку і це той період, коли малюки намагаються пізнати, які звуки використовуються в їх рідній мові. Ми думаємо, що досліджуючи процес вивчення звуків, ми отримаємо модель для решти мови, і можливо для критичних періодів, що можуть протікати у дитинстві для соціального, емоційного та когнітивного розвитку. Отож, ми вивчали малюків, використовуючи метод, котрий ми використовуємо в усьому світі та звуки усіх мов. Маля сидить на колінах у батьків, і ми тренуємо їх повертати голову, коли змінюється звук, як з "а" на "і". Якщо вони вчасно це роблять, чорна скринька засвітлюється і панда б'є у барабан. Піврічний малюк обожнює це завдання.
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.
Що ж ми дізнались? Малюків по всьому світу я люблю називати громадянами світу; вони можуть відрізняти усі звуки усіх мов, не важливо яку країну ми тестували і яку мову використовували. І це визначно, тому що ми з Вами не можемо цього робити. Ми культурно-обмежені слухачі. Ми можемо відрізняти звуки власної мови, але не інших мов. Тож, постає питання, коли ці громадяни світу перетворюються у мовленево-обмежених слухачів, якими є ми? І відповідь - до їх першого дня народження. Тут Ви бачите демонстрацію того завдання з поворотом голови для малюків, протестованих у Токіо та Сполучених Штатах, тут у Сіетлі, коли вони слухали "ра" та "ла", звуки, важливі для англійської, але не для японської. Отже, у період із шести до восьми місяців, малюки абсолюно рівноцінні. Два місяці потому виявляється щось неймовірне. Малюки у Сполучених Штатах значно прогресують, успішність малюків в Японії - суттєво погіршується, проте обидві групи малюків готуються саме до тієї мови, котру вивчатимуть.
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.
Таким чином, питання у тому, що відбувається протягом цього критичного двохмісячного періоду? Це критичний період для звукового розвитку, але що ж там відбувається? А відбуваються дві речі. Перша - це те, що малюки уважно нас слухають, і вони знімають статистику, слухаючи як ми говоримо вони ведуть статистику. Послухайте двох мамусь, котрі говорять материнською - універсальною мовою, котру ми використовуємо, розмовляючи з дітлахами, спершу англійською, а потім японською.
(Video) Ah, I love your big blue eyes -- so pretty and nice.
(Відео) Мати, котра розмовляє англійською: О, я люблю твої великі блакитні очі, такі гарні та милі.
(Japanese)
Мати, котра розмовляє японською: [японською]
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.
Патриція Куль: Під час мовлення, коли малюки слухають, що вони роблять - то це ведуть статистику мови, котру чують. І ці розбіжності зростають. І ми дізнались, що малюки чутливі до статистики, а статистика японської та анлійської дуже дуже відмінні. В анлійській є багато "Р" та "Л" звуків як показує розподіл. А розподіл японської є кардинально іншим, де простежується група інтермедіальних звуків, відомих як японська Р. Отож, малюки всотують статистику мови і вона змінює їхній мозок; вона перетворює їх із громадян світу на культурно-обмежених слухачів, таких як ми. Проте ми - дорослі уже не сприймаємо цю статистику. Ми скеровувані уявленнями в нашій пам'яті, котрі сформувались на початку розвитку.
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.
Отож, те, що ми тут бачимо - змінює наші моделі розуміння критичного періоду. З математичної точки зору ми заявляємо, що вивчення мовного матеріалу може вповільнитись, коли наше розрізняння стабілізуються. Це піднімає багато питань про двомовних людей. Двомовці повинні зберігати два комплекти статистики в голові одночасно і стрибати між ними, від одного до іншого залежно від того, до кого вони говорять.
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.
Отже, ми запитали себе чи можуть малюки вести статистику абсолютно нової мови? Ми перевіряли це залучивши американських малюків, котрі ніколи не чули другої мови, піддаючи їх впливу китайської вперше протягом критичного періоду. Ми знали, що коли тестували монолінгвів у Тайпеї та Сіетлі, використовуючи звуки китайської, вони продемонстрували ту саму модель. 6-8 місяців - вони абсолютно однакові. Два місяці потому, відбувається щось неймовірне. Проте, малюки із Тайваню прогресують, не американські. Що ми зробили це піддали американських малюків в цей період - впливу китайської. Це ніби на місяць у гості приїхали китайські родичі, і поселились у Вашому будинку і спілкувались із малюками протягом 12 сеансів. Ось як це виглядало в лабораторії.
(Mandarin)
(Відео) Китайською
PK: So what have we done to their little brains?
ПК: Отже, що ж ми зробили з їхніми маленькими мізками?
(Laughter)
(Сміх)
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.
Ми ввели контролюючу групу, щоб впевнитись, що лише приходи в лабораторію не покращать ваших навичків китайської. Тож, група малюків прибула і слухала англійську. І ми бачимо з цього графіку що вплив англійською не покращив їхню китайську. Але подивіться, що сталось із малюками, котрі зазнали впливу китайської протягом 12 сеансів. Вони так само добре пораються, як і малюки з Тайваню, котрі слухали китайську 10 з половиною місяців. Це продемонструвало, що малюки ведуть статистику нової мови. Що б ви не розмістили навпроти малюка - він зніматиме статистику.
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.
Однак ми розмірковували над роллю, котру відідграє людина у цій навчальній вправі. Тому, ми використали іншу групу малюків, у котрій дітлахи отримали таку ж дозу, тих самих 12 сеансів, але по телевізору, й іншу групу малюків, котрі прослуховували аудіо та бачили ведмедика на екрані. Що ж сталось з їхніми мізками? Ми бачимо ось тут результати аудіо - жодного вивчення, та результати відео - жодного вивчення. Потрібна людина, для того, щоб малюки вели статистику. Соціальний мозок контролює, коли малюки ведуть статистику.
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.
Ми хочемо проникнути всередину мозку та побачити як це відбувається, коли малюки перед телевізором, і навпаки - коли вони поруч із людьми. На щастя, є новий апарат, магнітоенцефалограф, котрий дозволяє нам це зробити. Виглядає він як сушарка з Марсу. Проте, він абсолютно безпечний, повністю не шкідливий та безшумний. Ми бачимо з достовірністю до міліметра в просторовому виразі і з мілісекундною точністю використовуючи вимірювальні канали 306 SQUID, це надпровідні квантові інтерферометри, що вловлюють магнітні поля, котрі змінюються в процесі мислення. Ми перші у світі, хто записав малюків у магнітоенцефалографі під час навчання.
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.
Отже це маленька Емма. Їй пів року. І вона слухає різні мови через навушники у вухах. Ви бачите, що вона може вільно рухатись. Ми відстежуємо її голову за допомогою маленьких кульок у шапочці, отож вона може вільно рухатись без будь-яких перешкод. Це технічний шедевр. Що ми бачимо? Ми бачимо мозок малюка. Коли дитя чує слово своєю мовою, аудіальні ділянки підсвічуються, і потім, відповідні, ділянки, що їх оточують, котрі ми вважаємо пов'язані із зв'язністю, що координують мозок з іншими ділянками, та ланцюговою реакцією, коли одна ділянка мозку спричиняє активацію іншої.
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.
Ми на порозі величного та золотого віку знань про розвиток мозку малюків. Ми зможемо спостерігати за дитячим мозком, коли вони переживатимуть емоції, коли вчитимуться читати та писати, коли вирішуватимуть математичну проблему, коли у них з'являтиметься ідея. І ми будемо здатні винайти базовані на мозкових функціях винаходи, для дітей із труднощами у навчанні. Саме так, як описували поети та письменники, ми зможемо побачити, я вважаю, цю надзвичайну відкритість, повну та цілковиту відкритість розуму дитини. Досліджуючи дитячий мозок, ми зможемо відкрити глибокі правди про те, що одначає бути людиною, і в процесі, можливо нам вдасться допомогти нашому розуму лишатись відкритим до навчання впродовж усього життя.
Thank you.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)