Команда исследователей из Принстона провела первое исследование того, как мозг ребенка и взрослого взаимодействует во время естественной игры, и обнаружила заметное сходство в их нейронной активности. Другими словами, активность мозга ребенка и взрослого возрастала и падала вместе, когда они делили игрушки и зрительный контакт. Исследование проводилось в Princeton Baby Lab, где исследователи из университета изучают, как младенцы учатся видеть, говорить и понимать мир.
«Предыдущие исследования показали, что мозги взрослых синхронизируются, когда они смотрят фильмы и слушают рассказы, но мало что известно о том, как эта« нейронная синхронизация »развивается в первые годы жизни», – сказала Элиза Пьяцца, младший научный сотрудник исследовательского центра.
Принстонский институт нейробиологии (PNI) и первый автор статьи, опубликованной в декабре. 17 января 2019 г., in Psychological Science.
Пьяцца и ее соавторы – Лиат Хазенфрац, младший научный сотрудник PNI; Ури Хассон, профессор психологии и нейробиологии; и Кейси Лью-Уильямс, доцент психологии, утверждали, что нейросинхронизация имеет важное значение для социального развития и изучения языка.
Изучать реальное, личное общение между младенцами и взрослыми довольно сложно.
Большинство прошлых исследований нейронной связи, многие из которых проводились в лаборатории Хассона, включали сканирование мозга взрослых с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) в отдельных сессиях, в то время как взрослые лежали и смотрели фильмы или слушали рассказы.
Но для изучения коммуникации в реальном времени исследователям необходимо было создать удобный для детей метод записи мозговой активности одновременно от мозга ребенка и взрослого. При финансовой поддержке Эрика и Венди Шмидт в рамках гранта на трансформационные технологии исследователи разработали новую систему нейровизуализации двойного мозга, которая использует функциональную ближнюю инфракрасную спектроскопию (fNIRS), которая очень безопасна и регистрирует оксигенацию в крови как показатель нейронной активности.
Установка позволила исследователям записать нейронную координацию между младенцами и взрослым, когда они играли с игрушками, пели песни и читали книгу.
Один и тот же взрослый человек взаимодействовал со всеми 42 младенцами и детьми ясельного возраста, участвовавшими в исследовании.
Из них 21 пришлось исключить, потому что они «чрезмерно корчились», а трое других категорически отказались носить кепку, в результате чего осталось 18 детей в возрасте от 9 до 15 месяцев.
Эксперимент состоял из двух частей. В одном из них взрослый экспериментатор провел пять минут, напрямую взаимодействуя с ребенком – играя с игрушками, напевая детские стишки или читая «Спокойной ночи, Луна», – в то время как ребенок сидел на коленях у родителей. В другом экспериментатор повернулся в сторону и рассказал историю другому взрослому, в то время как ребенок тихо играл со своим родителем.
В шапках собраны данные из 57 каналов мозга, которые, как известно, участвуют в прогнозировании, языковой обработке и понимании точек зрения других людей.
Когда они просмотрели данные, исследователи обнаружили, что во время сеансов лицом к лицу мозг младенцев был синхронизирован с мозгом взрослого в нескольких областях, которые, как известно, участвуют в высокоуровневом понимании мира – возможно, помогая детям дети расшифровывают общий смысл рассказа или анализируют мотивы чтения им взрослым.
Когда взрослый и младенец отвернулись друг от друга и начали общаться с другими людьми, связь между ними исчезла.
Это соответствовало ожиданиям исследователей, но данные также преподнесли сюрпризы. Например, самая сильная связь произошла в префронтальной коре, которая участвует в обучении, планировании и исполнительном функционировании и ранее считалась недостаточно развитой в младенчестве.
«Мы также были удивлены, обнаружив, что мозг младенца часто« опережал »мозг взрослого на несколько секунд, предполагая, что младенцы не просто пассивно получают информацию, но могут направлять взрослых к следующему, на чем они собираются сосредоточиться: на чем игрушка, которую нужно подобрать, какие слова сказать ", – сказал Лью-Уильямс, соруководитель Princeton Baby Lab.
«Во время общения взрослый и ребенок, кажется, образуют цикл обратной связи», – добавила Пьяцца. «То есть мозг взрослого, казалось, предсказывал, когда младенцы будут улыбаться, мозг младенцев ожидал, когда взрослый будет использовать больше« детской болтовни », и оба мозга отслеживали совместный зрительный контакт и совместное внимание к игрушкам. Итак, когда ребенок и взрослый играют вместе, их мозг динамически влияет друг на друга."
Этот двухмозговой подход к нейробиологии может открыть двери для понимания того, как связь с опекунами нарушается при атипичном развитии – например, у детей с диагнозом аутизм – а также того, как педагоги могут оптимизировать свои подходы к обучению, чтобы приспособить разный мозг детей.
Исследователи продолжают изучать, как эта нейронная связь связана с ранним изучением языка дошкольниками.