Наблюдая за десятками детей в течение пяти лет, исследователь из Бостонского университета внимательно изучил связь между структурой мозга младенцев в младенчестве и их способностью изучать язык в раннем возрасте, а также степенью их способности. окружающая среда играет роль в развитии мозга и речи.
Новое исследование, описанное в статье, опубликованной в журнале Developmental Cognitive Neuroscience, обнаруживает, что организационные пути мозга могут заложить основу для языковых способностей ребенка в течение первого года жизни. Эти пути известны как белое вещество, и они действуют как соединители между миллиардами нейронов, называемыми серым веществом, которые составляют ткань мозга.
Это позволяет обмениваться сигналами и выполнять все различные задачи и функции, которые нам необходимо выполнять, а также все биологические процессы, которые нас поддерживают.
«Часто используется полезная метафора: пути белого вещества – это« шоссе », а области серого вещества -« пункты назначения », – говорит нейробиолог и лицензированный речевой патолог Дженнифер Зук, руководившая исследованием. Зук, Колледж наук о здоровье и реабилитации: доцент кафедры речи, языка и слуха колледжа Сарджент говорит, что чем больше кто-то выполняет определенную задачу, например, изучает новый язык, тем сильнее и совершеннее становятся пути в областях мозг, ответственный за эту задачу, позволяя информации более эффективно течь по магистралям белого вещества. По словам Зука, недавние данные свидетельствуют о том, что белое вещество наиболее быстро развивается в течение первых двух лет жизни.
По словам Зук, помимо развития белого вещества, ученым давно известно, что окружающая среда также играет важную роль в формировании языковых способностей человека. Но остается много неясностей в отношении того, является ли природа или воспитание более доминирующей в определении состава белого вещества и насколько хорошо ребенок учится общаться.
По словам Зук, в своем исследовании она и ее коллеги искали ответы на несколько конкретных вопросов: с самого начала, в какой степени предрасположенная структура мозга играет роль в развитии?? Развивается ли мозг в тандеме с языком, и является ли среда, в конечном счете, движущей силой обоих?? И в какой степени структура мозга в раннем младенчестве настраивает детей на успешное владение языком??
Чтобы выяснить это, Зук и научный сотрудник Бостонской детской больницы и старший автор исследования Надин Гааб встретились с 40 семьями с младенцами, чтобы сделать снимки мозга младенцев с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) и собрать первые в своем роде данные о белом веществе. разработка. Непростой подвиг, учитывая, что младенцы должны крепко спать, чтобы иметь возможность четко фиксировать активность и структуру их мозга с помощью МРТ.
«Это был такой увлекательный процесс, который также требует большого терпения и настойчивости», – говорит Зук, которому пришлось справиться с задачей заставить детей в возрасте от 4 до 18 месяцев чувствовать себя достаточно комфортно, чтобы они могли дремать через МРТ. процесс – громкие звуки МРТ могут сильно помешать спящему ребенку. «В мире очень мало исследователей, использующих этот подход, – говорит она, – потому что сама МРТ имеет довольно шумный фони наличие у младенцев естественного глубокого сна очень помогает в этом довольно безумном подвиге."
Это также первый случай, когда ученые использовали МРТ, чтобы изучить взаимосвязь между структурой мозга и языковым развитием у доношенных, обычно развивающихся детей от младенческого до школьного возраста.
Один важный путь в белом веществе, который исследователи рассмотрели с помощью МРТ, называется дугообразным пучком, который соединяет две области мозга, ответственные за формирование речи и понимание.
Используя МРТ, исследователи измерили организацию белого вещества, посмотрев, насколько легко вода диффундирует через ткань, что указывало на плотность пути.
Через пять лет после того, как впервые уложили детей спать и осторожно уложили их в аппарат МРТ, Зук и ее сотрудники снова встретились с детьми и их семьями, чтобы оценить новые языковые способности каждого ребенка.
Их оценки проверяли словарный запас каждого, их способность распознавать звуки в отдельных словах и их способность смешивать отдельные звуки вместе, чтобы понимать слово, которое оно издает.
Согласно их выводам, дети, рожденные с более высокими показателями организации белого вещества, через пять лет улучшили языковые навыки, что позволяет предположить, что коммуникативные навыки могут быть тесно связаны с предрасположенной структурой мозга. Но, говорит Зук, это только первая часть очень сложной головоломки.
«Возможно, индивидуальные различия в белом веществе, которые мы наблюдали в младенчестве, могли быть сформированы каким-то сочетанием генетики ребенка и окружающей его среды», – говорит она. "Но интересно подумать о том, какие конкретные факторы могут побудить детей к более эффективной организации белого вещества на раннем этапе."
Хотя их результаты показывают, что фундамент для языка закладывается в младенчестве, «постоянный опыт и знакомство [с языком] затем основываются на этом фундаменте, чтобы поддерживать конечные результаты ребенка», – говорит Зук.
По ее словам, это означает, что в течение первого года жизни ребенка «есть реальная возможность для большего воздействия окружающей среды [на язык] и настроить детей на успех в долгосрочной перспективе»."
Зук и ее партнеры по исследованиям планируют продолжить изучение взаимосвязи между экологическими и генетическими компонентами изучения языка.
Их цель – помочь родителям и опекунам выявлять ранние факторы риска языкового развития у маленьких детей и определять стратегии для укрепления коммуникативных навыков младенцев в раннем возрасте.