Во время игры мозг ребенка и взрослого синхронизируется
Вы когда-нибудь играли с ребенком и чувствовали связь, даже если ребенок ещё не говорит? Новое исследование показывает, что вы можете буквально «находиться на одной волне», испытывая сходную активность в одних и тех же областях мозга.
Команда учёных из Принстона провела первое исследование того, как мозг ребенка и взрослого взаимодействует во время обычной игры, и они обнаружили измеримое сходство в их нервной деятельности. Другими словами, активность мозга ребенка и взрослого росла и падала одновременно, когда они использовали одну игрушку и у них был зрительный контакт. Исследование проводилось в Принстонской детской лаборатории, где ученые университета изучают, как дети учатся видеть, говорить и понимать мир.
«Предыдущее исследование показало, что мозг взрослых синхронизируется, когда они смотрят фильмы и слушают истории, но мало что известно о том, как эта «нейронная синхронизация» развивается в первые годы жизни», — сказала Элиз Пьяцца, научный сотрудник из Принстонского института нейробиологии (PNI) и ведущий автор статьи, опубликованной 17 декабря 2019 года в журнале «Психологическая наука».
Пьяцца и ее соавторы — Лиат Хазенфратц, научный сотрудник PNI; Ури Хассон, профессор психологии и неврологии; и Кейси Лью-Уильямс, адъюнкт-профессор психологии, — утверждают, что нейронная синхронность имеет важные последствия для социального развития и изучения языка.
Изучать реальное общение лицом к лицу между младенцами и взрослыми довольно сложно. Большинство прошлых исследований нейронной связи, многие из которых проводились в лаборатории Хэссона, включали сканирование мозга взрослых с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ), когда взрослые ложились и смотрели фильмы или слушали истории.
Но для изучения общения в реальном времени исследователям необходимо было создать дружественный для детей метод регистрации активности мозга одновременно для ребенка и взрослого. Исследователи разработали новую двойную систему нейровизуализации мозга, в которой используется функциональная спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (fNIRS), которая безопасна и регистрирует оксигенацию в крови в качестве средства передачи нейронной активности. Установка позволила исследователям записать нейронную координацию младенца и взрослого, когда они играли с игрушками, пели песни и читали книги.
Фотография Элиз Пьяцца, Принстонский институт нейробиологии
Один и тот же взрослый общался с 42 младенцами и малышами, которые участвовали в исследовании. Из них 21 ребенок был исключен из-за «чрезмерной активности», а ещё трое изо всех сил отказались одевать прибор, в итоге в участниках осталось 18 детей в возрасте от 9 до 15 месяцев.
Эксперимент состоял из двух частей. В одном из них взрослый экспериментатор провел пять минут, общаясь непосредственно с ребенком — играя с игрушками, пел песни или читал детскую книжку — пока ребенок сидел на коленях у родителей. В другом экспериментатор повернулся в сторону и рассказал историю другому взрослому, пока ребенок тихо играл со своим родителем.
Датчики собирали данные из 57 каналов мозга, которые, как известно, участвуют в прогнозировании, языковой обработке и понимании взглядов других людей.
При изучении данных исследователи обнаружили, что во время личных сессий мозг ребенка синхронизировался с мозгом взрослого в нескольких областях, которые, как известно, вовлечены в понимание мира на высоком уровне — возможно, помогая детям понимать общий смысл рассказа и анализировать стремления взрослых.
Когда взрослый и младенец отворачивались друг от друга и общались с другими людьми, связь между ними исчезла.
Это соответствовало ожиданиям исследователей, но в данных также были сюрпризы. Например, самая сильная связь произошла в префронтальной коре, которая участвует в обучении, планировании и исполнительном функционировании и ранее считалась недостаточно развитой в младенческом возрасте.
«Мы также были удивлены, обнаружив, что мозг младенца часто «опережал» мозг взрослого на несколько секунд, предполагая, что дети не просто пассивно получают информацию, но могут направлять взрослых к следующему моменту, на котором они собираются сосредоточиться: игрушку, которую нужно подобрать, какие слова сказать», — сказала Лью-Уильямс, одна из директоров Принстонской детской лаборатории.
«При общении взрослый и ребенок образуют контур обратной связи», — добавил Пьяцца. «То есть мозг взрослого, по-видимому, предсказывал, когда младенцы будут улыбаться, мозг младенцев предвосхищал, когда взрослый будет больше «разговаривать с ребенком», и оба мозга отслеживали совместный зрительный контакт и совместное внимание к игрушкам. Поэтому, когда ребенок и взрослый играют вместе, их мозги динамически влияют друг на друга».
Такой подход к нейробиологии, основанный на двух принципах, может открыть двери для понимания того, как разрушается связь с родителями при нетипичном развитии — например, у детей с аутизмом — а также как педагоги могут оптимизировать свои подходы к обучению, используя разнообразные умственные способности детей.
Исследователи продолжают изучать, как эта нейронная синхронизация связана с ранним изучением языка детьми.