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普林斯顿婴儿实验室发现婴儿和成人的大脑在游戏过程中保持同步

您是否曾经和一个婴儿玩过游戏,并感到了一种联系感,即使他们还无法与您交谈?新的研究表明,您实际上可能处于“相同的波长”,并且在相同的大脑区域中经历了类似的大脑活动。

普林斯顿大学的一组研究人员对婴儿和成人的大脑在自然运动过程中如何相互作用进行了首次研究,他们发现它们的神经活动具有可测量的相似性。换句话说,婴儿和成人的大脑活动在共享玩具和目光接触时一起上升和下降。这项研究是在普林斯顿婴儿实验室进行的,该大学的研究人员在研究婴儿如何学会看,说和理解世界。

“以前的研究表明,成年人在看电影和听故事时会大脑同步,但对这种“神经同步”在生命的最初几年是如何发展却知之甚少,”该研究的副研究员Elise Piazza说。普林斯顿神经科学研究所(PNI)和第一作者于2019年12月17日发表在《心理学》杂志上。

Piazza和她的合著者-PNI的副研究员Liat Hasenfratz;心理学和神经科学教授乌里·哈森(Uri Hasson);和凯西路易斯-威廉姆斯,心理学副教授-假定,神经同步对社会发展和语言学习的重要意义。

研究婴儿和成人之间的现实生活,面对面的交流非常困难。过去对神经耦合的大多数研究(其中许多是在Hasson的实验室中进行的)涉及在单独的会议中用功能磁共振成像(fMRI)扫描成年人的大脑,而成年人躺下,看电影或听故事。

但是,为了研究实时通信,研究人员需要创建一种儿童友好的方法来同时记录婴儿和成人大脑的大脑活动。在Eric和Wendy Schmidt转化技术基金会的资助下,研究人员开发了一种新的双脑神经成像系统,该系统使用功能性近红外光谱(fNIRS),该系统非常安全,并且可以记录血液中的氧合作用,以替代神经活动。该设置使研究人员可以记录婴儿和成年人玩玩具,唱歌和看书时的神经协调。

同一名成年人与参加该研究的所有42名婴儿和幼儿进行了互动。其中有21人因“过度蠕动”而被排除在外,另三个人则完全不戴帽子,剩下18个孩子,年龄从9个月到15个月不等。

实验分为两个部分。在其中一个中,成年实验者花了五分钟直接与孩子互动-玩玩具,唱歌童谣或阅读晚安月亮-而孩子坐在父母的膝盖上。在另一侧,实验者转向一边,向另一个成年人讲故事,而孩子则与父母安静地玩耍。

这些帽子从已知涉及预测,语言处理和理解他人观点的57个大脑通道收集数据。

当他们查看数据时,研究人员发现,在面对面交流的过程中,婴儿的大脑与成人的大脑在几个已知的领域相关联,这些领域涉及对世界的高层次理解-也许有助于儿童可以解读故事的整体含义,也可以分析成年人阅读故事的动机。

当成年人和婴儿彼此远离并与他人交往时,他们之间的联系消失了。

这符合研究人员的期望,但数据的存储也令人惊讶。例如,最强的耦合发生在前额叶皮层,它参与学习,计划和执行功能,以前被认为在婴儿期还很不发达。

“我们也很惊讶地发现,婴儿的大脑通常会'领先'成人的大脑几秒钟,这表明婴儿不仅会被动地接受输入,而且还会引导成人走向他们接下来要关注的事情:玩具要捡起来,要说些话。”普林斯顿婴儿实验室联席主任卢-威廉斯说。

Piazza补充说:“在交流的同时,成人和儿童似乎形成了反馈回路。”“也就是说,成人的大脑似乎可以预测婴儿何时会微笑,婴儿的大脑可以预测成人何时可以使用更多的'婴儿说话',并且两个大脑都可以跟踪眼神的共同接触并共同关注玩具。因此,当婴儿和成年人一起玩耍,他们的大脑以动态的方式相互影响。”

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