Мозг ребенка и взрослого «синхронизируется» во время игры: удивительные результаты нового эксперимента

Команда исследователей из Принстона изучила, как мозг ребенка и мозг взрослого взаимодействуют во время естественной игры, и обнаружили сходство в их нервной деятельности. Другими словами, активность мозга и ребенка, и взрослого, повышалась и понижалась одновременно, когда они делили игрушки и смотрели друг другу в глаза.

«Предыдущие исследования показали, что мозг взрослых синхронизируется, когда они смотрят фильмы и слушают истории, но было мало известно о том, как эта «нейронная синхронизация» развивается в первые годы жизни», — сказала Элиза Пьяцца, младший научный сотрудник Принстонского института нейробиологии. Она предполагает, что нейронная синхрония имеет важное значение для социального развития и изучения языка.

Большинство прошлых исследований нейронных связей включали сканирование мозга взрослых с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Это были отдельные сеансы, во время которых взрослые лежали и смотрели фильмы или слушали истории.

Но для изучения коммуникации взрослых и младенцев в реальном времени исследователям необходимо было создать удобный метод одновременной регистрации мозговой активности. Поэтому они разработали новую двойную систему нейровизуализации головного мозга. Установка позволила исследователям регистрировать нейронную координацию между младенцами и взрослыми, когда они играли с игрушками, пели песни и читали книгу.

Один и тот же взрослый взаимодействовал со всеми 42 младенцами, которые участвовали в исследовании. Из них 21 пришлось исключить из эксперимента, потому что они «слишком сильно извивались», а трое других категорически отказались носить «шапочку», подсоединенную к установке. Поэтому в итоге оставили 18 детей в возрасте от 9 до 15 месяцев.

Эксперимент состоял из двух частей. В одном экспериментатор проводил пять минут, непосредственно взаимодействуя с ребенком — играя с игрушками, распевая детские стишки или читая «Спокойной ночи, Луна», — в то время как ребенок сидел на коленях у родителей. В другом экспериментатор поворачивался в сторону и рассказывал историю другому взрослому. При этом ребенок тихо играл со своим родителем.

«Шапочки» собирали данные из 57 каналов мозга, которые ответственны за прогнозирование, речь и понимание действий других людей.

Так исследователи обнаружили, что во время сеансов «лицом к лицу» мозг ребенка синхронизировался с мозгом взрослого в нескольких областях, которые участвуют в понимании мира. Возможно, это помогало детям расшифровать общий смысл истории или проанализировать мотивы взрослого, читающего им. Когда взрослый и младенец отворачивались друг от друга и вступали в контакт с другими людьми, связь между ними исчезала.

Это соответствовало ожиданиям исследователей, но некоторые данные преподнесли сюрпризы. Например, наиболее сильное сцепление произошло в префронтальной коре, которая участвует в обучении, планировании и исполнительном функционировании и ранее считалась недоразвитой в младенчестве.

«Мы были удивлены, обнаружив, что младенческий мозг часто «ведет» мозг взрослого на несколько секунд вперед. Предполагаем, что младенцы не просто пассивно получают информацию, но могут направлять взрослых к следующей вещи, на которой они собираются сосредоточиться: какую игрушку взять, какие слова сказать», — прокомментировал Лью-Уильямс, содиректор Принстонской детской лаборатории.

«Во время общения взрослый и ребенок, кажется, образуют петлю обратной связи, — добавила Пьяцца. — То есть мозг взрослого, казалось, предсказывал, когда младенцы будут улыбаться, мозг ребенка предвидел, когда взрослый будет общаться с ним. Оба мозга отслеживали совместный зрительный контакт и совместное внимание к игрушкам. Итак, когда ребенок и взрослый играют вместе, их мозг оказывает динамическое влияние друг на друга».

Это открытие позволит лучше изучить и понять проблемы детей с расстройствами аутистического спектра, а также поможет педагогам оптимизировать обучение, чтобы подстроиться под разный уровень развития мозга у детей.

Сейчас исследователи продолжают изучать, как эта нейронная связь связана с ранним изучением языка дошкольниками.