Forscher der University of Washington haben herausgefunden, dass die Gehirnaktivität eines fünf Monate alten Babys zunimmt, wenn ein Erwachsener mit dem Baby spricht und sozial spielt, insbesondere in Bereichen, die für die Aufmerksamkeit verantwortlich sind. Das Niveau dieser Gehirnaktivität sagt eine größere Sprachentwicklung in späteren Jahren voraus.
In Face-to-Face-Interaktionen mit Babys zeigen Erwachsene ein artspezifisches Kommunikationssignal. Sie präsentieren ein charakteristisches "soziales Set": Sie verwenden eine auf das Baby gerichtete Sprache (Parentese), reagieren kontingent auf die Handlungen und Lautäußerungen der Babys und reagieren positiv mit gegenseitigem Blickkontakt und Lächeln. Studien deuten darauf hin, dass dieses soziale Set für das frühe Sprachenlernen entscheidend ist. Unsere Hypothese ist, dass das soziale Set die Aufmerksamkeitssysteme auf die Sprache lenkt und die sensorischen und motorischen Systeme die Babys darauf vorbereiten, vokal zu reagieren, was beides das Sprachenlernen fördert.
Mit Hilfe der Magnetenzephalographie bei Säuglingen (MEG) haben wir die neuronalen Reaktionen von fünf Monate alten Babys während einer Face-to-Face (F2F) verbalen Interaktion mit einem Erwachsenen (soziale Bedingung) und während einer Kontrollbedingung (nicht-soziale Bedingung) gemessen, bei der sich der Erwachsene vom Baby abwandte, um mit einer anderen Person zu sprechen. In einem Längsschnittdesign testeten wir, ob die Gehirnreaktionen der Babys auf diese Bedingungen im Alter von fünf Monaten ihr Sprachwachstum in fünf zukünftigen Zeitpunkten vorhersagen konnten. Die Gehirnregionen, die an der Aufmerksamkeit beteiligt sind (rechter unterer frontaler, rechter oberer temporaler und rechter unterer parietaler Bereich), zeigten in der sozialen Bedingung signifikant mehr Theta-Aktivität als in der nicht-sozialen Bedingung. Wir stellten fest, dass die neuronale Aktivität der Babys in den Aufmerksamkeits- und sensorisch-motorischen Regionen als Reaktion auf die F2F-Interaktion die zukünftige Sprachentwicklung im dritten Lebensjahr signifikant vorhersagte, mehr als zwei Jahre nach den ursprünglichen Messungen. Wir entwickelten eine Sichtweise des frühen Spracherwerbs, die die zentrale Rolle des sozialen Sets betont und neue Einblicke in die neurobiologischen Komponenten bietet, die das Sprachenlernen der Babys mit der frühen Gehirnfunktion während der sozialen Interaktion verbinden.
Abbildung: Ein fünf Monate altes Baby in einem MEG-Hirnbildgebungsgerät mit sozialen und nicht-sozialen Bedingungen. (A) Während der sozialen Bedingung interagierte der Versuchsleiter, angezeigt durch ein grünes Licht, mit dem Baby und zeigte das soziale Set von Verhaltensweisen. (B) Während der nicht-sozialen Bedingung wandte sich der Versuchsleiter, angezeigt durch ein rotes Licht, um 45 Grad zu einem außerhalb des Sichtfeldes des Babys sitzenden Erwachsenen und sprach mit ihm. Für jedes Baby wurden die Bedingungen zufällig präsentiert und durch mindestens 7 Sekunden getrennt, mit mindestens 16 Wiederholungen pro Bedingung und Baby. Die Aufnahmesitzung dauerte etwa 13 Minuten.
Die Interaktion zwischen Eltern und Babys ist eine universelle und berührende Szene. Der Elternteil spricht mit einer hohen Stimme, bekannt als "Parentese", und reagiert positiv auf das Brabbeln und die Gesten des Babys, oft mit Blickkontakt und einem Lächeln.
Diese Verbindungen schaffen nicht nur eine herzerwärmende Szene. Neue Forschungsergebnisse des Institute for Learning & Brain Sciences (I-LABS) der University of Washington zeigen, dass sie auch entscheidend für das Sprachwachstum von Säuglingen sind.
In einer Studie, die in Current Biology veröffentlicht wurde, verwendeten die Forscher eine sichere und nicht-invasive Hirnbildgebungstechnik namens Magnetenzephalographie (MEG), um die Gehirnaktivität von Säuglingen während sozialer und nicht-sozialer Interaktionen mit demselben Erwachsenen zu überwachen. Sie entdeckten, dass die Gehirnaktivität des Babys besonders in Bereichen, die für die Aufmerksamkeit verantwortlich sind, zunahm, wenn der Erwachsene mit einem fünf Monate alten Baby sprach und sozial spielte, und dass dieses Aktivitätsniveau eine größere Sprachentwicklung in späteren Jahren vorhersagte. Dieses "soziale" Szenario wurde mit einem "nicht-sozialen" verglichen, bei dem sich der Erwachsene vom Baby abwandte, um mit jemand anderem zu sprechen. Diese Interaktion zeigte in denselben Gehirnregionen niedrigere Aktivitätsniveaus.
"Dies ist die erste Studie, die die Gehirnreaktionen von Säuglingen auf soziale Interaktionen zwischen einem Erwachsenen und einem Baby direkt mit nicht-sozialen Interaktionen vergleicht und die Kinder bis zu einem Alter von 2,5 Jahren begleitet, um zu sehen, wie die frühe Gehirnaktivierung mit zukünftigen Sprachfähigkeiten zusammenhängt," sagte die Hauptautorin Alexis Bosseler, Wissenschaftlerin am I-LABS.
Die MEG-Technologie ermöglichte es dem Baby, sich zu bewegen und natürlich mit dem Erwachsenen zu interagieren, wodurch die Forscher die Aktivierung von Neuronen in mehreren Bereichen des Gehirns des Babys verfolgen konnten, während der Erwachsene sprach, spielte und lächelte. Anschließend überwachten sie die Gehirnaktivität des Babys ein zweites Mal, als sich der Erwachsene abwandte und sich auf eine andere Person konzentrierte.
Diese Handlungen kommen täglich zwischen Erwachsenen und Babys vor, und die Studie zeigte, dass sie unterschiedliche messbare Auswirkungen auf das Gehirn eines Babys haben. Die Forscher stellten fest, dass eine erhöhte neuronale Aktivität als Reaktion auf soziale Interaktionen im Alter von fünf Monaten eine größere Sprachentwicklung in fünf späteren Lebensabschnitten vorhersagte: 18, 21, 24, 27 und 30 Monate. Die Forscher verfolgten die Sprachentwicklung der Babys mit Hilfe eines gut dokumentierten und validierten Fragebogens, der die Eltern nach den Wörtern und Sätzen fragt, die ihre Babys zu Hause sagen.
"Die Verbindung zwischen frühen Gehirnreaktionen und späterer Sprache ist mit der Faszination der Wissenschaftler für frühe Altersperioden konsistent und eröffnet viele neue Fragen, die wir und andere weiter erforschen werden," sagte der Co-Autor Andrew Meltzoff, Co-Direktor von I-LABS und Professor für Psychologie an der University of Washington.
Die Forscher wählten fünf Monate alte Babys für die Studie aus, da dieses Alter unmittelbar vor der "sensiblen Phase" für Sprachlernen liegt, die um sechs Monate beginnt. Sobald diese Phase beginnt, ist es besonders wichtig, dass Babys Erwachsene beobachten, da Aufmerksamkeit das Lernen fördert.
Die Verwendung von Parentese mit Babys stellt ein intuitives Bedürfnis nach Verbindung dar, sagte Patricia Kuhl, Hauptautorin und Co-Direktorin von I-LABS.
"Es gibt ein implizites Verständnis, dass Sprache eine Verbindung darstellt," sagte Kuhl. "Es ist ein Kommunikationsweg zwischen dir und der anderen Person. Dies beginnt im Säuglingsalter mit dem Wunsch, diese kommunikative Verbindung herzustellen." Besonders wichtig ist es, dass Eltern und frühkindliche Erzieher die Ergebnisse der Studie verstehen, sagte Kuhl.
"Wir wussten aus früheren Arbeiten, dass soziale Interaktion im Alter von 9 Monaten entscheidend für das Erlernen einer Fremdsprache ist, aber die aktuelle Studie zeigt, dass soziale Interaktion eine viel frühere Rolle spielt," sagte Kuhl. "Die Studie zeigt, dass der natürliche Gebrauch von Parentese durch Eltern, zusammen mit Lächeln, Berührung und ihren warmen, hin- und hergehenden Reaktionen auf die Handlungen des Babys, eine messbare Auswirkung auf das Gehirn des Babys hat. Wir vermuten, dass dieses elterliche Verhalten, das wir ´soziales Set´ nennen, die Aufmerksamkeit der Babys einfängt und sie motiviert, in einer kritischen Entwicklungsphase zu lernen."
Referenz:
Alexis N. Bosseler, Andrew N. Meltzoff, Steven Bierer, Elizabeth Huber, Julia C. Mizrahi, Eric Larson, Yaara Endevelt-Shapira, Samu Taulu, Patricia K. Kuhl. Die Gehirnreaktionen von Säuglingen auf soziale Interaktion sagen das zukünftige Sprachwachstum voraus. Current Biology, 2024; DOI: 10.1016/j.cub.2024.03.020
