นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบอสตันได้ติดตามเด็ก ๆ หลายสิบคนตลอดระยะเวลาห้าปี ได้พิจารณาความเชื่อมโยงระหว่างโครงสร้างสมองของทารกในวัยเด็กและความสามารถในการเรียนรู้ภาษาตั้งแต่อายุยังน้อย และระดับใด สิ่งแวดล้อมมีบทบาทในการพัฒนาสมองและภาษา

งานวิจัยชิ้นใหม่ซึ่งอธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในDevelopmental Cognitive Neuroscienceพบว่าเส้นทางการจัดระเบียบของสมองอาจเป็นรากฐานสำหรับความสามารถในการเรียนรู้ภาษาของเด็กภายในปีแรกของชีวิต เส้นทางเหล่านี้เรียกว่าสสารสีขาว และทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างเซลล์ประสาทหลายพันล้านตัว ที่เรียกว่าสสารสีเทา ซึ่งประกอบด้วยเนื้อเยื่อสมอง ซึ่งช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนสัญญาณและสำหรับงานที่แตกต่างกันและหน้าที่ที่เราจำเป็นต้องดำเนินการ รวมทั้งกระบวนการทางชีววิทยาทั้งหมดที่สนับสนุนเรา

'คำอุปมาที่เป็นประโยชน์ที่มักใช้คือ: ทางเดินของสสารสีขาวคือ 'ทางหลวง' และพื้นที่สสารสีเทาคือ 'จุดหมายปลายทาง'' เจนนิเฟอร์ ซัก นักประสาทวิทยาจาก BU และนักพยาธิวิทยาการพูดที่ได้รับใบอนุญาตกล่าว เจนนิเฟอร์ ซัก ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษากล่าว Zuk วิทยาลัยวิทยาศาสตร์สุขภาพและการฟื้นฟูสมรรถภาพ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านสุนทรพจน์ ภาษา และวิทยาศาสตร์การได้ยินของวิทยาลัยซาร์เจนท์ กล่าวว่ายิ่งมีคนทำงานบางอย่าง เช่น การเรียนรู้ภาษาใหม่มากเท่าใด เส้นทางที่เข้มแข็งและประณีตมากขึ้นก็จะอยู่ในพื้นที่ของ สมองที่รับผิดชอบงานนั้น ทำให้ข้อมูลสามารถไหลผ่านทางหลวงสสารสีขาวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่าสารสีขาวพัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุดภายในสองปีแรกของชีวิต Zuk กล่าว

นอกจากการพัฒนาเรื่องสีขาวแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังทราบมานานแล้วว่าสิ่งแวดล้อมมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความสามารถทางภาษาของบุคคลด้วย Zuk กล่าว แต่ความไม่แน่นอนหลายอย่างยังคงมีอยู่ว่าธรรมชาติหรือการเลี้ยงดูมีความสำคัญมากกว่าในการพิจารณาองค์ประกอบของสสารสีขาวหรือไม่ และทารกเรียนรู้ที่จะสื่อสารได้ดีเพียงใด

ในการศึกษาของพวกเขา Zuk กล่าวว่า เธอและเพื่อนร่วมงานของเธอได้ค้นหาคำตอบสำหรับคำถามที่เฉพาะเจาะจงหลายข้อ ตั้งแต่ช่วงแรกๆ โครงสร้างสมองที่มีใจโน้มเอียงมีบทบาทในการพัฒนาในระดับใด สมองมีการพัฒนาควบคู่ไปกับภาษาหรือไม่ และท้ายที่สุดแล้วสภาพแวดล้อมก็ขับเคลื่อนความก้าวหน้าของทั้งสองอย่างหรือไม่? โครงสร้างสมองในวัยเด็กตอนต้นทำให้เด็กประสบความสำเร็จในด้านภาษาได้มากน้อยเพียงใด?

เพื่อตรวจสอบสิ่งนี้ นักวิจัยของ Zuk และ Boston Children's Hospital และศึกษาผู้เขียนอาวุโส Nadine Gaab ได้พบกับ 40 ครอบครัวที่มีทารกเพื่อถ่ายภาพสมองของทารกโดยใช้การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) และรวบรวมข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับเรื่องสีขาว การพัฒนา. ไม่ใช่เรื่องเล็ก เมื่อพิจารณาว่าทารกต้องนอนหลับสนิทเพื่อให้สามารถจับภาพกิจกรรมและโครงสร้างของสมองได้อย่างชัดเจนโดยใช้ MRI

“มันเป็นกระบวนการที่สนุกมาก และยังเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ความอดทนและความอุตสาหะอย่างมาก” ซัก ผู้ซึ่งต้องเอาชนะความท้าทายในการทำให้ทารกอายุ 4 ถึง 18 เดือนสบายพอที่จะงีบหลับผ่าน MRI กล่าว กระบวนการ -- เสียงดังของ MRI อาจก่อกวนอย่างมากต่อทารกที่หลับใหล 'มีนักวิจัยเพียงไม่กี่คนในโลกที่ใช้วิธีนี้' เธอกล่าว 'เพราะ MRI เองนั้นเกี่ยวข้องกับภูมิหลังที่ค่อนข้างดัง…และการมีทารกนอนหลับสนิทตามธรรมชาติจะมีประโยชน์มากในการบรรลุผลสำเร็จที่บ้ามากนี้'

นอกจากนี้ยังเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ MRI เพื่อดูความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างสมองกับการพัฒนาภาษาอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นการพัฒนาเด็กตั้งแต่วัยทารกจนถึงวัยเรียน

เส้นทางสสารสีขาวที่สำคัญอย่างหนึ่งที่นักวิจัยใช้ MRI เรียกว่า arcuate fasciculus ซึ่งเชื่อมโยงสองส่วนของสมองที่รับผิดชอบในการผลิตและทำความเข้าใจภาษา นักวิจัยได้วัดการจัดระเบียบของสารสีขาวโดยใช้ MRI โดยพิจารณาว่าน้ำกระจายผ่านเนื้อเยื่อได้ง่ายเพียงใด ซึ่งบ่งชี้ถึงความหนาแน่นของทางเดิน

ห้าปีหลังจากการโยกย้ายทารกครั้งแรกเข้านอนและซุกไว้ในเครื่อง MRI อย่างนุ่มนวล Zuk และผู้ร่วมงานของเธอได้พบกับเด็ก ๆ และครอบครัวของพวกเขาอีกครั้งเพื่อประเมินความสามารถทางภาษาที่เกิดขึ้นใหม่ของเด็กแต่ละคน การประเมินของพวกเขาทดสอบความรู้ด้านคำศัพท์ของแต่ละคน ความสามารถในการระบุเสียงภายในคำแต่ละคำ และความสามารถในการผสมผสานเสียงแต่ละเสียงเข้าด้วยกันเพื่อทำความเข้าใจคำศัพท์ที่สร้าง

จากผลการวิจัยพบว่า เด็กที่เกิดมาพร้อมกับตัวบ่งชี้ที่สูงกว่าของการจัดระเบียบเรื่องสีขาวจะมีทักษะทางภาษาที่ดีขึ้นในอีก 5 ปีต่อมา ซึ่งชี้ให้เห็นว่าทักษะการสื่อสารสามารถเชื่อมโยงอย่างมากกับโครงสร้างสมองที่มีใจโน้มเอียง แต่ Zuk กล่าวว่านี่เป็นเพียงส่วนแรกของปริศนาที่ซับซ้อนมากเท่านั้น

'บางทีความแตกต่างส่วนบุคคลในเรื่องสีขาวที่เราสังเกตเห็นในวัยเด็กอาจเกิดจากการผสมผสานระหว่างพันธุกรรมของเด็กและสภาพแวดล้อมของพวกเขา' เธอกล่าว 'แต่เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะนึกถึงปัจจัยเฉพาะที่อาจจะทำให้เด็กมีองค์กรเรื่องขาวที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นตั้งแต่เนิ่นๆ'

แม้ว่าการค้นพบของพวกเขาจะบ่งชี้ถึงรากฐานของภาษาที่จัดตั้งขึ้นในวัยเด็ก แต่ 'ประสบการณ์และการเปิดรับ [ต่อภาษา] อย่างต่อเนื่องจะสร้างรากฐานนี้เพื่อสนับสนุนผลลัพธ์ขั้นสูงสุดของเด็ก' Zuk กล่าว

เธอบอกว่านี่หมายความว่าในช่วงปีแรกของชีวิตเด็ก 'มีโอกาสที่แท้จริงที่จะได้เห็นสิ่งแวดล้อมมากขึ้น [ภาษา] และเตรียมเด็กให้พร้อมสำหรับความสำเร็จในระยะยาว'

ซักและหุ้นส่วนการวิจัยของเธอวางแผนที่จะดำเนินการตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบด้านสิ่งแวดล้อมและพันธุกรรมของการเรียนรู้ภาษา เป้าหมายของพวกเขาคือการช่วยให้ผู้ปกครองและผู้ดูแลระบุปัจจัยเสี่ยงในระยะเริ่มต้นในการพัฒนาภาษาในเด็กเล็ก และกำหนดกลยุทธ์ในการเสริมสร้างทักษะการสื่อสารของทารกตั้งแต่อายุยังน้อย