Два новых исследования показывают, что младенцы могут классифицировать некоторые изображения и ощущать перебои в ритмах
Нелегко удерживать ребенка на функциональной магнитно-резонансной томографии. Но это именно то, что исследователи пытались сделать, чтобы проверить, как мозг младенцев классифицирует визуальные объекты.
Более ста лет психологи считали, что младенческий опыт — это, по знаменитому выражению психолога и философа Уильяма Джеймса, “цветущая, жужжащая путаница”. Но новые исследования показывают, что младенцы рождаются с удивительно сложным неврологическим инструментарием, который может распределять визуальный мир по категориям и подбирать ритм в песне.
В первом из двух новых исследований нейробиологам удалось совершить редкий подвиг: провести функциональную магнитно-резонансную томографию (ФМРТ) более чем 100 бодрствующим 2-месячным младенцам, чтобы увидеть, как их мозг классифицирует визуальные объекты. Для проведения ФМРТ требуется полная неподвижность, что, как известно, затрудняет сканирование младенцев. Пока младенцы лежали в аппаратах, над их головами появлялись изображения животных, еды, предметов домашнего обихода и других знакомых предметов, как в “IMAX для младенцев”, — говорит Клиона О’Догерти, специалист по неврологии развития из Стэнфордского университета, которая проводила работу в Тринити-колледже Дублина.
“Проведение магнитно-резонансной томографии затруднительно даже в ”идеальных» условиях, когда участники исследования могут следовать инструкциям и не двигаться», — говорит Скотт Джонсон, психолог по развитию из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который не принимал участия в исследовании. “Младенцы не воспринимают инструкции, поэтому исследователи должны обладать терпением святых”.
Визуализация показала, что область мозга, называемая вентральной зрительной корой, ответственная за распознавание того, что мы видим, уже реагирует аналогично реакции взрослых, сообщают О’Догерти и его коллеги 2 февраля в журнале Nature Neuroscience. Как у взрослых, так и у 2-месячных детей активность вентральной зрительной коры различна для разных категорий объектов, что противоречит традиционному представлению о том, что мозг постепенно учится различать категории на протяжении всего развития.
“Эти результаты свидетельствуют против медленного, восходящего развития представлений о визуальных категориях”, — говорит Майкл Фрэнк, когнитивный психолог из Стэнфордского университета, который не принимал участия в исследовании. Он отмечает, что исследование ставит провокационный вопрос: является ли эта структура результатом быстрого обучения в первые восемь недель после рождения или она врожденная?
Второе исследование показывает, что новорожденные способны к еще одному впечатляющему когнитивному подвигу еще на ранних стадиях развития. Менее чем через 48 часов после рождения мозг спящих новорожденных уже отслеживает и предвосхищает ритмические паттерны музыки, сообщают исследователи 5 февраля в журнале PLOS Biology.
Исследователи из Венгрии сыграли фортепианные произведения Баха почти 50 новорожденным, записывая активность их мозга с помощью ЭЭГ, электроэнцефалографии. В дополнение к оригинальным записям Баха, команда также сыграла измененные версии каждого произведения, в которых иногда нарушался ритм или мелодия. Затем команда исследовала паттерны удивления в нейронных записях, используя вычислительную модель, которая предполагала, что младенцы усвоили структуру музыки и их ожидания были нарушены.
Как показали результаты, измененный ритм действительно вызвал нейронное удивление, в то время как искаженная мелодия осталась незамеченной мозгом младенцев. Детский мозг может улавливать ритм, но не может следовать за мелодией.
В этом есть определенный смысл. “В утробе матери ритмические особенности уже очень сильно влияют на восприятие ребенком окружающего мира”, — говорит Роберта Бьянко, нейробиолог из Пизанского университета в Италии, которая руководила исследованием. Она проводила эту работу, работая в Итальянском технологическом институте в Риме. “Вы слышите [сердцебиение] матери, ее походку и любую другую ритмическую информацию”. Однако амниотическая жидкость приглушает определенные звуки, поэтому плод в утробе матери меньше подвержен воздействию мелодических паттернов.
“Я думаю, важно также иметь в виду, что способность нейронно отслеживать периодичность в музыке не обязательно означает насыщенный музыкальный ритм или восприятие размера”, — говорит Эрин Хэннон, психолог из Университета Невады в Лас-Вегасе, которая не принимала участия в исследовании. “Многие исследования показывают, что детям требуется много времени, чтобы научиться хорошо танцевать или двигаться в такт музыке, или правильно подбирать ритм барабана или метронома”.
В обоих исследованиях основное внимание уделяется мозговой активности, но ее влияние на раннее познание или поведение остается неясным. У области неврологии новорожденных еще вся жизнь впереди.