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科学家证实了婴儿和成人之间的心电感应

婴儿和成人的大脑在时游戏时相互“同步”
mints 编译

你和你的孩子真的有同样的想法，这种心电感应得到了实验的验证。

普林斯顿大学的一个研究小组用一种叫做功能性近红外光谱学的方法测量了神经同步性，测量发现，婴儿和成人在自然互动过程中大脑活动相互同步。

你有没有过这样的一种感觉，尤其是你在和婴儿一起玩耍的时候，觉得即便是在不说话的时候，依然能够感受到彼此之间的心电感应式的紧密联系？

新的研究表明，这可能是因为你们之间的大脑真的“在同一个波长上”共振，即，相同的大脑区域正在体验着相似的大脑活动。

普林斯顿大学的一个研究小组首次对婴儿和成人大脑在自然玩耍时的相互作用进行了研究，他们发现婴儿和成人的神经活动有明显的相似之处。换句话说，当婴儿和成人分享玩具、进行眼神交流时，他们的大脑活动会上升或下降。

普林斯顿婴儿实验室

这项研究是在普林斯顿婴儿实验室进行的，该研究室重点研究婴儿看、说和理解世界的方式。

普林斯顿神经科学研究所（PNI）的副研究员、论文的第一作者Elise Piazza说：“先前的研究表明，很多成年人一起看电影和听故事时，他们的大脑会同步，但人们对这种‘神经同步’在人生最初几年是如何发展的还知之甚少。”该论文于2019年12月17日发表在《心理科学》上。

Piazza和她的合著者PNI的副研究学者Liat Hasenfratz、心理学和神经科学教授Uri Hasson和心理学副教授Casey Lew Williams认为神经同步对婴儿的社会性发展和语言学习具有重要意义。

在现实生活中研究，婴儿和成人面对面的交流是相当困难的。过去，大多数的神经耦合研究都是在哈森的实验室（Hasson's lab）进行的，研究人员让成年人躺下看电影或听故事，同时用功能磁共振成像（fMRI）分别扫描每个成年人的大脑。

但是为了研究实时交流，研究人员需要创造一种方便儿童使用，同时又可以记录婴儿和成人大脑活动的方法。在Eric和Wendy Schmidt转化技术赠款的资助下，研究人员开发了一种新的双脑神经成像系统（一顶帽子）。

该系统使用功能性近红外光谱仪（fNIRS），具有高度安全性，可以记录血液中的氧合情况，以替代对神经活动的记录。该装置允许研究人员记录婴儿和成人在玩玩具、唱歌和看书时的神经协调（neural coordination）。

同一个成年人与参与研究的所有42名婴幼儿互动。其中，有21名婴儿因为“局促过度（squirmed excessively）”而被排除在外，另外3名婴儿干脆拒绝戴帽子，留下18名儿童，年龄从9个月到15个月不等。

实验分为两部分。在其中一个实验中，成年实验者花了5分钟的时间与一个孩子直接互动——玩玩具、唱童谣或读《晚安月亮》——而孩子则坐在父母的膝上。在另一个实验中，实验者转过身来，一边给另一个成年人讲故事，一边让孩子安静地和父母玩耍。

实验设备能够收集57个大脑通道的数据，这些通道参与预测、语言处理和理解他人的观点。

研究人员在整理数据后发现，在面对面的谈话时，婴儿的大脑与成人的大脑中的几个（已知道与对世界的高层次理解的）区域是同步的——也许这些区域可以帮助孩子们解码故事的整体意义，或者分析成人给他们阅读的动机。

当成人和婴儿转身分开，开始和其他人交往时，他们之间的耦合（coupling）就消失了。

结果符合研究人员的预期，但数据也有惊喜。例如，最强的耦合发生在前额叶皮层，该区域参与了学习、计划和执行功能，之前的研究认为婴儿期的前额叶皮层相当不发达。

普林斯顿婴儿实验室的联席主任Lew-Williams说：“我们还惊讶地发现，婴儿的大脑经常‘引导’成人的大脑几秒钟，这表明婴儿不仅被动地接受输入，而且可能会引导成人朝着他们将要关注的下一个方向发展：拿起哪个玩具，说什么话。”。

Piazza补充道：“成人和儿童在交流过程中似乎形成了一个反馈循环。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会使用更多的‘婴儿语言’，而且两个大脑都追踪到了共同眼神接触以及共同对玩具的关注。因此，当婴儿和成人一起玩耍时，他们的大脑会以动态方式相互影响。”

这种双脑神经科学研究方法可以打开理解非典型性发育中与照顾者的关系如何破裂的大门——例如被诊断为自闭症的儿童，以及教育者如何优化他们的教学方法以适应儿童大脑的多样性。

科学家正在继续研究这种神经耦合与学龄前儿童早期语言学习的关系。