請大家看一看這個小嬰兒
你會被她的眼睛所吸引
你也會想摸摸她粉嫩的肌膚
但是今天我要跟大家談談你所看不到的東西
在她的小腦袋裏發生的事情。
現代的腦神經科學的儀器
能向我們顯示腦袋瓜裏發生的
是十分神奇奧妙的事。
而我們研究的結果
將會帶領我們一窺
浪漫詩人和作家所描述的
小孩心靈那有如
“天體般的公開”。
這裡我們看到的
是個在印度的媽媽
她說的是一個叫做Koro的語言
這是一個新發現的語言。
她正在跟她的嬰兒講話
這個媽媽
和全世界總共800個講Koro的人
都很清楚，想要保存這個語言的話
那就必須跟新生兒說這個語言。
這裡面有個關鍵的謎題
爲什麽跟你我這樣的成年人說
是無法保存這個語言的呢？
這個，跟你我的大腦有關。
我們這裡的意思是說
學習語言有一段關鍵的時期。
這張投影片X軸是你的年齡
（笑聲）
垂直的Y軸
是你學習第二外語的能力。
嬰兒和幼童在七嵗以前
都是學習語言的天才
七嵗以後能力就遞減。
青春期以後就掉到圖的外面了。
所有的科學家都同意這條曲綫
但是全世界的各大實驗室
想盡辦法要找出原因來解釋這個現象。
我的實驗室裏的研究專注在
發展過程裏最早的關鍵時期
也就是嬰兒建立學習語言
用到的語音的集合的時期。
我們想，藉著研究語音是如何學起來的
我們就能把剩下的學習語言的機制建立起來，
甚至還能把嬰兒學習社交能力
情緒、認知能力的關鍵時期
也找出來。
所以我們研究小嬰兒
我們用了一個技巧
適用於各地的嬰兒和所有的語言。
我們把嬰兒放在媽媽的大腿上
我們訓練嬰兒，當聽到語音改變時會轉頭
像從“ah”變成“ee”時。
如果他們在對的時間轉頭
這個黑盒子就會亮起來
熊貓也會開始敲鼓。
六個月大的小嬰兒很喜歡這個遊戲。
那麽，我們得到什麽結果？
世界上所有的嬰兒
—我常常喜歡稱呼他們為
世界公民—
都有能力去分辨所有語言的所有語音
不論我們在哪一國用哪一個語言測試。
這是了不起的，因爲這件事你我都辦不到。
我們的聽力是受到我們的文化束縛的。
我們只能分辨我們自己語言裏的語音
別的語言裏的語音我們是聼不出有什麽不同的。
所以問題就來了
什麽時候這些一生下來為世界公民的小嬰兒
會變成像你我一樣只懂得單一語言呢？
答案是：一歲以前。
你這裡看到的是嬰兒轉頭測試
在東京和在美國的
在這裡西雅圖作的
他們分別聼“ra”和“la”
這兩個在英語不一樣但在日語裏沒差別的音。
六到八個月的嬰兒的表現完全一樣
兩個月後，不可思議的事發生了。
在美國的嬰兒分辨得越來越好
在日本的卻是越來越差，
這兩組嬰兒正是同處在
準備學習母語的階段。
所以，我們要問，在這關鍵的兩個月
發生了什麽事？
這個階段是語音發展的階段
在嬰兒的腦袋裏發生了什麽事？
有兩件事發生了
第一是，嬰兒很密集地聼我們的發聲
他們一邊聼一邊在腦袋中作統計
他們在做統計。
聼兩個媽媽在說「母語」——
也就是所有的媽媽跟小孩說的話——
先是英語，再來是日語。
（影像）美國媽媽：啊，我好喜歡你的藍眼睛
好漂亮，好美喔。
日本媽媽：[日語]
Patricia Kuhl ：在學習語音的階段
當嬰兒聼的時候
他們是在做統計
在統計他們聽到的語言。
語音的分佈情況也會改變
我們現在知道的是
嬰兒們對語言統計很敏感
而英日語語音的統計分佈是十分不同的。
英語有很多的“R”和“L”
從這裡可以看出。
日語的語音分佈是完全不同的
我們可以看到有一群語音分佈於L和R之間
就是所謂的日語的R。
嬰兒會吸收
語言語音的統計分佈
而這會進而改變他們的腦。
這會使他們從世界公民
轉變成跟我們一樣受自己的文化所限制。
我們已經長成
不會再吸收這些統計的結果了。
我們也就受制於
早期在發展時期形成的記憶。
所以我們這裡看到的
是在這個關鍵時期語音分佈模型的改變。
我們從數學的觀點來看
語言資訊的學習速度在分配達到穩定後
就會慢下來。
對會雙語的人來説，這裡面有很多疑問。
會雙語的人必須保留兩套統計資料
並且在這兩套間換來換去
隨著對話的對象不同換成不同的統計。
所以我們問自己
小嬰兒可以對新的語言作統計嗎？
我們測試了這個假設，
讓處在發展關鍵時期
但從未聼過其他語言的美國嬰兒聼國語。
我們已經知道，用國語測試單語的嬰兒
在臺北或西雅圖嬰兒
他們顯示相同的模式
六、八月大的嬰兒，完全一樣。
兩個月以後，不可思議的事發生了。
臺灣的嬰兒變得更好，美國的沒有。
我們接下來讓美國的嬰兒
聼國語。
就好像有說國語的親戚來拜訪一個月
住在你家裏
並且跟嬰兒說了12場的話。
這是一段在實驗室的影片
（影片）國語：
所以，這些小腦袋瓜裏發生了什麽事？
（笑聲）
我們必須另外跑一組控制組
來證明光進一趟實驗室
是不能改善你的國語能力的。
所以有一組嬰兒來實驗室但是聼英語。
我們可以從圖上看到
對英語有所接觸並不能改善他們的國語。
但是看看聼了12場國語的嬰兒
有什麽改變？
他們的國語就跟住在臺灣
聼了十個月半國語的嬰兒一樣好。
這顯示了嬰兒有能力
對新的語言來做統計。
他們聽到的是什麽語言，他們都能做統計。
我們也想知道
真人的出現在這個學習裏面
扮演著什麽樣的角色。
所以我們又測試了另一組嬰兒
也是聼了12場的國語
但是是透過電視（視覺組）
還另外有一組嬰兒同樣是由電視聼國語
但是螢幕上只有泰迪熊（聽覺組）。
這對他們的大腦有什麽影響？
這裡你看到的是聽覺組的結果
完全沒有學到什麽
這是視覺組的結果
也沒有學到東西。
所以小嬰兒只會對真人的
聲音作統計。
小嬰兒作語音統計的時候，
是由社交的大腦來控制。
我們想進入大腦裏面
看看這個過程的發生
看看小嬰兒在真人和電視前
大腦裏有什麽不同。
很幸運，我們有個新的機器
腦磁圖監測儀
能幫我們做到。
這看起來像火星來的吹風機
但是這是完全安全的
非侵入性，不產生噪音。
我們的準確度可以達到一公釐
在時間上準確度
可達千分之一秒
我們使用了306個SQUID腦磁圖通道
這些都是超導體
量子干涉儀（SQUID）
這可以偵測到當我們思考時
大腦磁場的改變。
我們是全世界第一個
用腦磁儀來記錄
嬰兒學習時
腦波的變化。
這是小Emma
她六個月大。
她用耳機
在聼著不同的語言。
你可以看到，她可以自由擺動
我們用她頭盔裏的小偵測器
來追蹤她的頭，
所以她可以完全自由地擺動
這是科技的精心傑作。
我們在看什麽？
我們在看嬰兒的腦袋
當嬰兒聼到她母語裏的字的時候
聽覺區會亮起來
接著臨近區域也會亮起來
我們認爲這是和連貫性有關
使大腦協調裏面不同的區域
還有因果順序
不同的區域會活化其他不同的區域
在有關嬰兒大腦發展的知識上
我們進入了前所未有的
黃金時期。
我們能看見小嬰兒
當他們產生情緒
當他們學説話和閲讀
當他們思考數學問題的解答
當他們有個主意時，腦袋裏的變化。
我們也將能發明針對腦部的治療
來醫治有學習障礙的小孩。
跟詩人和作家所說的一樣
我想，我們將能夠看到
那不可思議的公開
小孩的心靈
純粹和完全的公開。
在研究小孩的大腦的同時
我們也將能解開
「人類是什麽？」這個深奧的事實，
在研究的過程中
我們也能使我們的心靈
保持在終身學習的狀態。
謝謝大家
（掌聲）