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Il cervello di neonati e adulti si "sincronizza" durante il gioco. Ricerca del Princeton Baby Lab

Credit: Elise Piazza, Princeton Baby Lab

Hai mai giocato con un bambino e sentito un senso di connessione, anche se non poteva ancora parlarti? Una nuova ricerca suggerisce che potresti letteralmente essere "sulla stessa lunghezza d'onda", sperimentando un'attività cerebrale simile nelle stesse regioni cerebrali.

Un team di ricercatori di Princeton ha condotto il primo studio su come i cervelli di neonati e adulti interagiscono durante il gioco naturale e hanno trovato somiglianze misurabili nella loro attività neurale. In altre parole, l'attività cerebrale del bambino e dell'adulto si alzava e si abbatteva mentre condividevano giocattoli e contatto visivo. La ricerca è stata condotta presso il Princeton Baby Lab , dove i ricercatori dell'Università studiano come i bambini imparano a vedere, parlare e comprendere il mondo.

"Ricerche precedenti hanno dimostrato che i cervelli degli adulti si sincronizzano quando guardano film e ascoltano storie, ma si sa poco su come questa "sincronia neurale" si sviluppi nei primi anni di vita", ha affermato Elise Piazza , studiosa associata nel Princeton Neuroscience Institute (PNI) e il primo autore di un articolo pubblicato il 17 dicembre 2019, in Psychological Science .

Piazza e i suoi coautori - Liat Hasenfratz , studiosa di ricerca associata in PNI; Uri Hasson , professore di psicologia e neuroscienze; e Casey Lew-Williams , professore associato di psicologia - ipotizzava che la sincronia neurale avesse importanti implicazioni per lo sviluppo sociale e l'apprendimento delle lingue.

Studiare la vita reale, la comunicazione faccia a faccia tra neonati e adulti è piuttosto difficile. La maggior parte degli studi passati sull'accoppiamento neurale, molti dei quali condotti nel laboratorio di Hasson, hanno coinvolto la scansione del cervello degli adulti con la risonanza magnetica funzionale (fMRI), in sessioni separate, mentre gli adulti si sdraiano e guardano film o ascoltano storie.

Ma per studiare la comunicazione in tempo reale, i ricercatori dovevano creare un metodo a misura di bambino per registrare contemporaneamente l'attività cerebrale dal cervello di neonati e adulti. Con il finanziamento della Eric and Wendy Schmidt Transformative Technology Grant, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo sistema di neuroimaging a 'doppio cervello', che utilizza la spettroscopia nel vicino infrarosso funzionale (fNIRS), che è altamente sicura e registra l'ossigenazione nel sangue come proxy dell'attività neurale. L'allestimento ha permesso ai ricercatori di registrare il coordinamento neurale tra neonati e adulti mentre giocavano con giocattoli, cantavano canzoni e leggevano un libro.

Lo stesso adulto ha interagito con tutti i 42 neonati e bambini che hanno partecipato allo studio. Di questi, 21 hanno dovuto essere esclusi perché "si contorcevano eccessivamente" e altri tre si sono rifiutati di indossare il cappello, lasciando 18 bambini di età compresa tra 9 e 15 mesi.

L'esperimento aveva due parti. In uno, lo sperimentatore adulto ha trascorso cinque minuti interagendo direttamente con un bambino - giocando con i giocattoli, cantando filastrocche o leggendo Goodnight Moon - mentre il bambino si sedeva sulle ginocchia dei genitori. Nell'altro, lo sperimentatore si è girato di lato e ha raccontato una storia a un altro adulto mentre il bambino giocava tranquillamente con il proprio genitore.

I caschetti hanno raccolto dati da 57 canali del cervello noti per essere coinvolti nella previsione, nell'elaborazione del linguaggio e nella comprensione delle prospettive di altre persone.

Quando hanno esaminato i dati, i ricercatori hanno scoperto che durante le sessioni faccia a faccia, il cervello dei bambini era sincronizzato con il cervello dell'adulto in diverse aree note per essere coinvolte nella comprensione di alto livello del mondo - forse aiutando il i bambini decodificano il significato generale di una storia o analizzano i motivi della lettura da parte degli adulti.

Quando l'adulto e il bambino sono stati allontanati gli uni dagli altri e interagendo con altre persone, l'accoppiamento tra loro è scomparso.

In linea con le aspettative dei ricercatori, ma i dati hanno anche sorprese in serbo. Ad esempio, l'accoppiamento più forte si è verificato nella corteccia prefrontale, che è coinvolta nell'apprendimento, nella pianificazione e nel funzionamento esecutivo e in precedenza si pensava che fosse abbastanza sottosviluppata durante l'infanzia.

"Siamo stati anche sorpresi di scoprire che il cervello infantile spesso 'guidava' il cervello adulto per alcuni secondi, suggerendo che i bambini non solo ricevono input passivamente ma possono guidare gli adulti verso la prossima cosa su cui si concentreranno: giocattolo da raccogliere, che parole da dire ", ha detto Lew-Williams, che è condirettore del Princeton Baby Lab.

"Durante la comunicazione, l'adulto e il bambino sembrano formare un circuito di feedback", ha aggiunto Piazza. "Cioè, il cervello dell'adulto sembrava prevedere quando i bambini sorridessero, il cervello dei neonati prevedeva quando l'adulto avrebbe usato più" baby talk ", ed entrambi i cervelli seguivano il contatto visivo degli occhi e l'attenzione congiunta ai giocattoli. Così, quando un bambino e gli adulti giocano insieme, i loro cervelli si influenzano a vicenda in modo dinamico. "

Questo approccio a due cervelli alla neuroscienza potrebbe aprire le porte alla comprensione di come l'accoppiamento con i caregiver si interrompe nello sviluppo atipico - come nei bambini con diagnosi di autismo - nonché in che modo gli educatori possono ottimizzare i loro approcci didattici per adattarsi ai diversi cervelli dei bambini.

I ricercatori stanno continuando a studiare in che modo questo accoppiamento neurale si collega all'apprendimento precoce delle lingue in età prescolare.

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