婴儿即使不睡觉也能形成语法关系的记忆
![Familiarity effects and memory effects. ERPs and the spatial distribution of the effects of the encoding and memory test phases time-locked to the onset of the suffixes (b and d). Negativity is plotted upward. Source data are provided as a Source Data file. a The three familiarity effects of the encoding phase in the overall group (N = 85 infants), and the ERPs over the frontal and central regions for the first half (gray lines) and the second half (black lines) of the encoding phase in the overall group, the wake group (N = 37 infants), and the nap group (N = 48 infants). Voltage maps represent ERP differences between the responses in the first and the second half of the encoding session. b The memory effects at early and late latencies, no memory effect at middle latency in the overall group (N = 85 infants), and the ERPs over frontal and central regions for regular (black lines) and irregular (gray lines) sentences averaged across all phrases, phrases with old verb stems, and phrases with new verb stems. Voltage maps represent ERP differences between irregular and regular sentences. c The mid-latency memory effect in the wake group (N = 37 infants) and ERPs over frontal and central regions for old and new verb stems. Voltage maps as in 2b. d The mid-latency memory effect in the nap group (N = 48 infants) and ERPs over frontal and CPO regions for old and new verb stems. The CPO region included the central and parietal-occipital regions. Voltage maps as in 2b. Credit: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-35558-x 婴儿即使不睡觉也能形成语法关系的记忆](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/babies-form-a-memory-f.jpg)
从很小的时候起,孩子们就开始学习命名事物和事件,以及如何根据他们的语言规则组合单词。莱比锡马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所(MPI CBS)和柏林Humboldt-Universität zu的科学家们现在发现,即使是六个月大的婴儿也会在记忆中存储言语元素之间的关系。
儿童在理解母语规则之前很久,就已经在不知不觉中使用它们,并能说出语法正确的句子。要做到这一点,婴儿大脑必须首先检测语音元素之间的规则关系,并以某种形式将它们存储在内存中。
根据最近发表在该杂志上的一项研究自然通讯在美国,这种情况在婴儿出生后的第一年就已经开始了。来自柏林、莱比锡、Lübeck和Tübingen的神经科学家已经证明,6到8个月大的婴儿很快就形成了对语言元素之间常规关系的记忆——即使这些元素不是直接跟随另一个元素,而是被另一个变量元素分开。
在这项研究中,研究人员测量了大脑反应他们对85名来自单语德国家庭的婴儿进行了研究,让他们在学习阶段和随后的测试阶段分别听10分钟的意大利语短句。在学习阶段的句子中,单词sta和può总是以后面的动词(如La sorella sta parlando或Il fratello può cantare.)的给定结尾(-ando或-are)出现,而中间的动词词干(如parl或cantare.)则不同。
在大约一小时后的测试阶段,研究人员向婴儿展示了类似的句子,这一次是学习阶段的正确组合。-安藤和può…-are)和不正确的、颠倒的组合(sta…-are和può…安藤)。一半的句子包含了在学习阶段已经听过的旧动词词干,另一半是婴儿从未听过的新动词词干。
因为早期的婴儿研究表明,对单词含义的记忆关键取决于睡眠学习阶段的时间是根据孩子们的个人睡眠规律安排的。一组孩子在学习和测试阶段之间打了个盹,另一组孩子直到测试阶段都保持清醒。
在测试阶段,两组婴儿的大脑反应在正确和不正确的组合之间显示出明显的差异。由此,研究人员得出结论,婴儿的大脑可以存储语言元素之间的关系——不像对单词含义的记忆——无论婴儿在学习后是否立即小睡。
这两种记忆效应在睡眠组和清醒组中同样出现在有旧动词词干的句子中,也出现在有新动词词干的句子中。这意味着婴儿可以概括他们的知识,即使他们听到一个全新的动词词干,也能期待所学语音组合中的正确元素。
“我们的研究结果证明了这一点孩子们6个月大的婴儿就有与语法学习相关的记忆机制,”该研究的资深作者、MPI CBS主任安吉拉·d·弗里德里克总结道。“此外,它们首次表明,最早的语法学习机制与学习词义的机制不同。”
然而,婴儿的大脑反应还有另一种影响。这在睡眠组和清醒组之间有所不同。虽然清醒组在学习和测试阶段表现出非常相似的效果,但睡眠组的大脑反应从学习阶段到测试阶段发生了变化。该研究的第一作者曼努埃拉·弗里德里希解释说:“我们认为,这种睡眠后的新记忆效应是由于睡眠中新形成的记忆。”
“这种反应类型表明,记忆在睡眠过程中不断发展,婴儿的大脑在午睡后以一种新的形式存储常规关系。”例如,在学习阶段形成的相关声音模式的连接可以在睡眠中转移到大脑的语言区域,并作为相关的语言单元存储在那里,而保持清醒的婴儿继续只连接声音模式。
“很明显,睡眠影响了记忆中关于语言关系的知识的存储方式,”曼努埃拉·弗里德里希说。“这意味着,虽然睡眠对婴儿无意识的语法知识不是必要的,但它可以引发潜在的本质变化内存."