你是否曾经与一个婴儿玩耍并感受到一种联系，尽管他们还不能与你交谈？新的研究表明，你可能真的“在同一个波长上”，在相同的脑区体验到相似的大脑活动。普林斯顿大学的研究人员进行了首次研究，探讨婴儿和成人在自然玩耍时的大脑如何互动，并发现他们的神经活动有可测量的相似性。换句话说，婴儿和成人的大脑活动在他们分享玩具和眼神交流时一起上升和下降。
这项研究在普林斯顿婴儿实验室进行，该实验室的大学研究人员研究婴儿如何学习看、说话和理解世界。
“以前的研究表明，当成年人观看电影和听故事时，他们的大脑会同步，但对于这种‘神经同步’在生命最初几年是如何发展的知之甚少。”普林斯顿神经科学研究所（PNI）的副研究学者Elise Piazza说，她是2019年12月17日发表在《心理科学》上的论文的第一作者。
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以及心理学副教授Casey Lew-Williams——认为神经同步对社会发展和语言学习有重要意义。
研究婴儿和成人之间的真实面对面交流相当困难。
大多数过去的神经耦合研究，其中许多是在Hasson的实验室进行的，涉及在单独的会话中使用功能性磁共振成像（fMRI）扫描成人的大脑，同时成人躺下观看电影或听故事。但为了研究实时交流，研究人员需要创建一种适合儿童的方法，同时从婴儿和成人的大脑中记录脑活动。
在Eric和Wendy Schmidt变革性技术资助的支持下，研究人员开发了一种新的双脑神经成像系统，该系统使用功能性近红外光谱（fNIRS），这是一种非常安全的记录血液氧合作为神经活动代理的方法。这种设置允许研究人员在婴儿和成人玩耍、唱歌和阅读书籍时记录他们之间的神经协调。
相同的成人与参与研究的42名婴儿和幼儿进行了互动。其中，21名因“过度蠕动”而被排除，另外3名完全拒绝佩戴帽子，剩下18名儿童，年龄从9个月到15个月不等。实验分为两部分。在一部分中，成人实验者与孩子直接互动五分钟——玩玩具、唱儿歌或阅读《晚安，月亮》——孩子坐在父母的腿上。在另一部分中，实验者转向一边，向另一位成人讲故事，而孩子则安静地与父母玩耍。
帽子从57个已知参与预测、语言处理和理解他人观点的大脑通道收集数据。当他们查看数据时，研究人员发现，在面对面的会话中，婴儿的大脑与成人的大脑在几个已知参与高级世界理解——可能帮助儿童解码故事的整体意义或分析成人阅读给他们听的动机的区域——同步。当成人和婴儿转向对方并与其他人互动时，他们之间的耦合消失了。
这与研究人员的预期相符，但数据也有惊喜。例如，最强的耦合发生在额叶前部，这与学习、计划和执行功能有关，并且之前认为在婴儿期相当不发达。“我们还惊讶地发现，婴儿的大脑通常会‘领先’成人大脑几秒钟，这表明婴儿不只是被动地接收输入，而是可能引导成人关注他们接下来要关注的事情：选择哪个玩具，说什么话。”普林斯顿婴儿实验室的联合主任Lew-Williams说。
“在交流时，成人和孩子似乎形成了一个反馈回路，”Piazza补充道。“也就是说，成人的大脑似乎预测了婴儿何时会微笑，婴儿的大脑预计成人会使用更多的‘婴儿语’，两个大脑都跟踪了联合眼神接触和对玩具的联合注意力。因此，当婴儿和成人一起玩耍时，他们的大脑以动态的方式相互影响。
”这种双脑方法可能会打开了解与照顾者耦合在非典型发展中如何破裂的大门——例如在诊断为自闭症的儿童中——以及教育者如何优化他们的教学方法以适应儿童多样的大脑。研究人员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。