С самого раннего возраста дети учатся называть предметы и события, а также сочетать слова в соответствии с правилами своего языка. Ученые из Института когнитивных наук и мозга человека имени Макса Планка (MPI CBS) в Лейпциге и Берлинского университета имени Гумбольдта обнаружили, что даже шестимесячные младенцы хранят в памяти связи между элементами речи.

Задолго до того, как дети поймут правила родного языка, они уже бессознательно используют их и могут создавать грамматически правильные предложения. Для этого мозг младенца должен сначала обнаружить регулярные отношения между элементами речи и сохранить их в памяти в той или иной форме.

Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Nature Communications, это начинается уже на первом году жизни. Неврологи из Берлина, Лейпцига, Любека и Тюбингена показали, что шести-восьмимесячные младенцы очень быстро формируют память на регулярные связи между элементами речи - даже если эти элементы не следуют непосредственно друг за другом, а разделены другим переменным элементом.

В ходе исследования ученые измерили реакцию мозга 85 младенцев из монолингвальных немецких семей, когда они слушали короткие итальянские предложения в течение 10 минут на этапе обучения и последующего тестирования. В предложениях на этапе обучения слова sta и può всегда встречались с определенным окончанием (-ando или -are) следующего глагола (например, La sorella sta parlando, или Il fratello può cantare.), а промежуточные глагольные основы (например, parl или cant) варьировались.

На этапе тестирования примерно через час исследователи предъявили младенцам аналогичные предложения, на этот раз как с правильными сочетаниями из фазы обучения (sta ... -ando и può ... -are), так и с неправильными, обратными сочетаниями (sta ... -are и può ... -ando). Половина предложений содержала старые глагольные формы, уже слышанные на этапе обучения, а другая половина - новые глагольные формы, которые дети никогда раньше не слышали.

Поскольку предыдущие исследования показали, что память на значения слов в значительной степени зависит от сна, время для фазы обучения было запланировано в соответствии с индивидуальным режимом сна детей. Дети из одной группы вздремнули между фазами обучения и тестирования, а дети из другой группы бодрствовали до фазы тестирования.

Реакция мозга детей на этапе тестирования показала четкие различия между правильными и неправильными комбинациями в обеих группах. Из этого исследователи сделали вывод, что мозг младенца может хранить взаимосвязь между элементами речи и - в отличие от памяти на значения слов - делает это независимо от того, спит ли ребенок сразу после обучения.

Два эффекта памяти, обнаруженные в равной степени в группах спящих и бодрствующих, проявлялись как для предложений со старыми глагольными основами, так и для предложений с новыми. Это означает, что младенцы могут обобщать свои знания и ожидать правильного элемента заученной речевой комбинации, даже если они слышат совершенно новую глагольную основу.

"Наши результаты показывают, что у детей в возрасте шести месяцев есть механизмы памяти, имеющие отношение к изучению грамматики", - резюмирует Анжела Д. Фридеричи, старший автор исследования и директор MPI CBS. "Более того, они дают первое указание на то, что самые ранние механизмы изучения грамматики отличаются от механизмов изучения значений слов".

Однако в реакциях мозга младенцев наблюдался другой эффект. Он различался между группой сна и группой бодрствования. В то время как группа бодрствования показала очень похожие эффекты на этапах обучения и тестирования, реакция мозга группы сна изменилась от этапа обучения к этапу тестирования. "Мы предполагаем, что этот эффект новой памяти после сна обусловлен вновь сформированной памятью во время сна", - объясняет Мануэла Фридрих, первый автор исследования.

"Тип реакции предполагает, что память развивается во время сна, и мозг младенца сохраняет регулярные связи в новой форме после сна". Например, связи связанных звуковых паттернов, сформированные на этапе обучения, могут быть перенесены во время сна в языковые области мозга и храниться там в виде связанных языковых единиц, в то время как младенцы, которые не спали, продолжают связывать только звуковые паттерны.

"Очевидно, сон влияет на то, как знания о связях в языке хранятся в памяти", - говорит Мануэла Фридрих. "Это означает, что хотя сон не является необходимым для бессознательного знания грамматики младенцами, он может вызвать изменения в природе лежащей в основе памяти".