Νέα ερευνητικά στοιχεία σχετικά με την ευεργετική συνεισφορά του ύπνου στην εκμάθηση του λεξιλογίου στα βρέφη είδαν πρόσφατα το φως της δημοσιότητας. Από τις πιο συναρπαστικές διεργασίες που συνοδεύουν την κατάκτηση της μητρικής γλώσσας είναι αυτές που συμβαίνουν στον εγκέφαλο των βρεφών κατά τη διάρκεια του ύπνου. Η εκμάθηση λεξιλογίου είναι βέβαια μια γλωσσική διαδικασία που παρατηρείται αδιάκοπα καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του ανθρώπου—από τη γέννηση μέχρι τον θάνατο—και ακολουθεί έναν πολύ βασικό μηχανισμό: την απομνημόνευση αντιστοιχιών μεταξύ μιας ακουστικής μορφής (δηλαδή, μιας ακολουθίας ήχων) και ενός αντικειμένου αναφοράς (δηλαδή, μιας σημασίας). 
 
Ο μηχανισμός αυτός λειτουργεί ήδη από την ηλικία των 3 μηνών σε πρωτόλεια μορφή και δίνει στο βρέφος τη δυνατότητα να δημιουργεί απλά ζεύγη οπτικοακουστικών πληροφοριών, χωρίς όμως ακόμα να μπορεί να κάνει γενικεύσεις, να βλέπει ομοιότητες και διαφορές μεταξύ των πραγμάτων, να τα κατηγοριοποιεί και να τα ονομάζει· για παράδειγμα, μια ομπρέλα μπορεί να είναι μια μαύρη ξύλινη ομπρέλα, μια μικρή κόκκινη πλαστική ομπρέλα ή ακόμα και μια λευκή ομπρέλα θαλάσσης. Αυτό το επίπεδο αφαίρεσης εμφανίζεται γύρω στους 9 μήνες, όταν το βρέφος αρχίζει να χτίζει το λεξιλόγιό του. Παρ’ όλα αυτά, νευρογλωσσολόγοι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα βρέφη είναι αρκετά ώριμα να απομνημονεύουν ζεύγη ακουστικής μορφής και σημασίας μιας λέξης ήδη από την ηλικία των 6–8 μηνών και ότι η διάρκεια συγκεκριμένων σταδίων του ύπνου είναι καθοριστική για την ανάπτυξη της μακροπρόθεσμης λεξιλογικής μνήμης κατά την πρώιμη βρεφική ηλικία.
     
Η έρευνα
 
Η εργασία δημοσιεύτηκε αυτό τον μήνα στο επιστημονικό περιοδικό Current Biology από ομάδα επιστημόνων του Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences στη Λειψία, Γερμανία, σε συνεργασία με άλλα ιδρύματα, με επικεφαλής τη Manuela Friedrich και την Angela D. Friederici. 
 
Οι ερευνητές μελέτησαν τον μηχανισμό απομνημόνευσης αντιστοιχιών ακουστικής μορφής–σημασίας χορηγώντας το εξής πειραματικό πρωτόκολλο σε 162 βρέφη ηλικίας 6–8 μηνών: Στην πρώτη φάση, τη «φάση εκμάθησης», τα βρέφη έμαθαν τεχνητές αντιστοιχίες ψευδολέξεων (π.χ. Bofel και Zuser) με εικόνες ψευδοαντικειμένων για 7 λεπτά. Με αυτό τον τρόπο, οι ερευνητές δεν αξιολόγησαν το ήδη υπάρχον λεξιλόγιο που το κάθε βρέφος θα μπορούσε να είχε ήδη απομνημονεύσει μέχρι τότε, αλλά την ικανότητα του κάθε βρέφους να μαθαίνει νέες αντιστοιχίες—δηλαδή, νέες λέξεις. Το πιο κρίσιμο στοιχείο είναι ότι η ίδια ψευδολέξη (π.χ. Bofel) συνεμφανιζόταν επανειλημμένως με ένα ψευδοαντικείμενο του ιδίου χρώματος και σχήματος, αλλά διαφορετικού μεγέθους σε κάθε εμφάνιση. Έτσι, για να μάθει τη σωστή σημασία του Bofel, το βρέφος θα έπρεπε να κάνει μια γενίκευση, να δημιουργήσει μια αφηρημένη σημασιολογική κατηγορία. Στη δεύτερη φάση και εντός 30 λεπτών από την πρώτη φάση, τα μισά βρέφη κοιμήθηκαν για περίπου 29–49 λεπτά, ενώ τα άλλα μισά έμειναν ξύπνια.
 
Τέλος, στην τρίτη φάση, τη «φάση δοκιμασίας», τα βρέφη είδαν και πάλι για 7 λεπτά ζεύγη ψευδολέξεων με εικόνες ψευδοαντικειμένων. Εδώ, το βρέφος καλούνταν να αναγνωρίσει, για παράδειγμα, ένα «νέο» Bofel, όμοιο με αυτά που έμαθε προηγουμένως ως προς το χρώμα και το σχήμα, αλλά διαφορετικό ως προς το μέγεθος, ή να «εκπλαγεί» με ένα «λανθασμένο» Bofel. Φυσικά, όλες οι ψευδολέξεις παρουσιάζονταν ηχητικά και όχι με τη γραπτή μορφή τους. 
 
Κατά τις φάσεις εκμάθησης και δοκιμασίας, οι ερευνητές μέτρησαν το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα των βρεφών, για να μελετήσουν τις αντιδράσεις του εγκεφάλου κατά την απομνημόνευση των αντιστοιχιών και, αργότερα, κατά την πρόσληψη ορθών και λανθασμένων αντιστοιχιών· αντίστοιχα κατέγραψαν και τη λειτουργία του εγκεφάλου κατά τα διαφορετικά στάδια του ύπνου.
 
Τα ευρήματα
 
Οι ερευνητές κατάφεραν να αποδείξουν από το σήμα των εγκεφαλικών αντιδράσεων ότι τα βρέφη που δεν κοιμήθηκαν στο διάστημα μεταξύ των φάσεων εκμάθησης και δοκιμασίας δεν ήταν ικανά να δημιουργήσουν τις απαραίτητες γενικεύσεις που θα τους επέτρεπαν να αναγνωρίσουν ένα «νέο» Bofel ως Bofel· με άλλα λόγια, κάθε ζεύγος ψευδολέξης–ψευδοαντικειμένου ήταν ένα εντελώς νέο και μοναδικό ζεύγος. Η επίδοση όμως των βρεφών που κοιμήθηκαν στο μεσοδιάστημα ήταν διαμετρικά αντίθετη: η ανάλυση του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματός τους κατά τη φάση δοκιμασίας έδειξε ότι ο εγκέφαλός τους αντιδρούσε διαφορετικά στα ορθά ζεύγη και διαφορετικά στα λανθασμένα ζεύγη ψευδολέξεων–ψευδοαντικειμένων. Ο λόγος; Ο ύπνος επέδρασε θετικά στην παγίωση των αντιστοιχιών που είχαν μάθει κατά τη φάση εκμάθησης.
     
Διάρκεια του ύπνου: ένας σημαντικός παράγοντας
 
Από τα βρέφη που κοιμήθηκαν μεταξύ των φάσεων εκμάθησης και δοκιμασίας, κάποια κοιμήθηκαν για περίπου 29 λεπτά και κάποια για περίπου 49 λεπτά. Η χρονική αυτή διαφορά υπήρξε καθοριστική. Η εγκεφαλική αντίδραση των βρεφών που είχαν κοιμηθεί για περίπου 29 λεπτά έμοιαζε με τις αντίστοιχες εγκεφαλικές αντιδράσεις βρεφών ηλικίας 3 μηνών, όπως αυτές καταγράφονται στη σχετική βιβλιογραφία. Κατά τον σύντομο ύπνο τους, τα βρέφη της ομάδας αυτής κατάφεραν να δημιουργήσουν μόνο επιφανειακές αντιστοιχίες μεταξύ συγκεκριμένων χαρακτηριστικών γνωρισμάτων των ψευδοεικόνων (π.χ. το χρώμα και το σχήμα) και των ήχων της ψευδολέξης—στρατηγική παρόμοια με αυτή των βρεφών ηλικίας 3 μηνών. Αντίθετα, κατά τη φάση δοκιμασίας, τα βρέφη που κοιμήθηκαν για περίπου 49 λεπτά παρουσίασαν εγκεφαλικές αντιδράσεις παρόμοιες με αυτές που καταγράφονται σε μεγαλύτερα παιδιά και ενήλικες, οι οποίες επέτρεψαν στους ερευνητές να ισχυριστούν ότι αυτά τα βρέφη έμαθαν τη συνολική σημασία των ψευδολέξεων και όχι απλώς επιφανειακές αντιστοιχίες.
 
Υπάρχει μήπως και ποιοτική διαφοροποίηση ως προς τη διάρκεια του ύπνου;  Είναι γνωστό ότι ο ύπνος διακρίνεται σε είδη και στάδια. Η ερευνητική ομάδα παρατήρησε ότι ένα συγκεκριμένο στάδιο του ύπνου μη ταχειών κινήσεων των οφθαλμών (non rapid eye movement, NREM) ήταν ιδιαίτερα σημαντικό. Κατά τη διάρκεια του 2ου σταδίου του NREM—είναι ο λεγόμενος ελαφρύς ύπνος, ο οποίος ακολουθεί την υπνηλία (1ο στάδιο) και προηγείται του βαθύ ύπνου (3ο στάδιο)—συμβαίνει η μετάβαση από μια απλή οπτικοακουστική αντιστοιχία ψευδολέξης–ψευδοεικόνας στη γενίκευση της σημασίας της ψευδολέξης, ώστε το βρέφος να μπορεί να αναγνωρίζει όλα τα «είδη» Bofel και να τα ονομάζει Bofel, χωρίς να τα έχει μάθει ρητά. Για την επιτυχή μετάβαση είναι απαραίτητος ένας ελαφρύς ύπνος περίπου 15 λεπτών. 
 
Αυτό που διευκολύνει τη γενίκευση της σημασίας, η οποία κατά τους ερευνητές ισοδυναμεί με τη δημιουργία μιας καινούριας λέξης στη μακροπρόθεσμη μνήμη, είναι η ιδιαίτερη εγκεφαλική λειτουργία που συμβαίνει κατά τον ελαφρύ ύπνο και τον διαφοροποιεί ποιοτικά από τα υπόλοιπα στάδια: οι υπνικές άτρακτοι (sleep spindles), δηλαδή τακτές σύντομες (περίπου 1 δευτερόλεπτο) ρυθμικές διακυμάνσεις συχνότητας 12–15 Hz, οι οποίες υποβοηθούν την ενσωμάτωση νέας λεξιλογικής γνώσης στην ήδη υπάρχουσα μακροπρόθεση λεξιλογική μνήμη και την παγίωσή της.
     
Ο ύπνος φαίνεται τελικά ότι είναι ευεργετικός ακόμα και στην εκμάθηση του λεξιλογίου. Τη χρονική εκείνη στιγμή στον κιρκάδιο ρυθμό κατά την οποία ο εγκέφαλος του βρέφους είναι «αποσυνδεδεμένος» από τον εξωτερικό κόσμο, έχει τη δυνατότητα να φιλτράρει τις λεξιλογικές πληροφορίες που είχε συλλέξει προηγουμένως και να αποθηκεύσει τις απαραίτητες σχέσεις και αντιστοιχίες στη μακροπρόθεση λεξιλογική μνήμη. Η εξερεύνηση του γλωσσικού περιβάλλοντος σε κατάσταση εγρήγορσης σε συνεργασία με την αναδιοργάνωση των πληροφοριών κατά τη διάρκεια του ύπνου είναι οι πυλώνες της λεξιλογικής ανάπτυξης κατά τη βρεφική ηλικία. 
 
Παραπομπή: Friedrich, M., Wilhelm, I., Mölle, M., Born, J. & Friederici, A. D.S (2017). The sleeping infant brain anticipates development. Current Biology, 27, 2374–2380.
 
*****************************************************
Στο πείραμα που δημοσιεύει η ερευνητική ομάδα του Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, ας αντικαταστήσουμε τις ψευδολέξεις και τα ψευδοαντικείμενα με τις πραγματικές λέξεις που ακούει και τα πραγματικά αντικείμενα που βλέπει ένα βρέφος 6–8 μηνών κατά την καθημερινή γλωσσική του εμπειρία και, έτσι, θα αντιληφθούμε πώς λειτουργεί πρακτικά ο μηχανισμός εκμάθησης λεξιλογίου.
 
*****************************************************
Βενέδικτος Βασιλείου, M.Sc.
Γλωσσολόγος, υποψήφιος διδάκτορας Νευρογλωσσολογίας
Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences,
Τμήμα Νευροψυχολογίας,
Λειψία, Γερμανία
 
*Ακολουθήστε μας στο @glossoskopio (Twitter) και στο Γλωσσοσκόπιο («Η Σημερινή») (Facebook)