Согласно новому исследованию Северо-Западного университета, быстрый биологический тест может выявить детей с проблемами грамотности или трудностями в обучении задолго до того, как они научатся читать.
Исследование, опубликованное 14 июля в журнале PLOS Biology, посвящено способности ребенка расшифровывать речь – особенно согласные – в хаотической, шумной обстановке. Исследователи обнаружили, что у детей без грамотности, мозг которых неэффективно обрабатывает речь на фоне шума, чаще, чем у их сверстников, будут возникать проблемы с чтением и языковым развитием, когда они достигнут школьного возраста.
Эта новообретенная связь между способностью мозга обрабатывать устную речь в шуме и навыками чтения у предварительных читателей "обеспечивает биологическое зеркало в будущей грамотности ребенка," сказала старший автор исследования Нина Краус, директор лаборатории слуховой нейробиологии Северо-Западного университета.
"В решающие дошкольные годы мы можем предложить помощь читателям, испытывающим трудности, но чем раньше, тем лучше," – сказал Краус, профессор коммуникативных наук, нейробиологии и физиологии Школы коммуникаций. "Задача заключалась в том, чтобы определить, какие дети являются кандидатами на эти вмешательства, и теперь мы нашли способ."
Шумная среда, такая как дома с ревущими телевизорами и плачущими детьми, шумные классы или городские пейзажи, может нарушить мозговые механизмы, связанные с развитием грамотности у детей школьного возраста.
Северо-западное исследование, в котором непосредственно измерялась реакция мозга на звук с помощью электроэнцефелографии (ЭЭГ), является одним из первых, кто обнаружил пагубный эффект у детей без грамотности. Это говорит о том, что способность мозга обрабатывать звуки согласных в шуме имеет фундаментальное значение для развития речи и чтения.
Речь и общение часто происходят в шумных местах, в среде, которая нагружает мозг. По словам Крауса, шум особенно влияет на способность мозга слышать согласные, а не гласные, потому что согласные произносятся очень быстро, а гласные акустически проще.
"Если реакция мозга на звук не оптимальна, он не может справляться с быстрыми и сложными вычислениями, необходимыми для обработки в шуме," Краус сказал.
"Звук – мощная невидимая сила, играющая центральную роль в человеческом общении. Повседневное слушание способствует ускоренному развитию речи, подсказывая детям, какие звуки имеют значение. Если ребенок не может понять эти звуки через фоновый шум, он или она не разовьют лингвистические ресурсы, необходимые для начала обучения чтению."
В ходе исследования провода ЭЭГ накладывались на кожу головы детей; это позволило исследователям оценить, как мозг реагировал на звучание согласных. В правом ухе юные участники исследования слышали звук «да», наложенный на лепет шести говорящих. В левом ухе они слышали саундтрек к фильму по своему выбору, который, как было показано, заставлял их не двигаться.
"Каждый раз, когда мозг реагирует на звук, он излучает электричество, поэтому мы можем зафиксировать, как мозг извлекает речь из шума," Краус сказал. "Мы можем очень подробно увидеть, насколько хорошо мозг извлекает каждую значимую деталь из речи."
Исследователи зафиксировали три различных аспекта реакции мозга на звук: стабильность, с которой реагируют цепи; скорость, с которой стреляли цепи; и качество, с которым схемы представляют тембр звука.
Используя эти три части информации, они разработали статистическую модель для прогнозирования успеваемости детей по ключевым тестам на грамотность в раннем возрасте.
В серии экспериментов со 112 детьми в возрасте от 3 до 14 лет команда Крауса обнаружила, что их 30-минутная нейрофизиологическая оценка с очень высокой точностью предсказывает, как 3-летний ребенок будет выполнять несколько тестов перед чтением и как через год, в возрасте 4 лет, он или она сможет освоить несколько языковых навыков, важных для чтения.
Модель доказала свою широту охвата, также точно предсказав сообразительность чтения у детей школьного возраста, в дополнение к тому, были ли у них диагностированы проблемы с обучаемостью.
"Важность нашего биологического подхода заключается в том, что мы можем увидеть, как мозг распознает звук и его влияние на грамотность у любого ребенка," Краус сказал. "Беспрецедентно наличие единой биологической метрики, которую мы можем применять для разных возрастов."
Среди других соавторов Северо-Запада – Трэвис Уайт-Швох, Кали Вудрафф Карр, Элейн С. Томпсон, Самира Андерсон, Трент Никол, Энн Р. Брэдлоу и Стивен Джи. Зеккер, все сотрудники Лаборатории слуховой неврологии и отдела коммуникационных наук Северо-Западного.
Команда продолжит следить за этими детьми в своем "Биоты" проект по мере того, как они учатся в школе.