Hva skjer i hjernen når toåringen lærer nye ord?

– Vi så en tredobling i ordforrådet mellom 20 og 24 måneders alder, sier Janne von Koss Torkildsen. Hun er førsteamanuensis ved Institutt for spesialpedagogikk, og har sammen med stipendiat og førsteforfatter Kristina Borgström og Professor Magnus Lindgren – begge ved Lunds Universitet, publisert en artikkel i det internasjonalt anerkjente tidsskriftet Brain & Language. Når tredoblingen skjer, ser vi samtidig en endring i hjernens elektriske aktivitet når barnet ser på bilder og kobler dem sammen med ord.

Elektrofysiologiske studier hjalp oss å finne spurten

Vi ønsker å forstå mekanismene bak ordspurten hos toåringer bedre, sier Torkildsen. I denne studien studerte vi hele læringsfasen, fra barnet hører et ukjent ord til barnet kjenner det igjen og vet hva ordet betyr. Kunne vi se spurten? Vi var spente på om barn med et rikt ordforråd – det vil si det som allerede hadde «spurtet» hadde en annerledes læringsfase enn de som ikke hadde det. Under undersøkelsen hadde barna på seg en elektrodehette som registrerte endringer i hjernens elektriske signaler. Samtidig så de på en slags digital pekebok der barnet først fikk se et bilde og så fikk høre et ord som enten passet eller ikke passet til bildet. Noen av ordene var tulleord mens andre var vanlige ord som vi ventet at mange av barna allerede kunne. Vi brukte tulleord, som for eksempel «rasme» for å kunne studere hele innlæringsprosessen fra barnet hører et ukjent ord til det vet hva ordet betyr.

Metoden der en måler hjernens elektriske respons på stimuli, et ord eller et bilde, kalles ERP (event-related potentials). En stor fordel med denne metoden er at den kan fange opp svært hurtige forandringer i hjerneaktiviteten ned mot millisekund-nivå. En annen fordel er at man ikke er avhengig av at barnet snakker eller følger instruksjoner. Hvis ordet barnet hører ikke stemmer med bildet (f.eks. hvis man sier «banan» når barnet ser et bilde av en mus), vil man etter ca. 400 millisekunder se et «hopp» i hjerneaktiviteten. Denne responsen kaller vi N400-komponenten og den viser at barnet har oppdaget misforholdet mellom ord og bilde.

Forskerne studerte N400-komponenten på to tidspunkt i annet leveår: 20 måneder og 24 måneder. De fleste av barna gikk gjennom ordspurten i denne perioden.  De fant at hjerneaktiviteten til de ekte ordene stort sett var den samme ved første og andre undersøkelsestidspunkt. Hjerneaktiviteten til tulleord, derimot, endret seg drastisk på bare fire måneder. Barna på 24 måneder viste en N400-komponent når tulleordet de hadde lært å forbinde med et bestemt objekt ble vist sammen med et annet objekt. Dette viser at de hadde lært seg forbindelsen mellom det nye ordet og objektet. Til sammenligning viste barna på 20 måneder ingen N400 når et tulleord ble presentert sammen med et feil objekt. Dette viser en rivende utvikling i evnen til å lære nye ord som sammenfaller med ordspurten.

I studien så forskerne også på hvordan hjerneaktiviteten i innlæring av tulleord endret seg for hver gang barnet hørte ordet. De fant at hjerneaktiviteten hos barn med store ordforråd liknet veldig på den vi finner hos voksne: N400-komponenten blir gradvis mindre for hver gang de hører ordet. Barn med mindre vokabular viste derimot ikke denne nedgangen i komponenten før de hadde hørt ordet flere ganger. De dynamiske endringen i N400-komponenten ser altså ut til å være et mål på hvor effektivt hjernen innkoder den språklige informasjonen.

Nytt i internasjonal sammenheng

– Det at vi så en så tydelig N400 – repetisjonseffekt hos denne aldersgruppen er nytt i forskningslitteraturen. Det er morsomt med så tydelige resultater og gir inspirasjon til videre forskning, sier Torkildsen.

Viktig for spesialpedagogikken

Studier av barn med normal språkutvikling er viktig for å forstå mekanismene bak språkvansker. Som samarbeidspartner i en ny studie ledet av Kristina Borgström ved Lunds universitet vil Torkildsen nå forske på hva hjerneaktiviteten i annet leveår kan si oss om hvordan barna vil fungere språklig når de blir eldre. Barna i undersøkelsen vår er nå nådd skolealder og vi er spente på hvilke sammenhenger vi vil se mellom hjerneaktiviteten vi målte da de var to år og deres språk- og leseutvikling i tidlig skolealder, avslutter Torkildsen.