文：王馨敏
預測是研究幼兒預測大腦的本能，不小心碰到桌上的親共飲料杯就趕緊伸手扶住杯子；對談時即使對方話語未完，仍可知道對方接下來將說什麼。讀何大腦大腦時時刻刻都在對周遭環境進行預測。刺激腦科學證據顯示，研究幼兒預測還不會說話的親共嬰兒，大腦就能夠學習環境輸入規則並據此進行預測。讀何大腦
近年我與台灣師範大學暨美國耶魯大學團隊即率先以大腦實證資料指出，刺激六個月大嬰兒其大腦的研究幼兒預測訊息預測能力（或稱大腦預測力）和後續語言發展緊密相關。我們團隊的親共這些研究成果發表於《大腦和語言研究》和《科學公共圖書館．總刊》。
2018年，讀何大腦哈佛大學和麻省理工學院（MIT）的刺激研究團隊針對36名4～6歲幼兒，以功能性磁共振造影（fMRI）測量幼兒聽故事時的研究幼兒預測大腦活動，發現在日常生活中與成人有較多對話的親共幼兒，大腦中負責處理語言的讀何大腦布羅卡區（Broca's area）在聽故事時活化程度較高，顯示這些幼兒大腦處理語言的效能較佳，而僅被動接受環境中的語言輸入，並不會提升大腦處理語言的效能。
美國小兒科醫師赫頓（John Hutton）團隊也發現，與父母共同閱讀的互動品質影響3～5歲幼兒的大腦在處理語言、執行功能、社會情緒時的效能，共讀品質越好，大腦效能越佳。這些研究，從不同角度彰顯親子共讀與對話有助於提升大腦運作效能，與我們團隊的研究成果有異曲同工之妙。
大腦預測力關乎語言發展
半個多世紀以前，瑞士認知發展學家皮亞傑（Jean Piaget）觀察到，約8個月大的嬰兒會發展出「物體恆在」（object permanence）的認知能力，會尋找不在視線範圍內的物品或人，例如藏在毛毯下的玩具。
在近代心理學的領域則利用「違反預期典範」（violation-of-anticipation paradigm）實驗，來了解嬰兒是否具有某些能力。例如讓嬰兒清楚看到有一顆球放於書本後方，當書本往後傾倒時，理應會被球擋住；但是研究人員動了一些手腳，讓書本倒下後平貼於桌面，製造出違反預期的情境。
如果嬰兒具有物體恆在的認知能力，相較於無違反預期情境，他們會注視違反預期情境較長時間。透過這項典範實驗，研究發現，5個月大的嬰兒已經具有物體恆在的認知能力。
隨著實驗技術進展，過去20年來，科學家可透過儀器偵測嬰兒在進行認知作業時的大腦活動，例如「功能性近紅外光光譜儀」（fNIRS）即為近年一項用來研究大腦預測力的新興技術。
美國國家科學院（NAS）的院士亞斯林（Richard Aslin）等人利用fNIRS發現，六個月大的嬰兒在經過不到1分鐘的學習後，就能根據方才所學進行訊息預測，這可從嬰兒的大腦活動中觀察到，但這樣的大腦預測力在懷孕週數小於32週的早產兒中並未見到。
受精後28週，大腦皮質開始產生摺疊，腦回開始出現，受精後35週，所有腦回皆已完成。而早產兒在腦回尚未完成之前就出生，大腦出錯的機率高於足月兒，在認知語言發展上也較容易遲緩，大腦預測力的缺失可能是發展遲緩的導因之一。換句話說，大腦預測力可能是促進嬰幼兒發展的主要趨力之一，其重要性值得進一步探究。
過去幾年，在中央研究院語言學研究所曾志朗院士的支持下，我與跨國研究團隊「台灣師範大學暨耶魯大學哈斯金實驗室大腦發展與學習聯合實驗室」，利用fNIRS探討大腦預測力對嬰幼兒語言發展的影響。延續上述亞斯林的研究，我們團隊以台灣六個月大的嬰兒為研究對象，利用fNIRS收集負責處理視覺訊息的大腦枕葉神經活動。
研究顯示，嬰兒在學習階段已學會了「聲音出現後，緊接著出現圖片」的對應關係，因此在不預期省略圖片的情境下，枕葉也會產生神經活動，我們團隊稱此為大腦預測訊號（predictive brain signal）。
此發現與亞斯林先前研究結果一致。但我們進一步發現，六個月大嬰兒的大腦預測訊號強度，能有效預測他們在12個月及18個月大時的口語詞彙能力，此預測訊號強度越強，後續口語能力發展也越佳，這是首次發現這樣的相關性。
親子共讀培育好腦力
大腦預測力如此重要，能否在大腦最具可塑性的人生早期階段透過家庭活動加以提升？報章雜誌常提及，家庭活動中的親子共讀有助於孩子大腦發展，然而少有科學實證檢驗此說法。我們團隊以一歲幼兒為研究對象，探討親子共讀與大腦預測力的關係。
我們以上述fNIRS作業收集幼兒的大腦預測訊號，以及請家長根據平日情形填寫一份與幼兒共讀的活動量表，發現共讀經驗越豐富的幼兒，大腦預測訊號強度越強，而這類訊號強度越強的幼兒，口語能力也越好。換言之，親子共讀除了對幼兒語言發展有直接幫助，也透過增強大腦預測訊號強度，進而促進幼兒語言發展。這項研究首次提出，早期親子共讀有助於孩子大腦預測力發展的神經科學證據。
那麼，共讀如何能夠刺激大腦預測力？我們團隊在宜蘭進行為期三年的追蹤研究發現，成人即使在與語言能力未成熟的孩子共讀時，也會自發運用預測性的問題和孩子互動，例如詢問孩子：「接下來我們會看到什麼動物？」以此誘導孩子預測書本內容。共讀經驗越豐富，可讓孩子有更多機會運作他們的大腦預測力，而繪本提供訊息結構化的情境，讓孩子的大腦能夠在具預測性的情境中反覆練習預測新訊息。