Trong số 5 giác quan (bao gồm: thị giác, thính giác, vị giác, khứu giác và xúc giác) thì thị giác chính là giác quan phát triển chậm nhất ở trẻ sơ sinh.

Chỉ vài tiếng sau khi chào đời, thính giác của trẻ đã hoàn thiện đến mức có thể giúp trẻ phát hiện và quay mặt về hướng có âm thanh. Trẻ có thể phân biệt được âm lượng và các tần số khác nhau, đặc biệt là việc nhận ra giọng nói của người mẹ.

Về vị giác, trẻ sơ sinh từ lâu đã được biết là thích vị ngọt và có thể cảm nhận được thêm 3 vị bao gồm mặn, chua và đắng. Xúc giác trẻ cũng đã phát triển đến mức cảm nhận được với những cú chạm, sự thay đổi nhiệt độ và trẻ đã biết đau.

Về mặt khứu giác, những đứa trẻ sơ sinh đã nhận ra được mẹ mình bằng mùi của vú và vùng nách. Trẻ cũng sẽ trốn mặt hoặc quay lưng lại khi có những mùi khó chịu xuất hiện (một ông bố hút thuốc lá chẳng hạn).

Tuy nhiên, riêng về thị giác thì sự phát triển tỏ ra rất hạn chế. Trong suốt 2 tuần đầu, trẻ ít khi mở mắt.

1. Mọi đứa trẻ đều "bị mù" khi sinh ra

Có thể bạn chưa biết, vào thời điểm chào đời mọi đứa trẻ đều bị coi là mù chức năng. Đó là bởi các tế bào cảm quang hình nón và hình que ở mắt chúng ta vẫn chưa được kết nối với não bộ. Những tế bào này nằm ở võng mạc giúp bạn cảm nhận được màu sắc và ánh sáng.

Về cơ bản, chúng giống với những điểm cảm biến trong máy ảnh. Khi chưa được kết nối với não bộ, mắt của những đứa trẻ sơ sinh giống với một chiếc máy ảnh trong lần đầu "đập hộp" mà chưa lắp pin và thẻ nhớ.

Năm 1998, nhà khoa học người Mỹ Philip Kellman đã làm một nghiên cứu để xác nhận tầm nhìn của những đứa trẻ sơ sinh chỉ đạt 20/600.

Điều đó có nghĩa là trẻ khi mới chào đời chỉ có thể nhìn thấy ở khoảng cách 20 feet (60 cm) những gì mà một người trưởng thành nhìn thấy ở khoảng cách 600 feet (183 m). Theo định nghĩa lâm sàng, 20/200 được coi là ngưỡng mù, bởi vậy, mọi đứa trẻ sơ sinh khi chào đời đều bị coi là mù chức năng.

Phải đến 6 tháng tuổi, thị lực của trẻ mới phát triển đến ngưỡng 20/100 và đến 12 tháng tuổi, trẻ mới đạt được thị lực như một người trưởng thành.

Nhưng điều đó không có nghĩa là trong 1 năm đầu đời, thị giác của trẻ hoàn toàn là vô dụng. Từ những năm giữa thế kỷ 20, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu sự phát triển trong thị giác của trẻ sơ sinh. Điều đầu tiên mà họ phát hiện ra được, đó là trẻ rất nhạy cảm với ánh sáng.

Sự nhạy cảm với ánh sáng đã cho phép trẻ phát hiện các vật thể di chuyển chậm trong tầm nhìn hạn chế của mình, đặc biệt là các vật thể có độ tương phản cao và độ phức tạp vừa phải.

Mô phỏng thị lực cửa trẻ sơ sinh cho tới tháng tuổi thứ 6, so sánh với người trưởng thành.

Mặc dù vậy, thế giới của một đứa trẻ sơ sinh không phải chỉ có đen và trắng. Các nhà khoa học cho biết trẻ dưới 2 tháng tuổi đã có thể cảm nhận được màu sắc, có điều, chúng sẽ gặp khó khăn để phân biệt một số màu với nhau, bao gồm trắng, vàng, xanh da trời và xanh dương.

Cho đến 2-3 tháng tuổi, trẻ mới phân biệt được tất cả các màu sắc cơ bản. Và đến tháng tuổi thứ 4, trẻ sẽ có thể tập hợp các đồ vật cùng màu nhưng đậm nhạt khác nhau vào mỗi nhóm: xanh da trời, xanh lá, vàng và đỏ.

2. Tại sao trẻ thấy hấp dẫn với những khuôn mặt?

Có một sự thật rằng trẻ sơ sinh thường bị hấp dẫn bởi những khuôn mặt. Bạn có thể lắc lư đầu mình trong khi chơi đùa với một đứa trẻ, và nó sẽ cực kỳ thấy thích thú.

Năm 1961, một nhà khoa học người Mỹ có tên là Robert Lowell Fantz đã thực hiện một thí nghiệm thị giác để giải thích hiện tượng này. Ông cắt 1 tấm bìa in hình vẽ mặt người, một tấm bìa khác cũng là hình mặt người nhưng với mắt, mũi, tóc tai đảo lộn và một tấm bìa trống dường như chỉ có mái tóc đơn giản.

Những tấm bìa được đưa qua lại trước mắt những đứa trẻ sơ sinh chỉ vài phút tuổi cho đến 5 tuần tuổi, để xem chúng thích tấm bìa nào nhất. Kết quả chỉ ra những đứa trẻ đã bị thu hút, chúng dõi mắt và ngoái đầu với cả hai miếng bìa có hình mặt người bình thường và mặt người với ngũ quan đảo lộn.

Sự hứng thú của trẻ với các hình vẽ mặt người

Từ thời điểm 4 ngày tuổi cho tới 2 tháng tuổi, trẻ càng có xu hướng bị kích thích bởi hình mặt người nhiều hơn, trong khi miếng bìa có khối đen trắng ngày càng bị bỏ qua. Điều này chứng tỏ trẻ sơ sinh chỉ vài phút tuổi đã có thể theo dõi kích thích thị giác bằng mắt và đầu, và chúng thể hiện sự ưu tiên hơn với những thứ có hình khuôn mặt của con người.

Tại sao trẻ sơ sinh lại có phản xạ ưu tiên này? Một khả năng, nó là tàn dư thích nghi trong lịch sử tiến hóa của chúng ta. Phản xạ được điều khiển bởi các khu vực dưới vỏ não, hướng trẻ sơ sinh đến phía những người chăm sóc và thúc đẩy các tương tác xã hội.

Một giải thích khác đơn giản hơn, đó là trẻ thích nhìn vào các mẫu hình có độ tương phản cao, với nhiều ranh giới sắc nét giữa các vùng sáng và tối. Khuôn mặt người, kể cả khi các ngũ quan bị xáo trộn, đều đáp ứng với các điều kiện này, khiến chúng trở thành đối tượng thu hút sự chú ý của trẻ.

Ngoài ra, các thí nghiệm phân tích cũng cho thấy trẻ thích các mẫu hình có độ cong và độ phức tạp vừa phải. Có thể là vì ở thời điểm dưới 2 tháng tuổi, thị giác của trẻ chưa phát triển đủ để đạt được đến độ phân giải chi tiết rõ ràng. 

Còn khuôn mặt người cũng đáp ứng được các điều kiện về độ phân giải và độ cong, trong khi nhiều hình dạng khác không thể. Ví dụ như hình vẽ dưới đây mô phỏng những gì mà một đứa trẻ dưới 2 tháng tuổi nhìn thấy:

3. Thời điểm trẻ bắt đầu có các suy luận về hình ảnh

Đâu là khoảng thời gian trẻ bắt đầu xâu chuỗi được các hình ảnh chúng nhìn thấy, chẳng hạn như đoán ra được một vật thể bị che khuất một phần? Như trong một thí nghiệm dưới đây:

Các nhà khoa học đã cho 1 nhóm trẻ 4 tháng tuổi lần lượt nhìn liên tục vào màn hình A hiển thị một chiếc que dài đặt sau một tấm vuông, nhìn nhiều tới độ chúng chán chẳng buồn phản ứng với vật thể thì thôi.

Sau đó, trẻ được cho nhìn giữa hai hình C và D, để xem chúng hứng thú với hình nào hơn. Mục đích là để tìm hiểu xem trẻ nhận thức trong hình A là một thanh dài phía sau hình vuông, hay là hai thanh ngắn riêng biệt.

Nếu trẻ nhận ra vật thể là một thanh dài, chúng sẽ tỏ ra hứng thú với hình D (là hai que ngắn) hơn, bởi trẻ luôn bị kích thích với vật thể hoàn toàn mới và lạ lẫm, trong khi đã bị thí nghiệm làm cho quen thuộc và nhàm chán với chiếc que ở hình C.

Kết quả trong thử nghiệm đầu với hình A cho thấy trẻ không thiên vị hoàn toàn thanh C hay hai thanh D, chứng tỏ cả hai hình hoàn toàn là mới mẻ với trẻ.

Nhưng khi các nhà khoa học cho trẻ tiếp xúc với hình B trước thay vì A. Trong hình B, chiếc que dài được di chuyển qua lại đằng sau tấm vuông. Trẻ dường như đã nhận ra sự đồng bộ trong hướng chuyển động của hai mẩu que nhô ra, từ đó suy ra được nó chỉ là một chiếc que duy nhất.

Dĩ nhiên là trong kết quả của thử nghiệm 2 giữa C và D, trẻ đã hứng thú với hai que D hơn là chiếc que C mà chúng đã nhận ra trước đó.

Lặp lại các thí nghiệm với trẻ 4 tháng tuổi trở xuống, các nhà khoa học thấy rằng trẻ từ sơ sinh cho tới 2 tháng tuổi chưa thể lắp ghép các chuyển động mà chúng nhìn thấy để suy ra một vật thể toàn bộ khi bị lấp. Khả năng này chỉ phát triển khi trẻ được 2 tháng tuổi.

Nhưng đến tháng tuổi thứ 3 và 4, trẻ đã có thể cảm nhận được một số hình ảnh lồng ghép đứng yên. Chẳng hạn như khi nhìn kỹ vào hình dưới đây, bạn có thấy một hình vuông nằm đè lên các hình tròn màu đen hay không? 

Tất nhiên là nhiều người sẽ thấy nó đơn giản, nhưng với một đứa trẻ 3-4 tháng tuổi, việc tìm ra các đường viền đứt của hình vuông đòi hỏi sự làm việc của cả trí tuệ chứ không đơn thuần là thị giác.

Trên 4 tháng tuổi, trẻ có thể cảm nhận được những hình ảnh bị che khuất trong bối cảnh động, như chiếc que bị lấp sau mảnh ghép vuông ở thử nghiệm phía trên. Đến 8 tháng tuổi, trẻ có thể không cần đến các dấu hiệu chuyển động để nhận ra toàn bộ vật thể đứng yên bị che khuất.

Một đứa trẻ 12 tháng tuổi đã phát triển ý thức thị giác đến mức có thể nhận ra các hình được vẽ lên bởi một điểm sáng di dộng, giống như việc bạn dùng bút laser vạch thành một hình tròn hoặc hình vuông trên tường. Đây là những gì mà một đứa trẻ 8 tháng hay 10 tháng chưa thể làm được.

4. Khi nào thì trẻ nhận thức được không gian 3 chiều?

Trẻ sơ sinh khi còn rất nhỏ đã có thể nhận thức được những chuyển động trong không gian 3 chiều. Giả dụ, khi bạn đưa nắm tay hay một vật thể tiến gần đến mắt đứa trẻ 1 tháng tuổi, nó sẽ có phản ứng phòng thủ đơn giản là chớp mắt.

Cùng với đó, trẻ cũng có thể đáp ứng với kích thích này bằng cách nhấn đầu về phía sau để tránh vật thể hoặc vung tay về phía trước để hất nó ra ngoài. Các nhà khoa học nhận thấy rằng khi trẻ chớp mắt nhanh hơn có nghĩa là đứa bé đang sợ va chạm với vật thể. Trong khi đó, chớp mắt chậm chỉ đơn giản để đáp ứng với việc vật thể đang che khuất tầm nhìn của nó.

Giống như lỗ mở khẩu độ của máy ảnh, khi một vật thể tới gần mắt trẻ, nó choán mất nhiều trường thị giác hơn, do đó, trẻ sẽ nhìn thấy càng ít khung cảnh ở phía sau vật thể. Vật thể ở gần hơn cũng có nghĩa là hình ảnh của nó trên võng mạc sẽ lớn hơn, so với khi chính vật thể đó ở xa với ảnh nhỏ hơn. 

Nhưng liệu trẻ có thể biết được hai vật thể ở gần và xa đều là một hay không, mặc dù kích thước của chúng trên võng mạc là khác nhau?

Hiệu ứng được gọi là "nhận thức đẳng thước" hay "kích thước không đổi" không xuất hiện ở trẻ dưới 3 tháng tuổi.

Hiệu ứng này được gọi là "nhận thức đẳng thước" hay "kích thước không đổi" không xuất hiện ở trẻ dưới 3 tháng tuổi. Các nhà khoa học cho biết chỉ khi trẻ đạt tới 3-5 tháng tuổi, chúng mới phát triển thị lực hai mắt đủ tốt để đưa ra những suy luận chính xác về không gian.

Nhưng nếu kết hợp với các nhận thức về chuyển động, trẻ có thể cảm nhận sự đẳng thước ở tháng tuổi thứ 4. Và ở thời điểm 6-7 tháng tuổi, trẻ bắt đầu có thể nhận thức chiều sâu của không gian bằng một mắt mà không cần dùng cả hai mắt hay nhận thức chuyển động.

Nhận thức đẳng thước tiến bộ rất đều đặn trong 1 năm đầu đời của trẻ, nhưng nó chỉ hoàn thiện tuyệt đối khi trẻ đã 10-11 tuổi.

5. Liệu trẻ có thản nhiên bò ra mép giường hay mép cầu thang?

Bây giờ, các bậc phụ huynh có thể phải lo lắng. Vào thời điểm 7 tháng khi con mình bắt đầu biết bò, nhận thức về không gian của trẻ đã đủ để giúp nó không bò ra khỏi mép giường hay rơi xuống cầu thang hay chưa? Các nhà khoa học lại làm một thí nghiệm để trả lời câu hỏi đó:

Liệu một đứa trẻ 7 tháng tuổi có thản nhiên bò ra mép giường hay mép cầu thang?

Năm 1960, hai nhà khoa học Eleanor Gibson và Richard Walk đã thiết kế một mô hình gọi là ảo giác vách đá để xem những đứa trẻ sơ sinh có thể nhận thức được chiều sâu hay không. Vách đá thực chất là một bục kính chia thành hai phần. Đứa trẻ được đặt ở giữa, trên một con đường màu trắng.

Sát phía dưới tấm kính bên phải, Gibson và Walk đặt một tấm giấy hình bàn cờ phẳng. Trong khi đó, phía bên trái, họ tạo ra một cái hố sâu vài chục cm cộng thêm vào hiệu ứng thị giác biến nó thành một cái vách có độ sâu thực sự.

Các bậc cha mẹ sẽ lần lượt dỗ con mình đi về phía tấm kính bên trái hoặc bên phải. Gibson và Walk quan sát thấy những đứa trẻ từ 6-6,5 tháng tuổi thường sẽ đi về phía bên phải nhiều hơn. Chỉ có 10% những đứa trẻ dám đi về phía cái vực bên trái, so với 90% sẽ đi về phía đối diện an toàn.

Vậy là đã rõ, trẻ sơ sinh một khi đã biết bò thì sẽ nhận thức được độ sâu và sợ rơi. Các bậc cha mẹ đôi khi không phải lo lắng quá về việc con mình sẽ thản nhiên bò ra khỏi mép giường hay cầu thang, mặc dù tất nhiên, đó vẫn là một nguy cơ cần để ý.