The role of mirror neurons in teaching foreign languages in the context of the development of end-to-end digital technologies in education

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Recent research in the fields of neuroeducation and digital didactics has demonstrated a growing interest in the role of neural mechanisms in the learning process. However, the influence of mirror neurons on the development of phonetic and lexical skills in foreign language acquisition has not been sufficiently explored. The present study addresses this gap and corresponds to the current objectives of developing cross-cutting digital technologies in education, including the integration of VR/AR tools and artificial intelligence systems that utilize visual cues.

Purpose This article aims to identify how the theory of mirror neurons influences foreign language learning, focusing on how visual and motor cues (in particular, the lecturer’s facial movements) affect pronunciation accuracy and vocabulary acquisition.

Procedure and methods. The study was conducted among undergraduate students enrolled in an ESP course. Three groups were formed to assess the effectiveness of visual contact: one had the opportunity to see the lecturer’s articulation, the second relied solely on audio input, while the third observed the lecturer whose face was partly covered. Retention of words was tested at the introduction stage and throughout the following three weeks, enabling a long-term assessment of the effects of visual reinforcement. The findings were evaluated in terms of correct stress placement and overall pronunciation quality.

Results. The experiment revealed that the group observing the lecturer’s face exhibited the most significant progress: on average, they achieved 95% accurately pronounced words by the end of the first week and reached 100% by the third. In comparison, the audio-only and partially concealed-face groups did not exceed 78%. This effect is attributed to the activation of mirror neurons when observing articulation, which facilitates imitation and reinforces proper speech patterns.

Theoretical and practical significance. From a theoretical perspective, this work refines the understanding of the role of mirror neurons in mastering the phonetics and prosody of a foreign language, supporting the importance of the visual channel. Practically, the findings can inform the design of ESP courses and other language training programs that incorporate active use of visual cues, the application of artificial intelligence, and virtual reality technologies to create more realistic and effective learning environments.

About the authors

Elizaveta S. Razheva

State University of Education; Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: e.s.razheva@mail.ru

Cand. Sci. (Philology), Assoc. Prof., Department of English Philology; Assoc. Prof., Department of English for Instrument Making Majors

 

Russian Federation, 10A, build. 2, Radio Str., Moscow, 105005, Russian Federation; 5, build. 1, 2nd Baumanskaya Str., Moscow, 105005, Russian Federation

Darya S. Razheva

Sechenov University; Pirogov Russian National Research Medical University

Email: darvezhar@mail.ru

Neurologist at the Sechenov Center for Motherhood and Childhood of the Clinical Center; Assistant at the Department of Neurology, Neurosurgery, Medical Genetics named after L.O. Badalyan of the Pediatric Faculty

 

Russian Federation, 8, build. 2, Trubetskaya Str., Moscow, 119048, Russian Federation; 1, build. 6, Ostrovityanova Str., Moscow, 117513, Russian Federation

References

  1. Avenanti, A., et al. (2020). The mirror neuron system and the embodiment of linguistic action. Brain and Language, 202(2), 234–246.
  2. Binkofski, F., & Fink, G. R. (2019). Motor facilitation and its role in language and cognition. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 98, 80–90.
  3. Buccino, G., & Fadiga, L. (2018). The role of mirror neurons in language comprehension and acquisition. Neuropsychologia, 112, 112–120.
  4. Caruana, F., & Lucca, G. (2021). Mirror neurons and language processing: The role of facial expressions. Journal of Cognitive Psychology, 29(6), 412–420.
  5. Cheng, J. (2021). Virtual reality in language learning: Applications of mirror neuron theory. Journal of Education Technology, 35(2), 45–56.
  6. Dapretto, M., et al. (2021). The neurocognitive mechanism of language learning and mirror neurons. Journal of Neurolinguistics, 45(8), 301–312.
  7. Ferrari, P. F., & Gallese, V. (2020). The social brain and mirror neurons: A review of recent findings. Neuroscience and Education Journal, 25(3), 132–143.
  8. Fogassi, L., & Fadiga, L. (2021). Neurocognitive mechanisms of imitation and learning. Journal of Neuroscience Research, 49(6), 443–455.
  9. Gallese, V., & Rizzolatti, G. (2020). Mirror neurons and the simulation theory of mind reading. Trends in Cognitive Sciences, 24(4), 268–279.
  10. Hickok, G. (2019). The social brain and language: Insights from mirror neurons and brain lesions. Journal of Linguistic and Cognitive Neuroscience, 35(7), 502–511.
  11. Kohler, E., et al. (2018). Mirror neurons and learning: The importance of sensorymotor integration in language acquisition. Brain and Language, 185, 1–10.
  12. Kogler, A. (2021). Mirror neurons, education, and language: A framework for innovative pedagogy. Learning and Teaching Journal, 12(6), 87–97.
  13. Liberman, A. M., & Whalen, D. H. (2020). The connection between mirror neurons and speech processing. Trends in Cognitive Neurosciences, 24(5), 342–350.
  14. López, S., & Ortega, J. (2023). Artificial intelligence in foreign language learning: A mirror neuron perspective. International Journal of Education Technology, 8(1), 56–69.
  15. López, V., & Martínez, S. (2020). Mirror neurons and language acquisition in educational contexts. Journal of Neuroscience Education, 18(2), 99–108.
  16. Mori, H., & Takeda, Y. (2019). The impact of visual input on the development of foreign language skills: A mirror neuronbased approach. Journal of Educational Psychology, 40(4), 265–278.
  17. Müller, M., & Garcia, C. (2022). Mirror neuron mechanisms and artificial intelligence in foreign language learning. Computational Education Review, 10(4), 125–138.
  18. Nishitani, N., & Hari, R. (2021). Cortical dynamics in mirror neuron activation during language imitation. NeuroImage, 184, 354–362.
  19. Pelli, D., & Faggin, G. (2020). The role of virtual assistants in foreign language acquisition and mirror neuron activation. Technology in Education, 11(5), 101–113.
  20. Perrett, D. I., & Mistlin, A. J. (2021). Understanding the visual appearance and consequence of hand actions. В: Vision and Action: The Control of Grasping (pp. 163–342).
  21. Rizzolatti, G., & Arbib, M. A. (2022). The mirror neuron system: Insights and applications for language acquisition. Neurobiology of Language Learning, 34(5), 216–228.
  22. Rizzolatti, G., & Sinigaglia, C. (2016). The mirror mechanism and its role in learning. Neuroscientific Studies in Education, 35(3), 218–235.
  23. Sato, M., & Taira, M. (2019). Mirror neurons and their influence on emotional recognition during learning processes. Psychological Science, 30(3), 200–210.
  24. Toni, I., et al. (2020). Mirror neurons and their applications in virtual reality language training. Journal of Virtual Education, 15(7), 100–115.
  25. Zhang, G., & Ma, C. (2021). The research on virtual reality applied for digitalize education of mining engineer speciality. В: 2nd International Conference on Education Technology and Computer (pp. 304–306).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».