Naukowcy zbadali jak mózg przetwarza język wykorzystując dźwięki do tworzenia słów i nadawania im znaczenia.
Zespół badawczy z Harvard Medical School, Massachusetts General Hospital i Massachusetts Institute of Technology przeprowadził eksperymenty z pacjentami poddawanymi stymulacji mózgu, rejestrując aktywność neuronów w regionie odpowiedzialnym za język. Badania te dostarczyły nowych informacji na temat tego, jak informacje semantyczne są przetwarzane i reprezentowane przez neurony podczas rozumienia języka.
Jak prowadzono badania
Naukowcy zastosowali elektrostymulację mózgu, rejestrując aktywność pojedynczych neuronów u pacjentów cierpiących na choroby neurologiczne, takie jak choroba Parkinsona. Pacjenci ci słuchali różnych opowiadań, a naukowcy śledzili aktywność neuronów w czasie rzeczywistym.
W badaniu uczestnicy słuchali około tysiąca słów, a aktywność neuronów była związana z dziewięcioma szerokimi kategoriami semantycznymi: czynności (chodzenie, bieganie), stany emocjonalne (szczęśliwy, smutny), obiekty (kapelusz, miotła), jedzenie (marchewka, ciasto), zwierzęta (królik, koń), przyroda (deszcz, słońce), relacje rodzinne (syn, siostra), imiona własne (np. George, Hannah) oraz relacje czasowo-przestrzenne (w górę, w dół). Niektóre neurony reagowały tylko na jedną kategorię słów, inne były bardziej elastyczne i reagowały na kilka kategorii.
Proces przetwarzania języka
Badania pokazały, że poszczególne neurony reagowały selektywnie na konkretne znaczenia słów, a także potrafiły rozróżniać słowa od nonsensownych ciągów dźwięków. Neurony te nie przechowywały jednak stałych reprezentacji słów, lecz reagowały dynamicznie, zależnie od kontekstu, w jakim dane słowo się pojawiało. Na przykład neuron, który reaguje na słowo „rose”, reaguje inaczej, gdy słowo to pojawia się w kontekście „On podniósł różę” (rose jako kwiat) niż w kontekście „On w końcu wstał” (rose jako czasownik).
Ziv Williams, główny badacz, porównuje proces przetwarzania języka przez mózg do działania sztucznej sieci neuronowej, w której poszczególne neurony są połączone w większe sieci odpowiedzialne za różne funkcje. Chociaż neurony te znajdują się w różnych częściach mózgu, to współpracują, aby zrozumieć znaczenie słów. Na przykład słowo „pies” aktywuje pierwotnie korę słuchową, a następnie informacje o tym słowie są rozprowadzane szeroko w mózgu.
Badacze zauważyli, że neurony są w stanie przewidzieć kolejne słowo w zdaniu, bazując na kontekście. Jeśli ktoś mówi: „Pies gonił…”, nasz mózg prawdopodobnie przewidzi słowo „kota”. Gdy kolejne słowo było bardziej przewidywalne, aktywność neuronów była bardziej wyraźna, co wskazuje, że neurony integrują informacje kontekstowe, aby stworzyć właściwe znaczenie słów.
Wnioski i przyszłe kierunki badań
Jednym z kluczowych wniosków z badania jest to, że przetwarzanie języka nie jest prostym procesem odtwarzania słów z pamięci, ale dynamicznym procesem, który wymaga stałej integracji informacji z kontekstu. Williams planuje kontynuować badania nad tym, jak różne języki i inne modalności, takie jak obrazy, wpływają na aktywność neuronów w mózgu. Celem jest zrozumienie, czy te same neurony reagują na ten sam koncept (np. „jabłko”) w różnych językach lub w przypadku bodźców wizualnych.
Źródło: Jonathan Shaw, How the Mind Assigns Meaning to Words, „Harvard Magazine”. Link do artykułu: tutaj
Serwis ma charakter edukacyjny, nie stanowi i nie zastępuje porady lekarskiej, a treść artykułów nie stanowi fachowej porady medycznej. Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za zastosowania informacji zamieszczonych na stronach serwisu.
