Kā smadzenes aizpilda valodas tukšumus

Jauns pētījums parāda, ka, pabeidzot laulātā teikumus vai atbildot uz aizpildāmo jautājumu, jūs piesaistāt smadzeņu stacijas staciju atmiņām.

Tā ir joma, kuru līdz šim lielākoties novārtā atstāja zinātnieki, kas studē valodu, norāda Kalifornijas Universitātes Bērklija pētnieki.

Kaut arī runājot un saprotot valodu, kas acīmredzami balstās uz mūsu atmiņām, lielākā daļa pētījumu valodu un atmiņu aplūko kā atsevišķas smadzeņu funkcijas, ignorējot jebkādu savstarpēju savienojumu, atzīmē pētnieki.

Bērklija psihologi savā jaunajā eksperimentā parāda, ka atmiņa un valoda ir cieši saistītas, izmantojot hipokampu, kam ir galvenā loma atmiņas asociācijās.

Hipokamps, kas atrodas smadzeņu centrā, darbojas kā maršrutētājs, lai savienotu saistītās atmiņas - piemēram, apelsīna krāsu, formu, sajūtu, smaržu un garšu -, lai mēs spētu radīt asociācijas.

Pēc pētnieku domām, hipokampa loma ienākošo vārdu saistīšanā ar saglabātajām zināšanām ir nepieciešama teikuma nozīmes izpratnē un ģenerēšanā.

Nesen tika ziņots, ka pacientiem ar hipokampu bojājumiem bija tieši tādi simptomi, kādus varētu sagaidīt, ja hipokampu iesaistītu valodu asociācijās: problēmas, kas saistītas ar vārdu nozīmēm savā starpā un kontekstuālās informācijas iegūšanu no teikumiem un diskursa, sacīja pētnieki.

"Saikne starp valodu un hipokampu varētu būt izskaidrojums dažiem valodas deficītiem, ko mēs redzam pacientiem, kuriem nav bojājumu smadzeņu valodas zonā," sacīja bijusī Kalifornijas Universitāte, Berkeley pēcdoktorante Vitória Piai. vecākais pētnieks Radboud Universitātē Nijmegen, Nīderlandē.

"Es domāju, ka tad, kad mēs sāksim mācīties valodu tā, kā tas notiek reālajā dzīvē, mēs atklāsim, ka hipokamps vairāk kalpo valodai, nekā mēs domājām iepriekš."

Savam pētījumam pētnieki reģistrēja neironu darbību, izmantojot 12 cilvēku hipokampā ievietotus elektrodus, kad viņi dzirdēja aizpildāmus teikumus ar acīmredzamu atbildi: “Viņš, piemēram, slaucīja grīdu ar ________.

Lielākajā daļā priekšmetu hipokampā parādījās ļoti sinhronizēta aktivitāte, kad viņi dzirdēja teikumus, bet pirms parādījās atbildes attēls. Tā bija zīme, ka reģions visā smadzenēs veido asociācijas, lai izdomātu pareizo vārdu: Šajā gadījumā slota, paskaidroja pētnieki.

Saskaņā ar Piai teikto, dziļo smadzeņu ieraksts uztver milisekundes ar milisekunžu neironu šāvieniem, precīzi parādot, kā smadzenes reāllaikā rīkojas ar valodu.

Valodas pētījumos visbiežāk tiek izmantota funkcionālā magnētiskās rezonanses attēlveidošana (fMRI), kas mēra skābekļa plūsmu smadzenēs, lēns process, kas neļauj pētniekiem izmērīt darbības, kas notiek sekundes laikā, viņa izstrādāja.

"Pētījumi ar fMRI parāda, kur lietas var savienot, bet tas jums nepasaka, kā smadzenes saliek šīs lietas kopā," sacīja Piai.

"Es domāju, ka pie jautājuma" kā "var nokļūt tikai tad, kad sākat lietot elektrofizioloģiju, kurai ir tiešāka saistība ar signāla neironu aktivitāti nekā ar skābekli nesaturošām asinīm.Šis eksperiments ir tik aizraujošs, jo pastāv iespēja, ka mēs sāksim integrētāk saprast valodu un atmiņu, sāksim to pārbaudīt tā, kā tas patiesībā notiek. ”

"Valoda ir kaut kas tāds, ko klasiski uzskata par evolucionējošu un notiekošu garozā, tāpēc mums ir valoda, bet žurkām nav," sacīja līdzautors Roberts Naits, Kalifornijas Universitātes Bērklija psiholoģijas profesors un bijušais Helēnas Vilas neirozinātņu institūts.

„Neskatoties uz to, ka temporālās daivas mediālās daļas hipokampa zona ir labi saistīta ar telpisko un verbālo atmiņu cilvēkiem, abi lauki ir bijuši kā kuģi, kas kursē miglā, nemaz nezinot, ka tur atrodas otrs kuģis. ”

Jaunajā pētījumā, kas tika veikts pacientiem ar epilepsiju, kuriem Kalifornijas Universitātē, Irvine medicīnas centrā un Stenfordas universitātes Medicīnas centrā notiek intrakraniālo elektrodu pētījumi, lai noteiktu viņu patoloģisko smadzeņu aktivitātes avotu, Piai izmantoja plaši pazīstamu uzvedības efektu, lai izpētītu hipokampa iesaistīšanās valodā. Viņa ierakstīja tikai no neepilepsijas smadzeņu puslodes.

Iepriekšējie valodas pētījumi ir parādījuši, ka cilvēki aizpilda tukšāku tekstu ātrāk, ja teikumam ir tikai viena acīmredzama atbilde - piemēram, “Viņa aizslēdza durvis ar ________”, nekā tad, kad teikumam ir daudz iespējamo atbilžu, piemēram, “Viņa atnāca šeit ar ________. ”

Jaunajā pētījumā subjekti dzirdēja sešzilbes teikumus, kam sekoja pauze un pēc tam īss atbildes attēla uzplaiksnījums. Subjektiem tika lūgts nosaukt attēlu.

10 no 12 subjektiem tikai ierobežoti teikumi - tie, kuriem ir viena acīmredzama atbilde - izraisīja sinhronizētu teta viļņu uzliesmojumu hipokampā, kas ir raksturīga hipokampam, kad tas rada atmiņas saistību.

"Vitória parādīja, ka, ierakstot tieši no cilvēka hipokampu reģiona, kad teikums kļūst stingrāks, hipokamps kļūst aktīvāks, pamatā paredzot, kas notiks," sacīja Naits. "Hipokampuss sāka veidot ritmisku teta darbību, kas saistīta ar piekļuvi atmiņai un atmiņas apstrādi."

Gadu gaitā Naits un citi ir pētījuši smadzeņu darbību, izmantojot elektrodus uz smadzeņu virsmas, tā saukto elektrokortikogrāfiju vai ievietotus smadzenēs, ko sauc par intrakraniālo reģistrāciju, un parādījuši, ka atmiņas neironi vibrē no viena līdz 80 cikliem sekundē. Neironi, kas attēlo saistītās atmiņas, vibrē ar “teta” ritmu diapazonā no četriem līdz astoņiem cikliem sekundē.

Viena teorija ir tāda, ka tad, kad tiek iedarbināts viens no šiem saistītajiem neironiem, visi tie, kas vibrē ar vienu un to pašu frekvenci, vienlaikus izsauc atmiņu. Apelsīna smarža izraisa prātā attēlu, apelsīna garšu un smaržu, kā arī jebkuras pozitīvas vai negatīvas emocijas, kas saistītas ar apelsīniem.

Tāpat ierobežots teikums pakāpeniski izveidotu sinhronizētas vibrācijas saistīto atmiņu vidū. Teikumam “Viņš slaucīja grīdu ar ________”, “Slaucīts” un “Grīda” iedarbina sinhronizētas vibrācijas dažādos neironu komplektos, kas kodē saistītās atmiņas, pārklājas ar vienīgo vārdu, kas cieši saistīts ar abiem: “slota”.

Piai ir aizdomas, ka, dzirdot neierobežotus teikumus, vārdi neizraisa nekādas saistītas vai pārklājas asociācijas.

Jaunie atklājumi varētu pavērt pilnīgi jaunu pētījumu jomu ar intrakraniāliem ierakstiem, lai pārbaudītu informāciju par saikni starp valodu un atmiņu, sacīja Knight.

“Šis pētījums parāda, ka atmiņa veicina, jo teikums laika gaitā attīstās; tā ir reāllaika mūsu valodas sistēmas sastāvdaļa, nevis valodas sistēmas vergs, ”viņš teica.

Pētījums tika publicēts žurnālā Nacionālās Zinātņu akadēmijas raksti.

Avots: Kalifornijas Universitāte Bērklija