Kako se možgani polnijo v praznih jezikih

Nova študija kaže, da ko končate stavke zakonca ali odgovorite na prazno vprašanje, vključite možgansko relejno postajo za spomine.

To je področje, ki so ga do zdaj znanstveniki, ki preučujejo jezik, večinoma zanemarjali, menijo raziskovalci na kalifornijski univerzi v Berkeleyju.

Medtem ko govor in razumevanje jezika očitno črpata iz naših spominov, večina študij gleda na jezik in spomin kot na ločeni funkciji možganov, pri čemer ne upošteva nobene medsebojne povezanosti, ugotavljajo raziskovalci.

V svojem novem eksperimentu psihologi z Berkeleyja dokazujejo, da sta spomin in jezik tesno povezana preko hipokampusa, ki ima ključno vlogo v spominskih povezavah.

Hipokampus, ki se nahaja v središču možganov, deluje kot usmerjevalnik in povezuje povezane spomine - na primer barvo, obliko, občutek, vonj in okus pomaranče - tako da lahko povežemo.

Po mnenju raziskovalcev je vloga hipokampusa pri povezovanju dohodnih besed s shranjenim znanjem potrebna pri razumevanju in ustvarjanju pomena stavkov.

Pred kratkim so poročali, da imajo bolniki s poškodbami hipokampusa natanko takšne simptome, kot bi jih pričakovali, če bi bil hipokampus vpleten v jezikovna združenja: težave medsebojnega pomena besed in pridobivanja kontekstualnih informacij iz stavkov in diskurza, so povedali raziskovalci.

"Povezava med jezikom in hipokampusom bi lahko bila razlaga nekaterih jezikovnih primanjkljajev, ki jih opazimo pri pacientih, ki nimajo poškodb jezikovnih predelov možganov," je dejala nekdanja podoktorska sodelavka z univerze v Kaliforniji, Vitória Piai, univerza v Berkeleyju. višji raziskovalec na univerzi Radboud v Nijmegnu na Nizozemskem.

"Mislim, da ko bomo začeli študirati jezik, kot se dogaja v resničnem življenju, bomo ugotovili, da hipokampus počne več v službi jezika, kot smo mislili prej."

Za svojo študijo so raziskovalci zabeležili nevronsko aktivnost z uporabo elektrod, vstavljenih v hipokampus 12 ljudi, ko so slišali napolnjene prazne stavke z očitnim odgovorom: "Na tla je pometel z ________", na primer.

Pri večini preiskovancev je hipokampus pokazal močno sinhronizirano aktivnost, ko so se med zaslišanjem stavkov prilagodili pravemu odgovoru, vendar preden je bila prikazana slika odgovora. To je bil znak, da se je regija v možganih združevala, da bi prišla do prave besede: v tem primeru so metle pojasnili raziskovalci.

Po Piaijevem zapisu globokih možganov milisekunda za milisekundo zajema nevronske strele, ki natančno kažejo, kako se možgani v realnem času ukvarjajo z jezikom.

Študije jezikov najpogosteje uporabljajo funkcijsko slikanje z magnetno resonanco (fMRI), ki meri pretok kisika v možganih, počasen proces, ki raziskovalcem ne omogoča merjenja dejavnosti, ki se odvijajo v delčku sekunde, je pojasnila.

"Študije s fMRI kažejo, kje bi se lahko stvari povezale, ne pove pa vam, kako možgani te stvari sestavljajo," je dejal Piai.

»Mislim, da lahko do vprašanja" kako "pridemo šele, ko začnemo uporabljati elektrofiziologijo, ki ima bolj neposredno povezavo z živčno aktivnostjo v signalu kot deoksigenirana kri.Ta poskus je tako vznemirljiv zaradi možnosti, da bomo začeli razumevati jezik in spomin na bolj integriran način, ga začeli preučevati, kot se v resnici zgodi. "

"Jezik je nekaj, za kar je bilo klasično videti, da se razvija in pojavlja v skorji, zato imamo jezik, podgane pa ne," je dejal soavtor Robert Knight, kalifornijska univerza, profesor psihologije v Berkeleyju in nekdanji vodja Inštitut za nevroznanost Helen Wills.

»Kljub temu, da je območje hipokampusa medialnega dela temporalnega režnja dobro znano, da je povezano s prostorskim in besednim spominom pri ljudeh, sta bili obe kot ladje, ki tečejo v megli, ne da bi vedeli, da je tam druga ladja. "

V novi študiji, izvedeni pri bolnikih z epilepsijo na intrakranialnih študijah elektrod na Univerzi v Kaliforniji, Irvine Medical Center in Stanford University Medical Center, da bi našli vir njihove nenormalne možganske aktivnosti, je Piai izkoristil dobro znani vedenjski učinek za raziskovanje vpletenost hipokampusa v jezik. Snemala je le z neepileptične poloble možganov.

Prejšnje študije jezika so pokazale, da ljudje prazno izpolnijo hitreje, če ima stavek samo en očiten odgovor - »Zaklenila je vrata z ________«, na primer - kot kadar ima stavek veliko možnih odgovorov, na primer »Prišla je tukaj z ________. "

V novi študiji so preiskovanci slišali šestzložne stavke, sledil je premor in nato kratek trenutek slike odgovora. Preiskovanci so morali sliko poimenovati.

Pri 10 od 12 preiskovancev so samo omejeni stavki - tisti z enim očitnim odgovorom - povzročili izbruh sinhroniziranih theta valov v hipokampusu, kar je značilno za hipokampus, ko poveže spomin.

"Vitória je pokazala, da ko posnamete posnetek neposredno iz človeške regije hipokampa, ko stavek postane bolj omejujoč, hipokampus postane bolj aktiven in v bistvu napoveduje, kaj se bo zgodilo," je dejal Knight. "Hipokampus je začel graditi ritmično theta dejavnost, ki je povezana z dostopom do pomnilnika in obdelavo spomina."

Z leti so Knight in drugi preučevali možgansko aktivnost z uporabo elektrod na možganski površini, tako imenovano elektrokortiokografijo ali vstavljeno v možgane, imenovano intrakranialno snemanje, in pokazali, da spominski nevroni vibrirajo med enim in 80 cikli na sekundo. Nevroni, ki predstavljajo povezane spomine, pa vibrirajo s ritmom "theta" v območju od štiri do osem ciklov na sekundo.

Ena od teorij je, da ko se sproži eden od teh povezanih nevronov, vsi tisti, ki vibrirajo z isto frekvenco hkrati, sprožijo spomin na spomine. Vonj pomaranče sproži sliko v mislih, okus in vonj pomaranče ter vsa pozitivna ali negativna čustva, povezana s pomarančami.

Podobno bi omejeni stavek postopoma gradil sinhronizirane vibracije med sorodnimi spomini. Za stavek "Pometal je tla z ________", "pometel" in "tla" sprožita sinhronizirane vibracije v različnih nizih nevronov, ki kodirajo povezane spomine, ki se prekrivajo z edino besedo, tesno povezano z obema: "metla".

Piai sumi, da kadar slišimo neomejene stavke, besede ne povzročajo povezanih ali prekrivajočih se povezav.

Nove ugotovitve bi lahko odprle povsem novo študijsko področje z intrakranialnimi posnetki, da bi raziskali podrobnosti povezave med jezikom in spominom, je dejal Knight.

»Ta študija kaže, da spomin prispeva, saj se stavek razvija v času; je del našega jezikovnega sistema v realnem času in ni suženj jezikovnega sistema, «je dejal.

Študija je bila objavljena v reviji Zbornik Nacionalne akademije znanosti.

Vir: Univerza v Kaliforniji Berkeley