Naukowcy odkryli “mózgowy tezaurus”, który sprawia, iż słowa wypowiadane przez innych ludzi są rozumiane przez nas samych.
Od przekazywania precyzyjnych instrukcji po tworzenie zupełnie nowych światów, słowa i ich znaczenia są najważniejsze dla naszego istnienia jako ludzi. Ale to, w jaki sposób mnogość komórek tworzących ludzki mózg przyjmuje abstrakcyjne dźwięki lub symbole i przekształca je w coś “znaczącego”, od dawna pozostaje tajemnicą.
Zespół naukowców z Massachusetts General Hospital odkrył mikroskopijny “tezaurus”, który odzwierciedla sposób, w jaki znaczenia słów są reprezentowane przez neurony w naszym mózgu. Badania, które opublikowano w czasopiśmie Nature, otwierają drzwi do zrozumienia, jak rozumiemy język i mogą okazać się pomocne dla osób z zaburzeniami mowy.
Prof. Ziv Williams z Massachusetts General Hospital mówi:
Ludzie posiadają wyjątkową zdolność wydobywania niuansów znaczenia dzięki języka – kiedy słuchamy mowy, możemy zrozumieć znaczenie choćby dziesiątek tysięcy słów i robić to bezproblemowo w przypadku niezwykle zróżnicowanych koncepcji i tematów Chcieliśmy dowiedzieć się, w jaki sposób ludzie są w stanie przetwarzać tak zróżnicowane znaczenia podczas naturalnej mowy i dzięki czemu jesteśmy w stanie gwałtownie zrozumieć znaczenie słów w szerokim zakresie zdań, historii i narracji.Mózgowy teazurus odkodowuje słowa, które słyszymy
Naukowcy postanowili stworzyć szczegółową mapę tego, jak neurony w mózgu człowieka reprezentują znaczenia słów – np. jak reprezentujemy pojęcie zwierzęcia, gdy słyszymy słowa kot i pies, a także jak odróżniamy pojęcie psa od samochodu. Aby tego dokonać, wykorzystali nową technologię, która pozwala na jednoczesne rejestrowanie aktywności choćby stu neuronów w mózgu, gdy ludzie słuchali zdań (takich jak “dziecko pochyliło się, aby powąchać różę”) i opowiadań (np. o życiu i czasach Elvisa Presleya).
Nagranie zaskakująco niewielu neuronów w części mózgu zaangażowanej w tworzenie mowy i pamięć roboczą pozwoliło naukowcom na luźne “odczytanie w myślach” ogólnych znaczeń we wzorcach aktywności komórkowej. Uczeni odkryli, iż słowa o podobnym znaczeniu, takie jak makaron i pizza, tworzą podobne wzorce aktywności w mózgach uczestników i iż wzorce te różnią się znacząco, gdy słyszą słowa o odmiennym znaczeniu, takie jak kaczka i kawa.
Jak to się dzieje, iż rozpoznajemy wypowiadane przez innych słowa? /Fot. UnsplashProf. Ziv Williams wyjaśnia:
Odkryliśmy, iż podczas gdy niektóre neurony preferencyjnie aktywowały się, gdy ludzie słyszeli słowa takie jak “biegł” lub “skakał”, które odzwierciedlają działania, inne neurony preferencyjnie aktywowały się, gdy słyszeli słowa o konotacjach emocjonalnych, takie jak “szczęśliwy” lub “smutny”. Co więcej, patrząc na wszystkie neurony razem, mogliśmy zacząć budować szczegółowy obraz tego, w jaki sposób znaczenia słów są reprezentowane w mózgu.Co więcej, wzorce aktywności neuronów w odpowiedzi na dźwięk słowa zależą również od tego, co było przed i po. Zamiast po prostu reagować na słowa jako na stałe zapisane reprezentacje pamięci, neurony te wydawały się adaptacyjnie reprezentować znaczenia słów w sposób zależny od kontekstu podczas naturalnego przetwarzania mowy. To właśnie pozwala odróżnić homofony – słowa, które brzmią tak samo, ale mają różne znaczenia, np. Słońce i syn (Sun/son) czy widzieć i morze (see/sea).
Naukowcy odkryli także, iż rejestrując stosunkowo niewielką liczbę neuronów mózgowych, mogli niezawodnie przewidywać znaczenia słów, gdy były słyszane w czasie rzeczywistym podczas mówienia. Oznacza to, iż na podstawie aktywności neuronów zespół mógł określić ogólne idee i koncepcje doświadczane przez osobę podczas ich rozumienia podczas mówienia.
