Как мозъкът се запълва в празните езици

Ново проучване показва, че когато завършите изреченията на съпруга си или отговорите на попълнен празен въпрос, вие ангажирате релейната станция на мозъка за спомени.

Това е област, която досега е била пренебрегвана до голяма степен от учени, изучаващи език, според изследователи от Калифорнийския университет, Бъркли.

Докато говоренето и разбирането на езика очевидно се черпят от нашите спомени, повечето изследвания гледат на езика и паметта като на отделни функции на мозъка, пренебрегвайки всякаква взаимовръзка, отбелязват изследователите.

В новия си експеримент психолозите от Бъркли показват, че паметта и езикът са дълбоко свързани чрез хипокампуса, който играе ключова роля в асоциациите на паметта.

Разположен в центъра на мозъка, хипокампусът действа като рутер, за да свърже свързани спомени - например цвят, форма, усещане, аромат и вкус на портокал, така че да можем да правим асоциации.

Ролята на хипокампуса при свързването на входящите думи със съхраненото знание е необходима за разбирането и генерирането на значението на изречението, според изследователите.

Наскоро беше съобщено, че пациентите с увреждане на хипокампа имат точно такъв вид симптоми, каквито бихме очаквали, ако хипокампусът участва в езикови асоциации: Проблеми, свързани със значението на думите помежду си и извличане на контекстуална информация от изречения и дискурс, казват изследователите.

„Връзката между езика и хипокампуса може да бъде обяснение за някои от езиковите дефицити, които наблюдаваме при пациенти, които нямат увреждане на езиковите области на мозъка“, казва бившият докторант от Калифорнийския университет в Бъркли Витория Пиай, сега старши изследовател в университета Radboud в Неймеген, Холандия.

„Мисля, че след като започнем да изучаваме езика, както се случва в реалния живот, ще открием, че хипокампусът прави повече в услуга на езика, отколкото сме предполагали преди.“

За своето проучване изследователите са регистрирали невронална активност с помощта на електроди, поставени в хипокампуса на 12 души, докато са чували пълни изречения с очевиден отговор: „Той помита пода с ________, например“.

При повечето от субектите хипокампусът показа силно синхронизирана активност, когато се насочи към правилния отговор, докато чува присъдите, но преди да се покаже снимка на отговора. Това беше знак, че регионът прави асоциации в целия мозък, за да измисли правилната дума: В този случай, метла, обясниха изследователите.

Според Пиай дълбокомозъчният запис улавя милисекунда по милисекунда изстрели на неврони, показвайки точно как мозъкът се справя с езика в реално време.

Езиковите изследвания най-често използват функционално ядрено-магнитен резонанс (fMRI), който измерва кислородния поток в мозъка, бавен процес, който не позволява на изследователите да измерват дейности, които се извършват за части от секундата, уточни тя.

„Проучванията с fMRI показват къде могат да се свържат нещата, но не ви казва как мозъкът събира тези неща“, каза Пиай.

„Мисля, че можете да стигнете до въпроса„ как “само след като започнете да използвате електрофизиологията, която има по-пряка връзка с невронната активност в сигнала, отколкото дезоксигенираната кръв.Този експеримент е толкова вълнуващ поради възможността да започнем да разбираме езика и паметта по по-интегриран начин, да започнем да го изследваме, както се случва в действителност. "

„Езикът е нещо, което класически се разглежда като развиващо се и се среща в кората, поради което ние имаме език, а плъховете не го правят“, каза съавторът Робърт Найт, професор по психология в Бъркли, университет в Бъркли. Институтът по неврология на Хелън Уилс.

„Въпреки факта, че хипокампалната зона на медиалната част на темпоралния лоб е добре известна, че е свързана с пространствената и словесна памет при хората, двете полета са били като кораби, движещи се в мъглата, без да знаят, че другият кораб е там. ”

В новото проучване, проведено при пациенти с епилепсия, подложени на изследвания на интракраниални електроди в Калифорнийския университет, Медицинския център Irvine и Медицинския център на Stanford University, за да открие източника на тяхната анормална мозъчна активност, Piai се възползва от добре познатия поведенчески ефект, за да изследва участие на хипокампуса в езика. Тя записва само от неепилептичното полукълбо на мозъка.

Предишни изследвания на езика показват, че хората попълват празното място по-бързо, когато едно изречение има само един очевиден отговор - „Тя заключи вратата с ________“, например - отколкото когато изречението има много възможни отговори, като „Тя дойде тук с ________. ”

В новото проучване субектите чуха шестсрични изречения, последвани от пауза и след това кратка светкавица на снимка на отговора. Субектите бяха помолени да назоват снимката.

При 10 от 12 субекта само ограничени изречения - тези с един-единствен очевиден отговор - причиняват изблик на синхронизирани тета вълни в хипокампуса, активност, характерна за хипокампуса, когато свързва памет.

„Витория показа, че когато записвате директно от човешкия хипокампален регион, тъй като изречението става по-ограничаващо, хипокампусът става по-активен, като основно предсказва какво ще се случи“, каза Найт. „Хипокампусът започна да изгражда ритмична тета дейност, свързана с достъпа до паметта и обработката на паметта.“

През годините Найт и други са изследвали мозъчната активност, използвайки електроди на мозъчната повърхност, така наречената електрокортиокография или вмъкната в мозъка, наречена интракраниален запис, и показват, че невроните на паметта вибрират между един и 80 цикъла в секунда. Невроните, представляващи свързани спомени, обаче вибрират с ритъм „тета“ в диапазона от четири до осем цикъла в секунда.

Една от теориите е, че когато един от тези свързани неврони се задейства, всички тези, които вибрират с една и съща честота, стрелят едновременно, което ни дава припомняне на свързани спомени. Миризмата на портокал задейства картина в съзнанието, вкуса и мириса на портокал и всякакви положителни или отрицателни емоции, свързани с портокалите.

По подобен начин ограниченото изречение постепенно би изградило синхронизирани вибрации сред свързани спомени. За изречението „Той помете пода с ________“, „помете“ и „пода“ задействат синхронизирани вибрации в различни набори неврони, кодиращи свързани спомени, припокриващи се с единствената дума, тясно свързана и с двете: „метла“.

Piai подозира, че когато чуем неограничени изречения, думите не пораждат свързани или припокриващи се асоциации.

Новите открития могат да отворят изцяло нова област на изследване с вътречерепни записи, за да се проучат подробности за връзката между езика и паметта, каза Найт.

„Това проучване показва, че паметта допринася, тъй като изречението се развива във времето; това е част от нашата езикова система в реално време, а не роб на езиковата система “, каза той.

Изследването е публикувано в списанието Известия на Националната академия на науките.

Източник: Калифорнийски университет в Бъркли