Cum creierul se umple în golurile limbajului

Un nou studiu arată că, atunci când terminați propozițiile soțului / soției sau răspundeți la o întrebare completă, angajați stația de releu a creierului pentru amintiri.

Este o zonă care până acum a fost neglijată în mare măsură de oamenii de știință care studiau limbajul, potrivit cercetătorilor de la Universitatea din California, Berkeley.

În timp ce vorbim și înțelegem limbajul atras în mod evident de amintirile noastre, majoritatea studiilor privesc limbajul și memoria ca funcții separate ale creierului, ignorând orice interconectare, notează cercetătorii.

În noul lor experiment, psihologii Berkeley arată că memoria și limbajul sunt profund legate, prin intermediul hipocampului, care joacă un rol cheie în asociațiile de memorie.

Situat în centrul creierului, hipocampusul acționează ca un router pentru a lega amintirile conexe - culoarea, forma, simțul, mirosul și gustul unei portocalii, de exemplu - astfel încât să putem crea asociații.

Rolul hipocampului în relaționarea cuvintelor primite cu cunoștințele stocate este necesar în înțelegerea și generarea sensului propoziției, potrivit cercetătorilor.

Recent, s-a raportat că pacienții cu leziuni ale hipocampului aveau exact genul de simptome la care s-ar putea aștepta dacă hipocampul ar fi implicat în asociații lingvistice: probleme legate de semnificațiile cuvintelor între ele și extragerea informațiilor contextuale din propoziții și discurs, au spus cercetătorii.

„Legătura dintre limbă și hipocampus ar putea fi o explicație pentru unele dintre deficiențele lingvistice pe care le vedem la pacienții care nu afectează zonele lingvistice ale creierului”, a declarat fostul colegiu postdoctoral de la Universitatea din California, Berkeley, Vitória Piai, acum cercetător principal la Universitatea Radboud din Nijmegen, Olanda.

„Cred că odată ce începem să studiem limba așa cum se întâmplă în viața reală, vom descoperi că hipocampul face mai mult în serviciul limbajului decât credeam înainte”.

Pentru studiul lor, cercetătorii au înregistrat activitatea neuronală folosind electrozi introduși în hipocampul a 12 persoane, în timp ce auzeau propoziții completate cu un răspuns evident: „A măturat podeaua cu un ________”, de exemplu.

La majoritatea subiecților, hipocampul a prezentat o activitate extrem de sincronizată în timp ce se aflau la răspunsul corect în timp ce auzeau propozițiile, dar înainte de a fi afișată o imagine a răspunsului. Acesta a fost un semn că regiunea făcea asociații din tot creierul pentru a veni cu cuvântul potrivit: În acest caz, mătură, au explicat cercetătorii.

Potrivit lui Piai, înregistrarea creierului profund captează milisecunde cu milisecunde de tragere a neuronilor, arătând cu exactitate cum creierul se ocupă de limbaj în timp real.

Studiile lingvistice utilizează cel mai adesea imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN), care măsoară fluxul de oxigen din creier, un proces lent care nu permite cercetătorilor să măsoare activitățile care au loc într-o fracțiune de secundă, a elaborat ea.

„Studiile cu RMN arată unde s-ar putea conecta lucrurile, dar nu vă spune cum creierul pune aceste lucruri laolaltă”, a spus Piai.

„Cred că puteți ajunge la întrebarea„ cum ”numai după ce începeți să utilizați electrofiziologia, care are o relație mai directă cu activitatea neuronală în semnal decât sângele dezoxigenat.Acest experiment este atât de interesant datorită posibilității că vom începe să înțelegem limbajul și memoria într-un mod mai integrat, să începem să îl examinăm așa cum se întâmplă cu adevărat. ”

„Limbajul este ceva care a fost privit în mod clasic ca evoluând și care apare în cortex, motiv pentru care avem limbaj și șobolanii nu”, a spus co-autorul Robert Knight, profesor de psihologie al Universității din California, Berkeley și fost șef al Institutul de Neuroștiințe Helen Wills.

„În ciuda faptului că zona hipocampală a părții mediale a lobului temporal este bine cunoscută ca fiind legată de memoria spațială și verbală la oameni, cele două câmpuri au fost ca niște nave care aleargă în ceață, neștiind că cealaltă navă este acolo. “

În noul studiu, efectuat la pacienții cu epilepsie supuși studiilor electrodului intracranian la Universitatea din California, Centrul Medical Irvine și Centrul Medical al Universității Stanford pentru a localiza sursa activității lor anormale a creierului, Piai a profitat de un efect comportamental bine cunoscut pentru a explora implicarea hipocampului în limbaj. Ea a înregistrat numai din emisfera neepileptică a creierului.

Studiile anterioare de limbaj au arătat că oamenii completează spațiul mai repede atunci când o propoziție are un singur răspuns evident - „Ea a încuiat ușa cu ________”, de exemplu - decât atunci când propoziția are multe răspunsuri posibile, cum ar fi „A venit aici cu ________. ”

În noul studiu, subiecții au auzit propoziții cu șase silabe, urmate de o pauză și apoi o scurtă clipire a imaginii răspunsului. Subiecții au fost rugați să denumească imaginea.

La 10 din cei 12 subiecți, doar propozițiile constrânse - cele cu un singur răspuns evident - au provocat o explozie de unde theta sincronizate în hipocamp, activitate caracteristică hipocampului atunci când face o asociere de memorie.

„Vitória a arătat că, atunci când înregistrați direct din regiunea hipocampului uman, pe măsură ce propoziția devine mai constrângătoare, hipocampul devine mai activ, previzionând practic ceea ce se va întâmpla”, a spus Knight. „Hipocampul a început să construiască activitate theta ritmică, care este legată de accesul la memorie și procesarea memoriei.”

De-a lungul anilor, Knight și alții au studiat activitatea creierului folosind electrozi de pe suprafața creierului, așa-numita electrocortiocografie sau inserată în creier, numită înregistrare intracraniană, și au arătat că neuronii de memorie vibrează între unul și 80 de cicluri pe secundă. Cu toate acestea, neuronii care reprezintă amintirile asociate vibrează cu un ritm „theta” în intervalul de patru până la opt cicluri pe secundă.

O teorie este că atunci când unul dintre acești neuroni asociați este declanșat, toți cei care vibrează cu aceeași frecvență trag simultan, oferindu-ne amintirea amintirilor conexe. Mirosul unei portocale declanșează o imagine în minte, gustul și mirosul unei portocale și orice emoții pozitive sau negative legate de portocale.

În mod similar, o propoziție limitată ar construi treptat vibrații sincronizate între amintirile conexe. Pentru propoziția „El a măturat podeaua cu un ________”, „măturat” și „podea” declanșează vibrații sincronizate în diferite seturi de neuroni care codifică amintiri conexe, suprapunându-se cu singurul cuvânt strâns legat de ambele: „mătură”.

Piai suspectează că atunci când auzim propoziții necontrolate, cuvintele nu aduc la iveală nicio asociere legată sau suprapusă.

Noile descoperiri ar putea deschide o zonă cu totul nouă de studiu cu înregistrări intracraniene pentru a testa detalii despre legătura dintre limbă și memorie, a spus Knight.

„Acest studiu arată că memoria contribuie pe măsură ce o propoziție evoluează în timp; este o parte în timp real a sistemului nostru lingvistic, nu un sclav al sistemului lingvistic ”, a spus el.

Studiul a fost publicat în jurnal Lucrările Academiei Naționale de Științe.

Sursa: Universitatea din California Berkeley