Како се мозак пуни у празнине језика

Нова студија показује да када завршите реченице супружника или одговорите на празно питање, ангажујете мождану релејну станицу ради успомена.

То је подручје које су до сада научници који су проучавали језик углавном занемаривали, према истраживачима са Калифорнијског универзитета у Берклију.

Иако се говор и разумевање језика очигледно ослањају на наша сећања, већина студија на језик и меморију гледа као на одвојене функције мозга, занемарујући било какву међусобну повезаност, напомињу истраживачи.

У свом новом експерименту, психолози са Беркелеи-а показују да су меморија и језик дубоко повезани, преко хипокампуса, који игра кључну улогу у асоцијацијама на памћење.

Смештен у средишту мозга, хипокампус делује као усмеривач да повеже сродна сећања - на пример, боју, облик, осећај, мирис и укус поморанџе - тако да можемо да удружимо.

Према истраживачима, улога хипокампуса у повезивању долазних речи са ускладиштеним знањем неопходна је у разумевању и генерисању значења реченице.

Недавно је објављено да су пацијенти са оштећењем хипокампуса имали управо онакву врсту симптома као што би се очекивало да је хипокампус укључен у језичка удружења: Проблеми у међусобном повезивању значења речи и извлачењу контекстуалних информација из реченица и дискурса, рекли су истраживачи.

„Веза између језика и хипокампуса могла би да буде објашњење за неке језичке дефиците које видимо код пацијената који немају оштећења језичких подручја мозга“, рекла је бивша постдокторанткиња на Беркелеи Универзитету у Беркелеиу, Виториа Пиаи, сада виши истраживач на Универзитету Радбоуд у Нијмегену, Холандија.

„Мислим да ћемо једном када започнемо са проучавањем језика како то бива у стварном животу открити да хипокампус чини више у служби језика него што смо раније мислили.“

За своју студију, истраживачи су забележили неуронску активност помоћу електрода уметнутих у хипокампус 12 људи док су чули попуњавање празних реченица са очигледним одговором: „На пример, помео је под са ________“.

Код већине испитаника, хипокампус је показивао високо синхронизовану активност док су угађали прави одговор док су слушали реченице, али пре него што је приказана слика одговора. То је био знак да је регион повезивао читав мозак да би смислио праву реч: у овом случају, метло, објаснили су истраживачи.

Према Пиаиу, снимање дубоког мозга снима милисекунду по милисекунду пуцања неурона, показујући тачно како се мозак бави језиком у стварном времену.

Студије језика најчешће користе функционалну магнетну резонанцу (фМРИ), која мери проток кисеоника у мозгу, спор процес који истраживачима не дозвољава да мере активности које се дешавају у делићу секунде, објаснила је она.

„Студије са фМРИ показују где би ствари могле бити повезане, али вам не говори како мозак саставља те ствари“, рекао је Пиаи.

„Мислим да можете доћи до питања„ како “тек када почнете да користите електрофизиологију, која има директнији однос са неуралном активношћу у сигналу него што има деоксигенирана крв.Овај експеримент је толико узбудљив због могућности да почнемо да разумемо језик и меморију на интегрисанији начин и почнемо да их испитујемо онако како се стварно догађа. “

„Језик је нешто за шта се класично сматра да се развија и јавља у кортексу, због чега ми имамо језик, а пацови га немају“, рекао је коаутор Роберт Книгхт, универзитет у Калифорнији, професор психологије у Берклију и бивши шеф Хелен Виллс Неуросциенце Институте.

„Упркос чињеници да је подручје хипокампуса медијалног дела темпоралног режња добро познато да је повезано са просторном и вербалном меморијом код људи, два поља су била попут бродова који трче у магли, несвесни да је други брод тамо. ”

У новој студији, спроведеној на пацијентима са епилепсијом који су пролазили студије интракранијалних електрода на Универзитету у Калифорнији, Медицинском центру Ирвине и Медицинском центру Универзитета Станфорд како би лоцирали извор њихове абнормалне мождане активности, Пиаи је искористио добро познати ефекат понашања да би истражио учешће хипокампуса у језику. Снимала је само са неепилептичне хемисфере мозга.

Претходне студије језика показале су да људи брже попуњавају празно када реченица има само један очигледан одговор - „Закључала је врата са ________“, на пример - него када реченица има много могућих одговора, попут „Дошла је овде са ________. “

У новој студији испитаници су чули шестосложне реченице, праћене паузом, а затим кратким бљеском слике одговора. Од испитаника је тражено да именују слику.

У 10 од 12 испитаника, само ограничене реченице - оне са једним очигледним одговором - изазвале су рафал синхронизованих тхета таласа у хипокампусу, активност карактеристична за хипокампус када повезује памћење.

„Виториа је показала да када снимате директно из људског региона хипокампуса, како реченица постаје све ограниченија, хипокампус постаје активнији, у основи предвиђајући шта ће се догодити“, рекао је Книгхт. „Хипокампус је почео да гради ритмичну тета активност која је повезана са приступом меморији и њеном процесуирању.“

Током година, Книгхт и други проучавали су мождану активност користећи електроде на површини мозга, такозвану електрокортиокографију или уметнуту у мозак, названу интракранијално снимање, и показали да меморијски неурони вибрирају између једног и 80 циклуса у секунди. Неурони који представљају повезана сећања, међутим, вибрирају у ритму „тхета“ у распону од четири до осам циклуса у секунди.

Једна од теорија је да када се један од ових повезаних неурона активира, сви они који вибрирају истом фреквенцијом истовремено пуцају, дајући нам сећање на сродна сећања. Мирис наранџе покреће слику у уму, укус и мирис поморанџе и све позитивне или негативне емоције повезане са поморанџама.

Слично томе, ограничена реченица постепено ће стварати синхронизоване вибрације међу сродним сећањима. За реченицу „Пометио је под са ________“, „помети“ и „под“ покрећу синхронизоване вибрације у различитим скуповима неурона који кодирају сродна сећања, преклапајући се с једином речју која је уско повезана са оба: „метла“.

Пиаи сумња да када чујемо неограничене реченице, речи не изазивају никакве повезане или преклапајуће асоцијације.

Нова открића могла би отворити потпуно ново подручје проучавања са интракранијалним снимцима како би се истражили детаљи везе између језика и памћења, рекао је Книгхт.

„Ова студија показује да меморија доприноси како реченица еволуира током времена; то је део нашег језичког система у стварном времену, а не роб језичког система “, рекао је.

Студија је објављена у часопису Зборник Националне академије наука.

Извор: Калифорнијски универзитет Беркелеи