Neseniai atliktas McGovern smegenų tyrimų instituto tyrimas rodo, kaip interesai gali pakeisti kalbos apdorojimą vaikų smegenyse ir atveria kelią asmeniniams smegenų tyrimams.
Popierius, kuris rodomas Vaizdo neurologijos mokslasbuvo atliktas MIT profesoriaus ir McGovern instituto tyrėjo Johno Gabrieli laboratorijoje, o jam vadovavo vyresnioji autorė Anila D'Mello, neseniai McGovern postdoc, kuri dabar yra Teksaso universiteto Pietvakarių medicinos centro ir Teksaso universiteto docentė. Dalasas.
„Tradiciniai tyrimai suteikia subjektams identiškus stimulus, kad nesupainiotų rezultatų“, – sako Gabrieli, kuris yra Grover Hermann sveikatos mokslų ir technologijų profesorius bei MIT smegenų ir pažinimo mokslų profesorius. „Tačiau mūsų tyrimai pritaikė stimulus pagal kiekvieno vaiko susidomėjimą, sukeldami stipresnius ir nuoseklesnius smegenų kalbos regionų veiklos modelius.
Šis darbas atskleidžia naują paradigmą, kuri meta iššūkį dabartiniams metodams ir parodo, kaip personalizavimas gali būti galinga neurologijos strategija. Pirmieji šio straipsnio autoriai yra Halie Olson, McGovern instituto doktorantė ir Kristina Johnson, Ph.D., Šiaurės rytų universiteto docentė ir buvusi MIT Media Lab doktorantė.
„Mūsų tyrimas integruoja dalyvių patirtį į tyrimo planą“, – sako Johnsonas. „Šis metodas ne tik padidina mūsų išvadų pagrįstumą, bet ir apima individualių perspektyvų įvairovę, kuri dažnai nepaisoma tradiciniuose tyrimuose.”
Atsižvelgiant į palūkanas
Kalbant apie kalbą, mūsų interesai yra tarsi operatoriai už skirstomojo skydo. Jie nurodo, apie ką kalbame ir su kuo kalbame. Tyrimai rodo, kad interesai taip pat yra stiprūs motyvatoriai ir gali padėti pagerinti kalbos įgūdžius. Pavyzdžiui, vaikai gauna aukštesnius balus skaitymo testuose, kai medžiaga apima jiems įdomias temas.
Tačiau neuromokslai vengė naudoti asmeninius pomėgius smegenims tirti, ypač kalbos srityje. Taip yra daugiausia dėl to, kad skirtingų žmonių interesai gali sukelti eksperimentinį valdymą – pagrindinį principą, skatinantį mokslininkus apriboti veiksnius, galinčius sujaukti rezultatus.
Gabrieli, D'Mello, Olsonas ir Johnsonas išdrįso į šią neištirtą teritoriją. Grupė domėjosi, ar kalbos dirgiklių pritaikymas prie vaikų pomėgių gali sukelti didesnį atsaką smegenų kalbos regionuose.
„Mūsų tyrimas yra unikalus savo metodu kontroliuoti smegenų veiklą, kurią duoda mūsų eksperimentai, o ne kontroliuoti dirgiklius, kuriuos suteikiame tiriamiesiems“, – sako D'Mello. „Tai visiškai prieštarauja daugeliui neurovaizdinių tyrimų, kurie kontroliuoja dirgiklius, tačiau gali skirtis kiekvieno subjekto susidomėjimo medžiaga lygiu.
Neseniai atliktame tyrime autoriai įdarbino 20 vaikų grupę, kad ištirtų, kaip asmeniniai interesai paveikė tai, kaip smegenys apdoroja kalbą. Globėjai tyrėjams apibūdino savo vaiko pomėgius, apimančius beisbolą, traukinių linijas, „Minecraft“ ir miuziklus.
Tyrimo metu vaikai klausėsi garso istorijų, pritaikytų jų unikaliems pomėgiams. Palyginimui jiems buvo pateikti ir garsiniai pasakojimai apie gamtą (tai nebuvo vaikų susidomėjimo). Norėdami užfiksuoti smegenų veiklos modelius, komanda naudojo funkcinį magnetinio rezonanso tomografiją (fMRI), kuri matuoja kraujotakos pokyčius, kuriuos sukelia pagrindinė nervų veikla.
Naujos įžvalgos apie smegenis
„Mes nustatėme, kad kai vaikai klausėsi istorijų temomis, kurios juos tikrai domina, jie rodė stipresnį nervinį atsaką kalbos srityse nei klausydami bendrų istorijų, kurios nebuvo pritaikytos jų pomėgiams“, – sako Olsonas. „Tai ne tik parodo, kaip interesai veikia smegenis, bet ir parodo, kad eksperimentinių dirgiklių pritaikymas asmeniniams poreikiams gali turėti didelės įtakos neurovaizdavimo rezultatams.
Tyrėjai pastebėjo ypač ryškų rezultatą.
„Nors vaikai klausėsi visiškai skirtingų istorijų, jų smegenų aktyvacijos modeliai labiau sutapo su bendraamžių, kai jie klausėsi savitų istorijų, nei klausydami tų pačių bendrų istorijų apie gamtą“, – sako D'Mello. Ji pažymi, kad tai rodo, kaip interesai gali padidinti signalų mastą ir nuoseklumą kalbos regionuose įvairiuose dalykuose, nekeičiant to, kaip šios sritys bendrauja viena su kita.
Gabrieli pažymėjo dar vieną atradimą: „Be stipresnio kalbos regionų įtraukimo į dominantį turinį, taip pat buvo stipresnis smegenų regionų aktyvinimas, susijęs su atlygiu ir savirefleksija“.
Asmeniniai pomėgiai yra individualūs ir gali būti naudingi, todėl gali paskatinti didesnį suaktyvinimą šiuose regionuose suasmenintų istorijų metu.
Šios individualizuotos paradigmos gali būti ypač tinkamos smegenų tyrimams unikaliose arba neurodivergentinėse populiacijose. Iš tiesų, komanda jau taiko šiuos metodus kalbų tyrimams autistiškų vaikų smegenyse.
Šis tyrimas atveria naujas vietas neuromoksle ir yra prototipas būsimam darbui, kuris individualizuoja tyrimus, siekiant atskleisti daugiau žinių apie smegenis. Tai darydami mokslininkai gali susidaryti išsamesnį supratimą apie informacijos, kurią apdoroja specifinės smegenų grandinės, tipą ir geriau suvokti sudėtingas funkcijas, tokias kaip kalba.