Neseniai paskelbtame tyrime, paskelbtame Ryšių psichologijaNYU tyrėjai, kuriems vadovauja NYU Tandon ir NYU Grossman medicinos mokyklos biomedicinos inžinerijos docentas Adeen Flinker ir podoktorantūros tyrėjas Adamas Morganas naudojo didelės skiriamosios gebos elektrokortikografiją (ECOG), norėdami ištirti, kaip žmogaus smegenys renka sakinius iš individualių žodžių.
Nors didžioji dalis mūsų supratimo apie kalbų gamybą buvo sukurta pagal vieno žodžio užduotis, tokias kaip paveikslėlių įvardijimas, šis naujas tyrimas tiesiogiai patikrina, ar tos įžvalgos apima daug sudėtingesnį aktą, kaip sukurti visus sakinius.
Dešimt neurochirurginių pacientų, kuriems taikoma epilepsija, dalyvavo kalbos užduočių rinkinyje, kuriame buvo įvardijami izoliuoti žodžiai ir animacinių filmų scenų apibūdinimas naudojant visus sakinius. Taikydami mašinų mokymąsi ECOG duomenims, kurie buvo įrašyti tiesiogiai iš elektrodų smegenų paviršiuje, tyrėjai pirmiausia nustatė unikalų smegenų aktyvumo modelį kiekvienam iš šešių žodžių, kai jie buvo pasakojami atskirai. Tada jie laikui bėgant stebėjo šiuos modelius, o pacientai sakiniuose vartojo tą patį žodžių rinkinį.
Rezultatai rodo, kad nors žievės modeliai, koduojantys atskirus žodžius, išlieka stabilios atliekant skirtingas užduotis, tai, kaip smegenų sekos ir tvarko tuos žodžius, keičiasi priklausomai nuo sakinio struktūros. Sensorimotoriniuose regionuose veikla atidžiai sekė šnekamąja žodžių tvarka. Tačiau prefrontaliniuose regionuose, ypač nepilnaverčiuose ir viduriniuose priekiniuose Gyri, žodžiai buvo užkoduoti visiškai kitaip. Šie regionai užkodavo ne tik tai, kokius žodžius pacientai planavo pasakyti, bet ir tai, kokį sintaksinį vaidmenį jis vaidino – išskirtinis ar objektas – ir kaip tas vaidmuo tilpo į sakinio gramatinę struktūrą.
Be to, tyrėjai išsiaiškino, kad prefrontalinė žievė palaiko žodžius per visą pasyvių sakinių, tokių kaip „Frankenšteinas, trukmę, nukentėjo nuo Drakulos“. Šiose sudėtingesniuose sakinių tipuose abu daiktavardžiai visame sakinyje išliko aktyvūs prefrontalinėje žievėje, net kaip ir kiti. Šis nuolatinis, lygiagretus kodavimas rodo, kad sintaksiškai nekanoniškų sakinių statybai reikalaujama, kad smegenys laikytųsi ir manipuliuoti daugiau informacijos, galbūt įdarbinti papildomus darbinės atminties išteklius.
Įdomu tai, kad ši dinamika atitinka ilgalaikį kalbotyros stebėjimą: dauguma pasaulio kalbų palankiai vertina subjektus prieš objektus. Tyrėjai siūlo, kad tai iš dalies galėtų būti susijusi su nervų efektyvumu. Atrodo, kad apdorojant retesnes struktūras, tokias kaip pasyvūs, reikia daugiau pažintinių pastangų, kurios per evoliucinį laiką galėtų paveikti kalbos modelius.
Galų gale šis kūrinys suteikia išsamų žvilgsnį į sakinių kūrimo žievės choreografiją ir iššūkį kai kurioms ilgalaikėms prielaidoms apie tai, kaip kalba atsiskleidžianti smegenyse. Užuot paprastas linijinis procesas, atrodo, kad kalbėjimas apima lanksčią stabilių žodžių reprezentacijų ir sintaksiškai skatinamos dinamikos sąveiką, kurią formuoja gramatinės struktūros reikalavimai.