Naudodama naują technologiją įrašams iš atskirų neuronų gauti, Masačusetso bendrosios ligoninės tyrėjų komanda, Masačusetso bendrosios Brighamo sveikatos priežiūros sistemos įkūrėja, atrado mikroskopinį „tezaurą“, atspindintį, kaip žmogaus neuronai vaizduoja žodžių reikšmes. smegenys.
Tyrimas, kuris paskelbtas m Gamtaatveria duris suprasti, kaip žmonės supranta kalbą, ir pateikia įžvalgų, kurios galėtų būti panaudotos siekiant padėti asmenims, turintiems sveikatos sutrikimų, turinčių įtakos kalbai.
„Žmonės turi išskirtinį gebėjimą per kalbą išgauti niuansų prasmę – kai klausomės kalbos, galime suvokti iki dešimčių tūkstančių žodžių reikšmes ir tai darome sklandžiai įvairiomis sąvokomis ir temomis“, – sakė vyresnysis autorius Ziv Williams. MD, Masačusetso bendrosios ligoninės Neurochirurgijos skyriaus gydytojas-tyrėjas ir Harvardo medicinos mokyklos neurochirurgijos docentas.
„Tačiau tai, kaip žmogaus smegenys apdoroja kalbą pagrindiniu atskirų neuronų skaičiavimo lygiu, tebėra sunku suprasti.”
Williamsas ir jo kolegos nusprendė sudaryti išsamų žemėlapį, kaip žmogaus smegenyse esantys neuronai reiškia žodžių reikšmes – pavyzdžiui, kaip mes reprezentuojame gyvūno sąvoką, kai girdime žodį katė ir šuo, ir kaip skiriame sąvoką „katė ir šuo“. šuo ir mašina.
„Mes taip pat norėjome išsiaiškinti, kaip žmonės gali apdoroti tokias įvairias reikšmes natūralios kalbos metu ir per kurias mes galime greitai suprasti žodžių reikšmes įvairiuose sakiniuose, istorijose ir pasakojimuose”, – sakė Williamsas.
Norėdami pradėti spręsti šiuos klausimus, mokslininkai panaudojo naują technologiją, kuri leido jiems vienu metu įrašyti iki šimto neuronų veiklą iš smegenų, kol žmonės klausėsi sakinių (pvz., „vaikas pasilenkė pauostyti rožę“) ir apsakymai (pavyzdžiui, apie Elvio Presley gyvenimą ir laikus).
Naudodami šią naują techniką, tyrėjai atrado, kaip smegenų neuronai susieja žodžius su tam tikromis reikšmėmis ir kaip jie atskiria tam tikras reikšmes nuo kitų.
„Pavyzdžiui, mes nustatėme, kad nors kai kurie neuronai pirmiausia aktyvuojasi, kai žmonės girdi tokius žodžius kaip „bėgo“ arba „šoko“, kurie atspindi veiksmus, kiti neuronai pirmiausia aktyvuojasi girdėdami žodžius, turinčius emocinę konotaciją, pvz., „laimingas“ arba „liūdnas“. “, – sakė Williamsas.
„Be to, pažvelgę į visus neuronus kartu, galėtume pradėti kurti išsamų vaizdą apie tai, kaip žodžių reikšmės vaizduojamos smegenyse.”
Tačiau norint suprasti kalbą, neužtenka tik suprasti žodžių reikšmę, bet ir tiksliai sekti jų reikšmes sakiniuose. Pavyzdžiui, dauguma žmonių gali greitai pasakyti teisingą žodžių, tokių kaip „saulė“ ir „sūnus“ arba „matyti“ ir „jūra“, reikšmę, kai jie vartojami sakinyje, net jei žodžiai skamba lygiai taip pat.
„Mes nustatėme, kad tam tikri smegenų neuronai gali patikimai atskirti tokius žodžius ir nuolat numato labiausiai tikėtiną žodžių reikšmę, remdamiesi sakinių kontekstais, kuriuose jie girdimi“, – sakė Williamsas.
Galiausiai ir, ko gero, įdomiausia, kad mokslininkai nustatė, kad užregistravę palyginti nedidelį smegenų neuronų skaičių, jie galėjo patikimai numatyti žodžių reikšmes, kai jie buvo girdimi realiu laiku kalbos metu. Tai yra, remdamasi neuronų veikla, komanda galėjo nustatyti bendras idėjas ir sąvokas, kurias patiria individas, kai jie buvo suvokiami kalbos metu.
„Galint iššifruoti žodžio reikšmę iš nedidelio skaičiaus smegenų ląstelių veiklos, gali būti įmanoma su tam tikru detalumu nuspėti, ko kas nors klauso ar galvoja“, – sakė Williamsas.
„Tai taip pat galėtų leisti mums ateityje sukurti smegenų ir mašinos sąsajas, kurios leistų žmonėms, turintiems tokias sąlygas kaip motorinis paralyžius ar insultas, veiksmingiau bendrauti.