Odkryte neurony określające znaczenie słów – najświeższe informacje ze świata nauki i technologii

Według badań opublikowanych w czasopiśmie Nature naukowcy stworzyli najbardziej szczegółową mapę niektórych grup neuronów w żywym ludzkim mózgu, które uważa się za odpowiedzialne za określanie właściwości językowych słów.

Analiza mapy pokazuje, że mózg wykorzystuje określone typy komórek mózgowych do tłumaczenia dźwięku na znaczenie.

Jak uczymy się słów?

Dźwięk słowa docierający do ucha jest przetwarzany w części mózgu zwanej korą słuchową, ale „znaczenie językowe” słowa, czyli jego główna idea, jest dekodowane w korze przedczołowej, gdzie wyższa część mózgu zachodzą funkcje poziomu. Procesy te analizuje się poprzez badanie obrazów przepływu krwi w mózgu, co pozwala naukowcom dopasować słowa do odpowiednich neuronów w mózgu.

Jeden z badaczy, Jive Williams, neurochirurg z Massachusetts Institute of Technology w USA, zauważył, że jest to krok w kierunku zrozumienia, w jaki sposób mózg przechowuje słowa w swojej bibliotece językowej.

Williams i jego zespół umieścili elektrody w mózgach 10 osób, które miały przejść operację epilepsji, aby znaleźć źródło napadów padaczkowych.

Elektrody umożliwiły rejestrację w czasie rzeczywistym reakcji około 300 neuronów w korze przedczołowej badanych.

Te same neurony w mózgu reagują na słowa o podobnym znaczeniu

Badani słuchali krótkich angielskich zdań składających się w sumie z około 450 słów, a naukowcy rejestrowali, które neurony zostały aktywowane i kiedy.

Badania wykazały, że dla każdego słowa aktywowały się około 2 lub 3 różne neurony. Następnie zbadano podobieństwo słów wywołujących tę samą aktywność neuronalną.

Wydaje się, że określona grupa neuronów reaguje na słowa z podobnych kategorii. Ustalono, że słowa takie jak „kaczka” i „jajko”, które mózg kojarzy ze sobą, stymulują te same neurony.

Różne grupy neuronów reagowały na abstrakcyjne słowa, takie jak „w górę” i „z tyłu”.

Z drugiej strony neurony w korze przedczołowej były zdeterminowane rozróżniać słowa na podstawie ich znaczenia, a nie brzmienia. Na przykład, gdy osoba badana usłyszała słowo „syn”, neurony powiązane z członkami rodziny zostały aktywowane, ale te same neurony nie zareagowały na to samo słowo.

Monitorując pobudzenie neuronów, badacze byli w stanie w pewnym stopniu określić, co słyszeli badani.

Badany był w stanie określić, czy zdanie dotyczyło organizmu, działania czy pożywienia, nawet jeśli zdanie było niekompletne.

Naukowcy uważają, że nagrywanie bezpośrednio z neuronów jest znacznie szybsze niż skanowanie mózgu, a zrozumienie języka z jego naturalną szybkością może przydać się do opracowania urządzeń interfejsu mózg-komputer, które będą w stanie przywrócić tę zdolność osobom, które utraciły zdolność mówienia.