Mapa mózgu z neuronami kodującymi znaczenie poszczególnych słów. Pionierska praca amerykańskich naukowców
fot. Pixabay Po raz pierwszy naukowcy zidentyfikowali neurony powiązane z językową istotą słowa.
Obserwując mózgi żywych ludzi, naukowcy stworzyli mapę neuronów kodujących znaczenia różnych słów o najwyższej jak dotąd rozdzielczości. Wyniki wskazują, że u poszczególnych osób mózg używa tych samych standardowych kategorii do klasyfikowania słów, co pomaga nam przekształcić usłyszany dźwięk w sens.
„Praca dotyczy słów w języku angielskim, jednak jest krokiem naprzód w badaniach dotyczących tego, jak mózg przechowuje słowa w swojej ‘bibliotece językowej’”, tłumaczy neurochirurg Ziv Williams z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge, USA. Wyniki badań zespołu zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature”.
Obszar mózgu nazywany korą słuchową odpowiada za przetworzenie dźwięku po tym, kiedy wpada on do ludzkiego ucha, ale to „kora przedczołowa”, region, w którym zachodzi aktywność mózgu wyższego rzędu, ustala „znaczenie semantyczne” słowa, jego istotę.
W poprzednim badaniu analizowano ten proces przez obserwację przepływu krwi w mózgu, co jest wskaźnikiem aktywności tego organu. W efekcie powstała mapa pozwalająca umiejscowić poszczególne słowa w małych regionach mózgu.
Teraz jednak Williams i jego współpracownicy znaleźli wyjątkową okazję, aby przyjrzeć się, jak poszczególne neurony kodują język w czasie rzeczywistym. Jego grupa zrekrutowała dziesięć osób, które miały przejść operację z powodu padaczki i z tego powodu wszczepiono im do mózgu elektrody w celu ustalenia źródła napadów. Elektrody pozwoliły badaczom rejestrować aktywność około 300 neuronów w korze przedczołowej każdej osoby.
Gdy uczestnicy słuchali wielu krótkich zdań zawierających łącznie około 450 słów, naukowcy rejestrowali, które neurony i kiedy się uruchomiły. Williams twierdzi, że przy każdym słowie zapalają się około dwa lub trzy odrębne neurony, chociaż zaznacza, że zespół zarejestrował jedynie aktywność niewielkiej części miliardów neuronów kory przedczołowej. Następnie badacze przyjrzeli się podobieństwu między słowami, które uruchamiały tę samą aktywność neuronalną.
Słowa, na które reagował ten sam zestaw neuronów, należały do podobnych kategorii, takich jak konkretne czynności czy też słowa powiązane z ludźmi. Badacze odkryli także, że poszczególne słowa w naszych mózgach są ze sobą połączone neuronowo, tj. np. za słowa „kaczka” i „jajko” (ang. „duck” i „egg”) odpowiadały częściowo te same neurony. Słowa o podobnym znaczeniu, takie jak „mysz” i „szczur” (ang. „mouse” i „rat”) uruchamiały bardziej zbliżone do siebie ścieżki neuronowe niż słowa nie związane ze sobą, jak np. „mysz” i „marchewka” (ang. „mouse” i „carrot”). Inne grupy neuronów odpowiadały za pojęcia bardziej abstrakcyjne, takie jak np. „powyżej” czy „za”.
Kategorie, do jakich mózgi uczestników badania przypisywały poszczególne słowa, były podobne, co, jak twierdzi Williams, sugeruje, że w tej kwestii nasze umysły działają podobnie.
Kora przedczołowa nie rozróżnia słów według ich brzmienia, natomiast robi to według ich znaczenia. Kiedy badany usłyszał słowo „syn” w zdaniu (ang. „son”), reagowały neurony związane ze słowami oznaczającymi członków rodziny, ale nie odpowiadały one na słowo „słońce” (ang. „sun”, wymawiane tak jak angielskie „son” – „syn”).
W dalszych etapach eksperymentu naukowcy byli w stanie stwierdzić, co właśnie usłyszał badany człowiek, tylko dzięki obserwowaniu reakcji neuronów w jego mózgu. Nie było to dokładne odtworzenie całego zdania, ale określenie, czy zdanie zawierało nazwę zwierzęcia, jakąś czynność czy informację o jedzeniu oraz to, w jakiej kolejności padały poszczególne słowa.
Jak zauważa Vikash Gilja, inżynier z Uniwersytetu w Kalifornii San Diego i dyrektor naukowy firmy Paradromics, odkrycie to jest istotne dla tworzenia komputerów, które pozwalają komunikować się ze światem ludziom, którzy utracili zdolność mowy.
Źródło: nature.com, AD
Prenumerata elektroniczna WPiSu na drugie półrocze 2024 roku (5 numerów od lipca do grudnia włącznie w tym jeden podwójny)
Prenumerata elektronicznej wersji miesięcznika WPIS - najciekawszy i najbogatszy miesięcznik na rynku co miesiąc na Twojej skrzynce mailowej!
Najbogatszy – z uwagi na bogactwo treści i tematów, wspaniałą fotografię i grafikę, wyjątkowe edytorstwo. „Wpis” czytają i rekomendują największe autorytety w naszym kraju! Do grona naszych autorów należą m.in. Adam Bujak, ks.
Prenumerata elektroniczna WPiSu na cały 2024 rok (11 numerów, w tym jeden podwójny)
Roczna prenumerata elektronicznej wersji miesięcznika WPIS - najciekawszy i najbogatszy miesięcznik na rynku co miesiąc na Twojej skrzynce mailowej!
Najbogatszy – z uwagi na bogactwo treści i tematów, wspaniałą fotografię i grafikę, wyjątkowe edytorstwo. „Wpis” czytają i rekomendują największe autorytety w naszym kraju! Do grona naszych autorów należą m.in. Adam Bujak, ks.
Prenumerata miesięcznika WPIS na rok 2023. Wydanie papierowe
"WPIS" to najciekawszy i najbogatszy miesięcznik na rynku.
Najbogatszy – z uwagi na bogactwo treści i tematów, wspaniałą fotografię i grafikę, wyjątkowe edytorstwo. „Wpis” czytają i rekomendują największe autorytety w naszym kraju! Do grona naszych autorów należą m.in. Adam Bujak, ks. Waldemar Chrostowski, Marek Deszczyński, Marek Klecel, Antoni Macierewicz, Krzysztof Masłoń, Andrzej Nowak, ks.
O kulturę filozofii. Co o człowieku mówili najwięksi myśliciele ludzkości
Czy filozofia jest nam potrzebna? A jeżeli tak – to czy nie jest za trudna? Prof. Dłubacz w poniższej książce pokazuje, że jest wręcz odwrotnie i że bez filozofii nie da się zrozumieć człowieka, jego sensu istnienia. Filozofia to bowiem nic innego jak szukanie odpowiedzi na najbardziej podstawowe pytania ludzkiego bytowania.
Tyrania postępu
Kim będziemy za parę lat? Czy w ogóle jeszcze będziemy? Nasza rzeczywistość przypomina sytuację znaną nam z opisów i filmów o katastrofie „Titanica”. Statek zderzył się z górą lodową i zaczyna tonąć, ale pokładowa orkiestra pięknie gra i gra.
Komentarze (0)
Publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników serwisu. Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za ich treść. Wpisy są moderowane przed dodaniem.