Hogyan tölti ki az agy a nyelv hiányosságait

Egy új tanulmány azt mutatja, hogy amikor befejezi a házastársa mondatait, vagy válaszol egy kitöltetlen kérdésre, akkor bekapcsolja az agy relé állomását emlékekért.

Ez egy olyan terület, amelyet a Berkeley Kaliforniai Egyetem kutatói szerint eddig nagyrészt elhanyagoltak a nyelvet tanulmányozó tudósok.

Míg a nyelv beszélése és megértése nyilvánvalóan az emlékeinkre támaszkodik, a legtöbb tanulmány a nyelvet és a memóriát az agy külön funkcióinak tekinti, figyelmen kívül hagyva minden összefüggést - jegyzik meg a kutatók.

Új kísérletük során a Berkeley pszichológusok kimutatták, hogy az emlékezet és a nyelv mélyen összekapcsolódnak a hippokampuszon keresztül, amely kulcsszerepet játszik az emlékezet társulásában.

Az agy közepén elhelyezkedő hippokampusz útválasztóként működik, hogy összekapcsolja a kapcsolódó emlékeket - például a narancs színét, alakját, érzetét, illatát és ízét -, hogy képesek legyünk asszociációkat létrehozni.

A kutatók szerint a hippokampusz szerepe a bejövő szavak és a tárolt ismeretek összekapcsolásában szükséges a mondat jelentésének megértésében és létrehozásában.

Nemrégiben arról számoltak be, hogy a hippocampus károsodott betegeknek pontosan olyan tünetei voltak, mint amilyenre számítani lehetne, ha a hippocampus nyelvtársulásokba keveredne: Problémák kapcsolódnak egymáshoz a szó jelentésével és a mondatokból és a diskurzusokból vonják le a kontextuális információkat - közölték a kutatók.

"A nyelv és a hippokampusz közötti kapcsolat magyarázat lehet néhány olyan nyelvi hiányosságra, amelyet olyan betegeknél tapasztalunk, akiknek nincs károsodása az agy nyelvi területein" - mondta Piai Vitória, a kaliforniai Kaliforniai Egyetem, Berkeley volt posztdoktori munkatársa. a holland nijmegeni Radboud Egyetem vezető kutatója.

"Úgy gondolom, hogy ha elkezdjük a nyelvet tanulni, ahogy az a való életben megtörténik, akkor rájövünk, hogy a hippokampusz többet tesz a nyelv szolgálatában, mint azt korábban gondoltuk."

Tanulmányukhoz a kutatók 12 ember hippocampusába helyezett elektródák segítségével rögzítették az idegsejtek aktivitását, amikor egy üres kitöltő mondatokat hallottak, és egyértelmű válaszuk volt: „Egy ________-vel söpörte a padlót”.

Az alanyok többségében a hippokampusz erősen szinkronizált aktivitást mutatott, amikor a mondatok hallása közben a helyes válaszra adott otthont, de még mielőtt a válasz képe megjelent volna. Ez annak a jele volt, hogy a régió az egész agyban egyesületeket hoz létre, hogy a megfelelő szóval álljon elő: Ebben az esetben seprű - magyarázták a kutatók.

Piai szerint a mélyagyi felvétel milliszekundumonként milliszekundumnyi idegsejtlövéssel rögzíti, pontosan megmutatva, hogy az agy valós időben hogyan bánik a nyelvvel.

A nyelvtanulmányok leggyakrabban funkcionális mágneses rezonancia képalkotást (fMRI) alkalmaznak, amely az agy oxigénáramlását méri, ez a lassú folyamat nem teszi lehetővé a kutatók számára a másodperc töredéke alatt végbemenő tevékenységek mérését - részletezte.

"Az fMRI-vel végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy hol kapcsolódhatnak a dolgok, de nem árulja el, hogy az agy hogyan rakja össze ezeket a dolgokat" - mondta Piai.

- Azt hiszem, csak akkor juthat el a „hogyan” kérdéshez, ha elkezdi alkalmazni az elektrofiziológiát, amelynek közvetlenebb kapcsolata van a jel idegi aktivitásával, mint az oxigéntelen vérben.Ez a kísérlet annyira izgalmas, mert lehetősége van arra, hogy integráltabban kezdjük megérteni a nyelvet és a memóriát, és vizsgálni kezdjük, ahogy valójában megtörténik. "

"A nyelv olyasmi, amelyet klasszikusan a kéregben fejlődőnek és előfordulónak tekintenek, ezért van nyelvünk és patkányok sem" - mondta Robert Knight társszerző, a Kaliforniai Egyetem berkeley-i pszichológiai professzora és a a Helen Wills Idegtudományi Intézet.

„Annak ellenére, hogy a temporális lebeny mediális részének hippocampus területe közismerten kapcsolódik az emberek térbeli és verbális memóriájához, a két mező olyan volt, mint a ködben futó hajók, nem tudva, hogy a másik hajó ott van. ”

Az új tanulmányban, amelyet epilepsziás betegeknél végeztek intrakraniális elektróda vizsgálatokon a Kaliforniai Egyetemen, az Irvine Medical Centerben és a Stanford University Medical Centerben rendellenes agytevékenységük forrásának felkutatására, Piai egy jól ismert viselkedési hatást használt fel a a hippocampus bevonása a nyelvbe. Csak a nem epilepsziás agyféltekéből készített felvételeket.

Korábbi nyelvtanulmányok kimutatták, hogy az emberek gyorsabban töltik ki a rovatot, ha egy mondatnak csak egy nyilvánvaló válasza van - „például bezárta az ajtót a ________” -, mint akkor, amikor a mondatnak sok lehetséges válasza van, például: „Eljött itt a ________. ”

Az új tanulmányban az alanyok hat szótagú mondatokat hallottak, majd szünetet, majd egy rövid villanást készítettek a válaszról. Az alanyokat arra kérték, hogy nevezzék meg a képet.

A 12 alany közül 10-ben csak korlátozott mondatok - azok, amelyeknek egyetlen nyilvánvaló válasza van - szinkronizált theta-hullámokat tört ki a hippokampuszban, ami a hippokampuszra jellemző aktivitás, amikor memória-asszociációt hoz létre.

"Vitória megmutatta, hogy amikor közvetlenül az emberi hippokampusz régiójából készít felvételt, amikor a mondat korlátozóbbá válik, a hippokampusz aktívabbá válik, alapvetően megjósolva, hogy mi fog történni" - mondta Knight. "A hippokampusz elkezdte felépíteni a ritmikus theta tevékenységet, amely kapcsolódik a memória eléréséhez és a memória feldolgozásához."

Az évek során Knight és mások tanulmányozták az agyi aktivitást az agy felszínén lévő elektródák, az úgynevezett elektrokortikográfia vagy az agyba helyezett, koponyaűri felvételnek nevezett elektróda segítségével, és kimutatták, hogy a memórianeuronok másodpercenként egy és 80 ciklus között rezegnek. A kapcsolódó emlékeket képviselő neuronok azonban „theta” ritmussal rezegnek, másodpercenként négy-nyolc ciklus között mozognak.

Az egyik elmélet az, hogy amikor ezeknek a kapcsolódó idegsejteknek az egyikét beindítják, mindazok, akik ugyanazon a frekvencián rezegnek, egyidejűleg tüzelnek, felidézve ezzel a kapcsolódó emlékeket. A narancs illata kiváltja az elmében a képet, a narancs ízét és illatát, valamint a narancshoz kapcsolódó pozitív vagy negatív érzelmeket.

Hasonlóképpen, egy korlátozott mondat fokozatosan felépítené a szinkronizált rezgéseket a kapcsolódó emlékek között. Az „Ő ________-vel söpörte a padlót”, a „söpört” és a „padló” szinkronizált rezgéseket váltott ki a neuronok különböző halmazaiban, amelyek a kapcsolódó emlékeket kódolják, átfedve az egyetlen, mindkettőhöz szorosan kapcsolódó szóval: „seprű”.

Piai arra gyanakszik, hogy amikor nem korlátozott mondatokat hallunk, a szavak nem hoznak összefüggő vagy egymást átfedő összefüggéseket.

Az új eredmények teljesen új vizsgálati területet nyithatnak meg koponyaűri felvételekkel annak érdekében, hogy megvizsgálják a nyelv és a memória kapcsolatának részleteit - mondta Knight.

„Ez a tanulmány azt mutatja, hogy az emlékezet hozzájárul, mivel egy mondat idővel fejlődik; ez nyelvi rendszerünk valós idejű része, nem pedig a nyelvi rendszer rabszolgája ”- mondta.

A tanulmány a folyóiratban jelent meg A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei.

Forrás: University of California Berkeley