Kuidas aju täidab keele tühimikke

Uus uuring näitab, et kui lõpetate abikaasa laused või vastate tühjale küsimusele, kaasate mälestuste jaoks aju edastamise jaama.

Berkeley California ülikooli teadlaste sõnul on see valdkond, mida keelt õppivad teadlased seni suuresti unustasid.

Kuigi rääkimine ja mõistmine, mis ilmselgelt põhineb meie mälestustel, vaatleb enamik uurimusi keelt ja mälu kui aju eraldi funktsioone, ignoreerides igasugust seost, märgivad teadlased.

Berkeley psühholoogid näitavad oma uues katses, et mälu ja keel on tihedalt seotud hipokampuse kaudu, millel on mäluühendustes võtmeroll.

Aju keskel asuv hipokampus toimib ruuterina, et siduda omavahel seotud mälestusi - näiteks apelsini värvi, kuju, tunnet, lõhna ja maitset -, et saaksime seoseid tekitada.

Teadlaste sõnul on hipokampuse roll sissetulevate sõnade seostamisel salvestatud teadmistega lause tähenduse mõistmisel ja genereerimisel vajalik.

Hiljuti teatati, et hipokampuse kahjustusega patsientidel on täpselt sellised sümptomid, nagu oleks võinud oodata, kui hipokampus oleks seotud keeleliitudega: probleemid, mis seostavad sõna tähendusi üksteisega ning kontekstuaalse teabe väljavõtmist lausetest ja diskursusest, ütlesid teadlased.

"Seos keele ja hipokampuse vahel võib olla selgitus mõnele keelepuudusele, mida näeme patsientidel, kellel pole kahjustusi aju keelealadele," ütles endine California ülikool Berkeley doktorikraadiga Vitória Piai nüüd vanemteadur Radboudi ülikoolis Nijmegenis, Hollandis.

"Ma arvan, et kui hakkame keelt õppima nii, nagu see päriselus juhtub, leiame, et hipokampus teeb keelt teenides rohkem, kui me varem arvasime."

Uuringu jaoks registreerisid teadlased neuronaalse aktiivsuse, kasutades 12 inimese hipokampusesse sisestatud elektroode, kui nad kuulsid tühje täitvaid lauseid selge vastusega: "Ta pühkis põrandat ________-ga".

Enamikus uuritavatest näitas hipokampus väga sünkroniseeritud tegevust, kui nad lausete kuulmise ajal leidsid õige vastuse, kuid enne kui vastuse pilt kuvati. See oli märk sellest, et piirkond ühendab kogu aju, et leida õige sõna: sel juhul luud, selgitasid teadlased.

Piai sõnul haarab sügavaju salvestus millisekundite kaupa millisekundilisi neuroneid, näidates täpselt, kuidas aju reaalajas keelega tegeleb.

Keeleõppes kasutatakse kõige sagedamini funktsionaalset magnetresonantstomograafiat (fMRI), mis mõõdab hapniku voolu ajus. See on aeglane protsess, mis ei võimalda teadlastel sekundi murdosa jooksul toimuvaid tegevusi mõõta.

"Uuringud fMRI-ga näitavad, kus võiks asju ühendada, kuid see ei ütle teile, kuidas aju neid asju kokku paneb," ütles Piai.

"Ma arvan, et küsimuse" kuidas "juurde saate jõuda alles siis, kui hakkate kasutama elektrofüsioloogiat, millel on signaali neuronaalse aktiivsusega otsesem seos kui hapnikuvabas veres.See eksperiment on nii põnev võimaluse tõttu, et hakkame keelt ja mälu integreeritumalt mõistma, uurima nii, nagu see tegelikult juhtub. ”

"Keel on miski, mida on klassikaliselt peetud ajukoores arenevaks ja esinevaks, mistõttu meil on keel ja rottidel mitte," ütles kaasautor Robert Knight, California ülikool, Berkeley psühholoogiaprofessor ja endine Helen Willsi neuroteaduste instituut.

„Hoolimata asjaolust, et temporaalsagara mediaalse osa hipokampuse piirkond on teadaolevalt seotud inimeste ruumilise ja verbaalse mäluga, on need kaks välja olnud justkui udus liikuvad laevad, teadmata, et teine ​​laev seal on. ”

Uues uuringus, mis viidi läbi epilepsiaga patsientidel, kes läbisid intrakraniaalsete elektroodide uuringuid California ülikoolis, Irvine'i meditsiinikeskuses ja Stanfordi ülikooli meditsiinikeskuses, et leida nende ebanormaalse ajutegevuse allikas, kasutas Piai tuntud käitumuslikku efekti, et uurida hipokampuse kaasamine keelde. Ta salvestas ainult aju mitteepileptilisest ajupoolkerast.

Varasemad keeleuuringud on näidanud, et inimesed täidavad tühiku kiiremini, kui lausel on ainult üks ilmne vastus - näiteks "Ta lukustas ukse ________-ga", kui siis, kui lausel on palju võimalikke vastuseid, näiteks "Ta tuli siin koos ________. "

Uues uuringus kuulsid katsealused kuuesilbilisi lauseid, millele järgnes paus ja seejärel vastuse pildi lühike välk. Katsealustel paluti pilt nimetada.

Kümnes 12-st katsealusest põhjustasid ainult piiratud laused - ühe selge vastusega laused - hüpokampuses sünkroniseeritud teeta-lainete plahvatuse, mis on hüpokampusele iseloomulik, kui see tekitab mäluühendust.

"Vitória näitas, et kui salvestate otse inimese hipokampuse piirkonnast, siis kui lause muutub rangemaks, muutub hipokampus aktiivsemaks, ennustades põhimõtteliselt, mis juhtuma hakkab," ütles Knight. "Hippokampus hakkas üles ehitama rütmilist teeta-tegevust, mis on seotud mälule juurdepääsu ja mälu töötlemisega."

Aastate jooksul on Knight ja teised uurinud ajutegevust, kasutades aju pinnal olevaid elektroode, nn elektrokortikokograafiat või sisestades aju, mida nimetatakse koljusisese salvestusena, ning näidanud, et mälu neuronid vibreerivad vahemikus üks kuni 80 tsüklit sekundis. Seotud mälestusi esindavad neuronid vibreerivad “teeta” rütmiga vahemikus neli kuni kaheksa tsüklit sekundis.

Üks teooria on see, et kui üks neist seotud neuronitest käivitatakse, siis kõik sama sagedusega vibreerivad tulekahjud üheaegselt, meenutades seonduvaid mälestusi. Apelsini lõhn käivitab meeltes pildi, apelsini maitse ja lõhna ning apelsinidega seotud positiivsed või negatiivsed emotsioonid.

Samamoodi koguneks piiratud lause järk-järgult sünkroniseeritud vibratsiooni seotud mälestuste hulka. Lause "Ta pühkis põrandat ________" abil käivitasid "pühitud" ja "põrand" sünkroniseeritud vibratsiooni erinevates neuronikomplektides, mis kodeerivad seotud mälestusi, kattudes ainsa sõnaga, mis on mõlemaga tihedalt seotud: "luud".

Piai kahtlustab, et kui me kuuleme piiranguteta lauseid, ei tekita sõnad seotud ega kattuvaid seoseid.

Uued leiud võivad avada täiesti uue uurimisala koljusiseste salvestustega, et uurida üksikasju keele ja mälu vahelise seose kohta, ütles Knight.

„See uuring näitab, et mälu aitab kaasa, kui lause areneb ajas; see on meie keelesüsteemi reaalajas osa, mitte keelesüsteemi ori, ”ütles ta.

Uuring avaldati ajakirjas Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimetised.

Allikas: California Berkeley ülikool