Analizând creierele oamenilor în viață, cercetătorii au creat o hartă de înaltă rezoluție ce cuprinde neuronii care codifică înțelesul cuvintelor. Rezultatele sugerează că, la nivelul indivizilor, creierul folosește aceleași categorii standard pentru a grupa cuvintele – ajutându-ne să dăm un înțeles sunetelor.
Studiul, publicat în revista Nature, se bazează pe cuvintele din limba engleză. El reprezintă un pas înainte spre înțelegerea modului în care creierul stochează cuvintele în biblioteca sa lingvistică, spune neurochirurgul Ziv Williams, de la Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.), Statele Unite. Prin cartografierea seturilor suprapuse de celule cerebrale care răspund la diferite cuvinte, putem încerca să construim un lexicon cu înțelesuri ale cuvintelor.
Înțelesul cartografierii
Zona din creier denumită cortex auditiv procesează sunetul unui cuvânt care pătrunde în ureche. Însă cortexul prefrontal – zona creierului în care se desfășoară activități de nivel superior – este cel care oferă înțelesul semantic al cuvântului – esența sau substanța sa.
Cercetările anterioare au studiat acest proces prin analizarea imaginilor fluxului sanguin la nivelul creierului, care funcționează ca proxi al activității cerebrale. Metoda a permis cercetătorilor să cartografieze înțelesul cuvintelor din regiuni mici ale creierului.
Însă cercetătorii de la M.I.T. au descoperit o oportunitate unică de a studia în timp real neuronii implicați în codificarea limbajului. Oamenii de știință au recrutat 10 persoane ce urmau să fie supuse unor intervenții chirurgicale pentru epilepsie, fiecare dintre acestea având implantați în creier electrozi pentru a determina sursa crizelor epileptice. Electrozii au permis înregistrarea activității a circa 300 de neuroni din cortexul prefrontal al fiecărei persoane.
Participanții au ascultat mai multe propoziții scurte, alcătuite dintr-un total de aproximativ 450 de cuvinte, iar cercetătorii au înregistrat care neuroni s-au activat și când anume. Observațiile au arătat că pentru fiecare cuvânt s-au activat 2-3 neuroni distincți; este de menționat că a fost înregistrată activitatea doar unei mici fracțiuni din miliardele de neuroni ale cortexului prefrontal. Apoi cercetătorii au analizat similitudinile dintre cuvintele care au activat aceeași neuroni.
Un neuron pentru orice
Cuvintele la care au răspuns același set de neuroni s-au încadrat în categorii similare, cum ar fi „acțiuni” – cuvinte asociate cu oamenii. De asemenea, cuvintele care se pot asocia unul cu celălalt, cum sunt „rață” și „ou”, au activat aceeași neuroni. Cuvintele cu înțelesuri similare, cum sunt „șoarece” și „șobolan”, au declanșat tipare de activitate neuronală similare cu cele declanșate de „șoarece” și „morcov”. Alte grupe de neuroni au răspuns la cuvinte asociate cu concepte mai abstracte, ca de exemplu cuvintele relaționale precum „deasupra” sau „în urmă”.
Neuronii cortexului prefrontal nu au distins cuvintele după sunete, ci doar după înțelesul lor. De exemplu, atunci când o persoană a auzit cuvântul „son” („fiu”) într-o propoziție, neuronii asociați cu cuvintele din aceeași familie s-au activat. Însă aceleași cuvinte nu au răspuns la cuvântul „Sun” („Soare”), deși sunetele celor două cuvinte sunt identice.
Citirea minții
Într-o anumită măsură, cercetătorii au reușit să stabilească ce auzeau oamenii urmărindu-le neuronii activându-se. Deși nu puteau recrea propoziții exacte, puteau spune, de exemplu, că o propoziție conține un animal, o acțiune și un aliment, în această ordine.
Decodificarea limbajului la viteza sa naturală va fi importantă pentru dispozitivele viitoare cu interfețe creier-computer, utilizate pentru restabilirea vorbirii la persoanele care și-ai pierdut această abilitate.
Sursa: Nature