Создана карта участков мозга, которые отвечают за понимание разных слов
Группа нейробиологов из университета Калифорнии в Беркли впервые в мире составила «семантический атлас» коры головного мозга. Он не только показывает, где именно обрабатываются значения различных слов, но и демонстрирует, что семантическая обработка слов задействует обширные районы головного мозга, а не только отдельные участки в левом полушарии.
Из предыдущих исследований было известно, что одни и те же участки мозга активируются при обработке разных слов одной смысловой группы.
Авторы новой научной работы пошли дальше. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они изучили активность мозга семи добровольцев во время прослушивания большого слитного текста, а не отдельных слов и фраз, как в предыдущих исследованиях. На протяжении нескольких часов активность мозга каждого добровольца записывалась в аппарате МРТ. Такое длительное и подробное исследование позволило подробно выявить, какие конкретно районы мозга активируются и в какой момент.
Учёные смогли определить, какие участки мозга отвечают за обработку слов, связанных с цифрами, зрительными образами, социальными феноменами, различными профессиями, эмоциями, людьми, географическими объектами и т.д. Всего определено 12 тематических категорий, которые оказались очень похожими у всех участников эксперимента. К примеру, боковая теменная кора отвечает за смысл слов, связанных с людьми, а окружающие её зоны — за обработку чисел и слов, связанных со зрительными образами.
По мнению некоторых специалистов, это большой шаг к реальному чтению мыслей.
«Наши семантические модели хорошо предсказывают то, как крупные регионы коры реагируют на звуки языка. Более того, уже сейчас мы можем получать более конкретную информац��ю, которая позволяет нам определять, какие регионы мозга отвечают за представление того или иного слова. Именно поэтому мы считаем, что у данной технологии гигантский потенциал», — заявил Алекс Хат (Alex Huth) из университета Калифорнии в Беркли.
Совместив результаты сканирования мозга семи человек при помощи статистического моделирования, учёные составили трёхмерный атлас мозга. Интерактивная версия атласа опубликована здесь.
В зависимости от значения слов, их обработка задействует один или несколько из 100 отдельных участков коры головного мозга в обоих полушариях.
По мнению учёных, с помощью продвинутых сканеров мозга, например, пережившие инсульт люди смогут доносить свои мысли и желания до окружающих, даже если их повреждённый мозг не позволяет управлять речевым аппаратом.
Семантический атлас поможет при изучении различных болезней, связанных с повреждениями мозга. Станет понятнее, как такие болезни влияют на речь и понимание речи.
Кроме того, атлас позволяет приблизительно понять по сканам мозга, что человек читает, какой текст слышит и о чём думает.
Пока рано говорить о некоей «универсальной карте языка» в коре головного мозга, ведь сканирование проводили всего на семи добровольцах. К тому же, все они — носители английского языка и получали речевую информацию одинаковым способом, через синтезатор речи. В будущем учёным предстоит расширить рамки эксперимента и проверить, отличается ли обработка мозгом значений слов у людей разных культур, при чтении вместо прослушивания текста, а также у людей в изменённом состоянии сознания.
Научная работа опубликована 27 апреля 2016 года в журнале Nature (doi:10.1038/nature17637; pdf).
