Исследователи расшифровывают, как мы превращаем мысли в предложения
В недавней публикации в журнале Nature Communications Psychology команда исследователей из Нью-Йоркского университета изучала, как мозг соединяет отдельные слова в осмысленные предложения. С помощью высокоточной электрокортикографии (ЭКоГ) они проверяли, можно ли распространять выводы, полученные при выполнении простых языковых задач, таких как называние изображений, на более сложные когнитивные процессы, включая построение предложений.
В исследовании приняли участие десять пациентов, проходящих нейрохирургическое лечение эпилепсии. Участникам предлагалось выполнять языковые задания: произносить отдельные слова и составлять предложения для описания мультяшных сцен. Для анализа мозговой активности, записанной электродами, расположенными на поверхности мозга, исследователи использовали алгоритмы машинного обучения. Сначала ученые зафиксировали уникальные нейронные сигналы, соответствующие каждому из шести слов, когда участники произносили их отдельно. Затем они отследили, как эти же нейронные шаблоны изменялись и взаимодействовали, когда слова объединялись в полноценные предложения.
Учёные также выяснили, что при построении пассивных конструкций, таких как "Франкенштейн был поражен Дракулой", префронтальная кора продолжает активно обрабатывать оба существительных на протяжении всего высказывания. Даже когда звучало одно из слов, информация о втором оставалась активной. Такое параллельное и непрерывное кодирование свидетельствует о том, что при формировании грамматически сложных или нестандартных фраз мозг должен одновременно удерживать и управлять несколькими языковыми элементами, что, вероятно, требует дополнительных ресурсов рабочей памяти.
Результаты исследования показали, что хотя нейронные сигналы, связанные с отдельными словами, сохраняются при выполнении разных языковых заданий, их организация и обработка зависят от грамматической структуры предложения. В сенсомоторных зонах мозга активность отражала последовательность произнесения слов. А вот в префронтальной коре, особенно в нижней и средней лобных извилинах, наблюдался иной механизм. Здесь мозг не только кодировал слова, которые участник собирался произнести, но и определял их грамматическую роль в предложении, например, подлежащее или дополнение, а также их позицию в синтаксической структуре фразы.
