Ученые создали детализированную карту нейронов
С помощью самой подробной, когда-либо создававшейся карты мозга, учёные определили клетки мозга, отвечающие за понимание значений слов.
Исследование, опубликованное в журнале *Nature*, представило самую подробную карту некоторых групп нейронов, которые, по мнению ученых, отвечают за определение лингвистических свойств слов в мозгу живого человека.
Карта показала, что мозг использует определенные категории клеток для преобразования звуков в смысл. Звук слова, попадая в ухо, сначала обрабатывается в слуховой коре мозга. Однако "лингвистическое значение" слова, то есть его основная идея, декодируется в префронтальной коре, где происходят высшие функции мозга.
Анализ этих процессов стал возможен благодаря изучению изображений кровотока в мозге, что позволило исследователям сопоставлять слова с соответствующими нейронами.
Один из исследователей, Зив Уильямс (Ziv Williams), нейрохирург из Массачусетского технологического института, отметил, что это исследование приближает нас к пониманию того, как мозг хранит слова в своей "языковой библиотеке". Команда Уильямса установила электроды в мозг 10 пациентов, которым предстояла операция по лечению эпилепсии, чтобы определить источник эпилептических припадков. Электроды записывали в реальном времени реакцию около 300 нейронов в префронтальной коре испытуемых.
Пациенты слушали короткие английские предложения, содержащие около 450 слов. Исследователи записывали, какие нейроны активировались и когда. Результаты показали, что для каждого слова активировались примерно 2-3 разных нейрона. Определенные группы нейронов реагировали на слова схожих категорий. Например, слова "утка" и "яйцо", которые мозг может ассоциировать друг с другом, активировали одни и те же нейроны. Различные группы нейронов реагировали на более абстрактные слова, такие как "выше" и "позади".
Нейроны префронтальной коры различают слова по их значению, а не по звучанию. Например, когда испытуемый слышал слово "сын", активировались нейроны, связанные с членами семьи, но эти нейроны не реагировали на похожее по звучанию слово.
Наблюдая за возбуждением нейронов, исследователи смогли определить, что слышали испытуемые. Можно было понять, было ли услышанное предложение о живом существе, действии или еде, даже если оно было неполным.
Ученые считают, что прямая запись с нейронов происходит намного быстрее, чем сканирование мозга, и понимание языка на его естественной скорости будет полезно при разработке интерфейсов "мозг-компьютер", которые смогут восстановить эту способность людям, потерявшим возможность говорить.
