За първи път в света е съставен "семантичен атлас" на кората на главния мозък. Той не само показва, където се обработват от значенията на различните думи, но също така показва, че семантичната обработка на думите засяга големи области на мозъка, а не само на отделни секции в лявото полукълбо.

Семантичният атлас ще помогне в изучаването на различни заболявания, свързани с мозъчни увреждания. 

Докладът за работата на екипът американски невробиолози е публикуван в списание Nature. Изследователите от лабораторията на Университета на Калифорния в Бъркли, водени от професор Джак Галант (Jack Gallant), които направиха подробния атлас на местоположението на семантичните полета в мозъка, представят негов интерактивен модел на сайта на лабораторията.

Речта и езикът са едни от най-сложните функции на мозъка. За разлика от много други, те нямат някакво точно местоположение. Известни областите, които са отговорни само за сетивното възприятие на думите и моториката на произнасянето им.

Авторите на новото изследване отиват ​​по-далеч. С помощта на магнитно-резонансна томография, те изследват мозъчната активност на седем доброволци, докато те със затворени очи слушат записи на текстове от популярното в САЩ радиопредаване The Moth Radio Hour.

Всеки доброволец остава в томографа повече от два часа, прослушвйки около дузина кратки истории с общо 25 хиляди думи, от тях 3000 уникални. Екипът на Джак Галант идентифицират реакцията на невроните на всяка дума. След това техните значения са корелирани с набор от 985-те най-често срещаните думи в английския език - и въз основа на тези данни, учените са направили подробен атлас на техните семантични полета.

Както може да се очаква, в работата на "речника" са замесени доста обширни области на кората на главния мозък, които обхващат повече от една трета от двете полукълба на повърхността. Някои от детайлите за местоположението на семантичните полета при различните участници в експеримента леко се различават, но са установени много общи прилики.

Учените са успели да определят кои области на мозъка отговарят за обработка на думите, свързани със цифри, зрителни изображения, социални явления, различни професии, емоции, хора, географски обекти и др. Определени са общо 12 тематични категории, които се оказаха много сходни при всички участници в експеримента. Например страничният париетален кортекс е отговорен за смисъла на думите, свързани с хора, а околните му зони - за обработката на цифри и думи, свързани с зрителни образи.

Думите в тези семантични полета се групират по смисъл: една и съща област декодира понятията "ръка", "глава", "стомах", в друга - "мъж", "жена", "родители", "деца". Така социално важни, емоционално ярки понятия са локализирани главно в ъгловата гънка зад париеталния лоб, а числата - в предцентралната бразда. 

Авторите отбелязват, че местоположението на семантичните полета в различните области корелира с функцията на тези области. Например, визуалните понятия - като цветовете - са разположени в близост до зрителната кора. Думите, които имат различни алтернативни значения, могат да бъдат в няколко области. Например, на думата top "отговарят" области, свързани с дрехи, сгради и пейзажи, с числа и математически отношения. В същото време на някои натоварени е особено важна информация думи невроните реагират особено активно. "Идеята за убийство е представена в мозъка много добре" - отбелязва Джак Галант в интервю за The Guardian.

Това е огромна крачка към реалното четене на мисли

С помощта на усъвършенствани мозъчни скенери, например според учените, хора, претърпели инсулт ще могат да съобщават своите мисли и чувства към другите, дори и ако мозъкът им не контролира говорния апарат.

Семантичният атлас ще помогне в изучаването на различни заболявания, свързани с мозъчни увреждания. Ще може да се разбере как тези заболявания засягат речта и разбирането на речта.

Атласът ще позволява да се разбере по томографии на мозъка какво чете един човек, какъв текст чува и за какво мисли.

"Нашите семантични модели добре прогнозират как големи региони на кората на главния мозък реагират на звуците на езика. Освен това сега можем да получим по-конкретна информация, която ни позволява да определим кои области на мозъка са отговорни за представата на една или друга дума. Ето защо ние смятаме, че тази технология има огромен потенциал", - заяви Алекс Хът (Alex Huth) от Университета на Калифорния в Бъркли.

Още по темата

23/11/2015

Животът

Отговарящият за щастието участък на мозъка е намерен от японски учени

26/09/2015

Човекът

Успешен експеримент за четене на мисли от разстояние (видео)