Bagaimana Otak Mengisi Kekosongan Bahasa

Satu kajian baru menunjukkan bahawa apabila anda menyelesaikan ayat pasangan anda atau menjawab soalan kosong, anda akan melibatkan stesen penyampai otak untuk kenangan.

Ini adalah kawasan yang hingga kini sebahagian besarnya diabaikan oleh para saintis yang mempelajari bahasa, menurut para penyelidik di University of California, Berkeley.

Walaupun bercakap dan memahami bahasa jelas diambil dari ingatan kita, kebanyakan kajian memandang bahasa dan ingatan sebagai fungsi otak yang terpisah, tanpa mengira adanya saling kaitan, kata para penyelidik.

Dalam eksperimen baru mereka, ahli psikologi Berkeley menunjukkan bahawa ingatan dan bahasa berkait rapat, melalui hippocampus, yang memainkan peranan penting dalam persatuan memori.

Terletak di pusat otak, hippocampus bertindak seperti penghala untuk menghubungkan kenangan yang berkaitan - warna, bentuk, rasa, aroma, dan rasa oren, misalnya - sehingga kita dapat menjalin hubungan.

Peranan hippocampus dalam menghubungkan kata-kata yang masuk dengan pengetahuan yang tersimpan adalah perlu dalam memahami dan menghasilkan makna ayat, menurut para penyelidik.

Baru-baru ini dilaporkan bahawa pesakit dengan kerosakan hippocampal mempunyai jenis gejala yang diharapkan seseorang jika hippocampus terlibat dalam persatuan bahasa: Masalah yang berkaitan dengan makna kata antara satu sama lain dan mengeluarkan maklumat kontekstual dari ayat dan wacana, kata para penyelidik.

"Hubungan antara bahasa dan hippocampus dapat menjadi penjelasan untuk beberapa kekurangan bahasa yang kita lihat pada pesakit yang tidak mengalami kerosakan pada kawasan bahasa otak," kata bekas University of California, rakan pasca doktoral Berkeley Vitória Piai, sekarang seorang penyelidik kanan di Universiti Radboud di Nijmegen, Belanda.

"Saya fikir apabila kita mula mempelajari bahasa seperti yang berlaku dalam kehidupan nyata, kita akan mendapati bahawa hippocampus melakukan lebih banyak pekerjaan dalam bahasa daripada yang kita fikirkan sebelumnya."

Untuk kajian mereka, para penyelidik mencatat aktiviti neuron menggunakan elektrod yang dimasukkan ke dalam hipokampus 12 orang ketika mereka mendengar ayat-ayat kosong dengan jawapan yang jelas: "Dia menyapu lantai dengan ________," misalnya.

Dalam kebanyakan subjek, hippocampus menunjukkan aktiviti yang sangat diselaraskan ketika mereka menggunakan jawapan yang tepat semasa mendengar ayat, tetapi sebelum gambar jawapan dipaparkan. Ini adalah tanda bahawa wilayah itu membuat persatuan di seluruh otak untuk menghasilkan kata yang tepat: Dalam kes ini, sapu, para penyelidik menjelaskan.

Menurut Piai, rakaman otak dalam menangkap milisaat oleh tembakan neuron milisaat, menunjukkan dengan tepat bagaimana otak menangani bahasa dalam masa nyata.

Kajian bahasa paling sering menggunakan pengimejan resonans magnetik fungsional (fMRI), yang mengukur aliran oksigen di otak, proses yang perlahan yang tidak membenarkan para penyelidik mengukur aktiviti yang berlaku dalam beberapa saat, dia menjelaskan.

"Kajian dengan fMRI menunjukkan di mana perkara dapat dihubungkan tetapi ia tidak memberitahu anda bagaimana otak menyatukan perkara ini," kata Piai.

"Saya rasa anda hanya dapat menjawab pertanyaan" bagaimana "setelah anda mula menggunakan elektrofisiologi, yang mempunyai hubungan yang lebih langsung dengan aktiviti saraf dalam isyarat daripada darah yang terdeoksigenasi.Eksperimen ini sangat menggembirakan kerana kemungkinan kita akan mula memahami bahasa dan ingatan dengan cara yang lebih bersepadu, mula memeriksanya kerana ia benar-benar berlaku. "

"Bahasa adalah sesuatu yang secara klasik dipandang sebagai berkembang dan berlaku di korteks. Itulah sebabnya mengapa kita tidak mempunyai bahasa dan tikus tidak," kata pengarang bersama Robert Knight, University of California, profesor psikologi Berkeley dan mantan ketua Institut Neurosains Helen Wills.

"Walaupun kawasan hippocampal di bahagian tengah lobus temporal terkenal dihubungkan dengan memori spasial dan verbal pada manusia, kedua bidang itu seperti kapal yang berlari dalam kabut, tidak menyedari kapal lain ada di sana. "

Dalam kajian baru, yang dilakukan pada pesakit epilepsi yang menjalani kajian elektrod intrakranial di University of California, Pusat Perubatan Irvine dan Pusat Perubatan Universiti Stanford untuk mencari sumber aktiviti otak mereka yang tidak normal, Piai memanfaatkan kesan tingkah laku yang terkenal untuk meneroka penglibatan hipokampus dalam bahasa. Dia mencatatkan hanya dari hemisfera bukan epilepsi otak.

Kajian bahasa sebelumnya menunjukkan bahawa orang mengisi tempat kosong dengan lebih cepat apabila ayat hanya mempunyai satu jawapan yang jelas - "Dia mengunci pintu dengan ________," misalnya - daripada ketika ayat itu mempunyai banyak kemungkinan jawapan, seperti "Dia datang di sini dengan ________. "

Dalam kajian baru, subjek mendengar ayat enam suku kata, diikuti dengan jeda dan kemudian sekejap gambar jawapan. Subjek diminta memberi nama gambar.

Dalam 10 daripada 12 subjek, hanya kalimat terkawal - yang mempunyai satu jawapan yang jelas - menyebabkan gelombang gelombang theta yang disegerakkan di hippocampus, ciri aktiviti hippocampus ketika ia menjadikan hubungan ingatan.

"Vitória menunjukkan bahawa ketika anda merakam secara langsung dari wilayah hippocampal manusia, ketika kalimat menjadi lebih mengekang, hippocampus menjadi lebih aktif, pada dasarnya meramalkan apa yang akan terjadi," kata Knight. "Hippocampus mula membina aktiviti theta berirama yang dikaitkan dengan akses memori dan pemprosesan memori."

Selama bertahun-tahun, Knight dan yang lain telah mengkaji aktiviti otak menggunakan elektrod di permukaan otak, yang disebut elektrokortiokografi, atau dimasukkan ke dalam otak, yang disebut rakaman intrakranial, dan menunjukkan bahawa neuron memori bergetar antara satu dan 80 kitaran sesaat. Neuron yang mewakili kenangan yang berkaitan, bagaimanapun, bergetar dengan irama "theta" dalam lingkungan empat hingga lapan kitaran sesaat.

Satu teori adalah bahawa apabila salah satu neuron yang berkaitan ini dipicu, semua yang bergetar dengan frekuensi yang sama menyala secara serentak, memberi kita ingat kenangan yang berkaitan. Bau oren mencetuskan gambaran dalam fikiran, rasa dan bau oren, dan emosi positif atau negatif yang berkaitan dengan jeruk.

Begitu juga, kalimat terkawal secara beransur-ansur akan membina getaran yang disegerakkan di antara kenangan yang berkaitan. Untuk kalimat "Dia menyapu lantai dengan ________," "menyapu" dan "lantai" mencetuskan getaran yang disegerakkan dalam rangkaian neuron yang berlainan yang mengekod kenangan yang berkaitan, bertindih dengan satu-satunya kata yang berkaitan erat dengan keduanya: "sapu."

Piai mengesyaki bahawa ketika kita mendengar kalimat yang tidak terkawal, kata-kata itu tidak menimbulkan perkaitan yang berkaitan atau bertindih.

Penemuan baru dapat membuka bidang kajian baru dengan rakaman intrakranial untuk menyelidiki perincian hubungan antara bahasa dan memori, kata Knight.

"Kajian ini menunjukkan bahawa ingatan menyumbang kerana ayat berkembang dalam masa; ini adalah bahagian masa nyata dari sistem bahasa kita, bukan hamba sistem bahasa, ”katanya.

Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Prosiding Akademi Sains Nasional.

Sumber: University of California Berkeley