Дослідники склали карту мереж мозку, які беруть участь у пошуку слів

user
2025-05-14 09:23:03

Як ми можемо запам'ятати слово, яке хочемо сказати? Ця базова здатність, звана пошуком слів, часто порушується у пацієнтів з ураженням головного мозку. Цікаво, що багато пацієнтів, які можуть назвати слова, які вони бачать, наприклад, ідентифікувати домашню тварину в кімнаті як «кішку», зазнають труднощів з підбором слів у повсякденному спілкуванні.

Вчені довгий час намагалися зрозуміти, як мозок витягує слова під час мови. Нове дослідження вчених з Нью-Йоркського університету проливає світло на цю загадку, знайшовши лівосторонню мережу в дорсолатеральній префронтальній корі, яка відіграє вирішальну роль у неймінгу. Результати, опубліковані в Cell Reports, дають нове розуміння нейронної архітектури мови, пропонуючи потенційні застосування як для нейронауки, так і для клінічних втручань.

Картографування мережі з іменами мозку

Пошук слів є фундаментальним аспектом людського спілкування, що дозволяє нам асоціювати поняття з мовою. Незважаючи на десятиліття досліджень, точна нейронна динаміка, що лежить в основі цього процесу, особливо в природних слухових контекстах, залишається недостатньо вивченою.

Дослідники з Нью-Йоркського університету на чолі з Леяо Ю, аспірантом з біомедичної інженерії, та Аденом Флінкаром, доцентом кафедри біомедичної інженерії та нейронауки Тандонського університету Нью-Йоркського університету в Медичній школі Гроссмана, записали дані електрокортикографії (ECoG) 48 нейрохірургічних пацієнтів для вивчення просторової та часової організації обробки мови в мозку. Використовуючи методи кластеризації без нагляду, дослідники виявили дві окремі, але перекриваючі мережі, відповідальні за пошук слів. Перша, семантична мережа обробки, розташовувалася в середній і нижній лобовій звивині. Ця мережа займалася інтеграцією значень і була чутлива до того, наскільки несподіваним було слово в даному реченні. Друга, мережа планування артикуляції, була розташована в нижній лобовій і прецентральній звивині, які відігравали вирішальну роль у виробництві мови, незалежно від того, чи були слова представлені візуально чи на слух.

Слухова назва та префронтальна кора

Дослідження ґрунтується на десятиліттях роботи в галузі мовної нейронауки. Попередні дослідження показали, що різні ділянки мозку відповідають за запам'ятовування слів залежно від того, бачать вони чи чують. Однак більш ранні дослідження покладалися на обмежені в часі методи вирішення, залишаючи багато невирішених питань про те, як ці мережі взаємодіють в режимі реального часу.

Використовуючи високу просторову та часову роздільну здатність ECoG, дослідники виявили вражаючий вентрально-дорсальний градієнт у префронтальній корі. Вони виявили, що в той час як артикуляційне планування було локалізовано вентрально, семантична обробка була унікально представлена в дорсальній області нижньої лобової звивини та середній лобовій звивині — раніше недооціненому центрі обробки мови.

"Ці результати свідчать про те, що відсутня частина в нашому розумінні обробки мови знаходиться в цьому дорсальному префронтальному відділі. Наше дослідження надає перші прямі докази того, що ця область бере участь у відображенні звуків зі значенням у слуховому контексті» - Леяо Юй, провідний автор.

Наслідки для неврології та медицини

Дослідження має далекосяжні наслідки не тільки для теоретичної нейронауки, але й для клінічного застосування. Дефіцит мови, такий як аномія — нездатність підбирати слова — часто зустрічається при інсультах, травмах мозку та нейродегенеративних розладах. Розуміння точних нейронних мереж, які беруть участь у виборі слів, може призвести до покращення діагностики та цілеспрямованої реабілітаційної терапії для пацієнтів, які страждають на ці стани.

Крім того, дослідження надає дорожню карту для майбутніх досліджень у галузі інтерфейсів мозок-комп'ютер (BCI) та нейропротезування. Розшифровуючи нейронні сигнали, пов'язані з назвою, вчені потенційно можуть розробити допоміжні пристрої для людей з розладами мови, що дозволить їм ефективніше спілкуватися за допомогою прямого зв'язку мозок і комп'ютер.

На даний момент ясно одне: наша здатність називати навколишній світ - це не просто акт запам'ятовування, а результат складної і тонко налаштованої нейронної системи, яка зараз розкривається більш детально, ніж будь-коли раніше.

Джерело: Інженерна школа Тандона при Нью-Йоркському університеті

Поєднання тепловізійної зйомки обличчя та штучного інтелекту показує багатообіцяючі результати у виявленні ішемічної хвороби серця
Комбінація термовізуалізації обличчя та штучного інтелекту (ШІ) може точно передбачити наявність ішемічної хвороби серця, згідно з дослідженням, опублікованим у журналі з відкритим доступом BMJ Health & Care Informatics.
Стаття
Читати далі
Алкоголь і тиск у салоні літака можуть завдати шкоди здоров'ю серця під час перельотів
Поєднання алкоголю та тиску в салоні на крейсерській висоті може загрожувати здоров'ю серця сплячих пасажирів літака, особливо під час далеких рейсів, згідно з першим у своєму роді дослідженням, опублікованим в Інтернеті в журналі респіраторних захворювань Thorax.
Стаття
Читати далі
Нова технологія створює мультимерні аптамери для точного націлювання на віруси
Ми всі чули про антитіла – білки, які виробляються нашим організмом для зв'язування з вірусами або бактеріями, позначаючи їх знищення імунною системою. Але не всі з нас знайомі з аптамерами: короткими відрізками ДНК або РНК, які призначені для зв'язування, як і антитіла, з певними мішенями.
Стаття
Читати далі
Новий штам COVID NB.1.8.1 поширюється по континентах на тлі закликів до пильності Завантажити PDF-копію
Глобальна вірусна мережа (GVN) уважно стежить за появою нещодавно виявленого варіанту SARS-CoV-2, NB.1.8.1, підлінії сімейства Omicron.
Стаття
Читати далі
Шкірні біомаркери можуть забезпечити неінвазивну діагностику еозинофільного езофагіту у дітей
Проривне дослідження, проведене вченими з National Jewish Health, припускає, що шкіра може служити потенційним біомаркером хронічного алергічного захворювання стравоходу під назвою еозинофільний езофагіт (EoE) у дітей. Результати надають лікарям потенційний новий неінвазивний спосіб діагностики ЕоЕ за допомогою шкірної стрічки.
Стаття
Читати далі
Виникли питання? Напишіть нам.