В Массачусетской больнице общего профиля воспользовались возможностью в лице 14 больных эпилепсией с имплантированными в мозг электродами для изучения обработки речи в режиме реального времени. С подробностями исследования можно ознакомиться в Nature Communications.
«Мы исследовали, как мозг обрабатывает язык во время реального разговора. В частности, нас интересовало, какие области мозга активируются, когда мы говорим и слушаем, и как эти паттерны связаны с конкретными словами и контекстом беседы», — объясняет исследовательница Цзин Цай из отделения нейрохирургии.
Записи нейронной активности, полученные с помощью внутримозговых электродов, загрузили в модели обработки естественного языка на базе искусственных нейросетей, подобных ChatGPT. Это позволило одновременно отслеживать лингвистические особенности разговоров и сопутствующую им активность в разных областях мозга.
«Синхронизировав эти данные, мы смогли сопоставить, как конкретные аспекты языка — например, произносимые слова и контекст беседы — отражаются в динамических паттернах мозговой активности во время общения», — продолжает Цай.
Исследователи идентифицировали отдельные участки, включающиеся для вербализации и распознавания речи в обширной сети в лобных и височных долях, а также их пересечения, которые задействованы как при говорении, так и при слушании, что указывает на частично общую нейронную основу этих процессов.
«Интересно, что эти паттерны активности очень специфичны и меняются в зависимости от используемых слов, их порядка и контекста», — отмечает исследовательница.
По ее словам, исследование нейродинамики ведения разговора в очередной раз продемонстрировало сложность процессов, происходящих при выполнении этой вроде бы простой задачи: «Активируется не один участок, а целая сеть областей. То, что эти паттерны так точно соответствуют словам и контексту, демонстрирует удивительную способность мозга обрабатывать нюансы языка в реальном времени».
Почти мгновенное переключение ролей в диалоге обусловлено, видимо, вышеупомянутой общей нейросетью обработки языка, но эти механизмы подлежат более глубокому изучению, добавила Цай.
«Следующий этап — семантическое декодирование. Это значит, что мы выйдем за рамки простого определения активных зон и начнем расшифровывать значение слов и концепций, которые обрабатывает мозг», — поделилась она.
В перспективе такой уровень декодирования может дать глубокое понимание нейронного представления языка — что станет полезным как в разработке искусственных систем обработки речевой информации, так и в создании нейрочипов для лечения нарушений речи, например, при нейродегенеративных заболеваниях вроде бокового амиотрофического склероза.
Ученые смогли прочитать мысли, когда разобрались, как нейроны обеспечивают нашу речь
Выявлена часть мозга, отвечающая за умение человека добровольно замолкать