Исследование в области нейронауки проливает свет на то, как представлены слова в мозге

Используя прямую запись нейронной активности в визуальной области словоформы, исследователи смогли увидеть слова, которые читали пациенты.

Чтение является относительно современным и уникальным навыком человека. Поэтому визуальное распознавание слов оставалось загадкой для нейрофизиологов, так как нейронные системы, ответственные за чтение, не могли развиться в процессе эволюции специально для этой цели. "Существование областей мозга, отвечающих именно за чтение, вызывало яростные дискуссии на протяжении почти 200 лет", - сказал Авниэль Гуман (Avniel Ghuman), доцент кафедры нейрохирургии Университета Питтсбурга . "Вопрос существования в мозге центра, ответственного за визуальное распознавание слов, обсуждался Вернике, Дежерин и Шарко, рядом самых значимых и влиятельных неврологов и нейрофизиологов 19-го века."

В последние годы большая часть этой дискуссии была сосредоточена на левой срединной веретенообразной извилине , которую некоторые называют визуальной областью словоформы. Недавнее исследование, проведенное нейроучёными в Питтсбурге, обращается к этой проблеме и проливает свет на наше понимание нейробиологии чтения.

В исследовании, опубликованном 19 июля Proceedings of the National Academy of Sciences, Гуман, Элизабет Хирсхорн (Elizabeth Hirshorn) Питсбургского Центра исследований обучения и развития (LRDC) и их коллеги с кафедры психологии и Центра нейронных основ познания использовали запись прямой нейронной стимуляция мозга для изучения роли визуальной формы слова области при чтении в четырех пациентов, страдающих эпилепсией. Пациенты выбрали хирургическое лечение из-за устойчивости эпилепсии к медикаментозному лечению и выразили готовность принять участие в исследовании. В процессе хирургического вмешательства нейрохирурги имплантировали электроды в визуальной области словоформы пациентов, что обеспечивает беспрецедентную возможность понять, как мозг распознает напечатанные слова.

Во-первых, исследователи использовали безболезненную электрическую стимуляцию с помощью электродов, чтобы нарушить нормальное функционирование визуальной области словоформы, что негативно повлияло на способность пациентов читать слова. Один пациент резко утратил способность к распознаванию букв, другая пациентка сообщила об ощущении, что она видит слова и части слов - но они не имеют отношения к тому, что она читает. Стимуляция указанной области не нарушила способность называть объекты или лица.

Помимо стимуляции с помощью имплантированных электродов исследователи записывали активность мозга в то время как пациенты читали слова. С помощью методов машинного обучения исследователи проанализировали активность интересующей их области мозга (активность записывалась в течение нескольких сотен миллисекунд) и смогли определить, какое именно слово пациент читает в конкретный момент. Это говорит о том, что нейронная активность в данной области кодирует знание о визуальных формах слов - и это позволяет различать даже слова, которые отличаются друг от друга только одной буквой (например, "hint" - намек" и "lint" -"пух").

"Это исследование показывает, что визуальная область словоформы обладает тонкими настройками для распознавания мелких деталей написанных слов и что эта область играет значимую роль в фильтрации репрезентации, которую формирует мозг в процессе чтения. Нарушение восприятия слов и букв при стимуляции обеспечивает прямое доказательство того, что визуальная область словоформы играет особую роль в формировании навыка чтения », - сказала Хирсхорн. - «Эти результаты также имеют важное значение для понимания и лечения расстройств чтения. Активность в визуальной области словоформы, наряду с взаимодействием с другими областями мозга, участвующих в обработке языка, может быть маркером мастерства в чтении. Лучшее понимание того, как устроена эта нейронная система, может иметь решающее значение для диагностики нарушений чтения и разработки целевой терапии ".

"Интересно, что с современными методами мозга записи и передовых методов анализа мы наконец-то сможем начать отвечать на вопросы о мозге и сознании, которыми люди задаются на протяжении веков, и внести свой вклад в понимание расстройств чтения», - сказал Гуман.

текст Анна Чертова

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160720125521.htm

см. также "После изучения новых слов мозг воспринимает их как изображения"

https://vk.com/neuroling?w=wall-57960434_316

Inside the Letterbox: How Literacy Transforms the Human Brain http://dana.org/Cerebrum/2013/Inside_the_Letterbox__How_Literacy_Transforms_the_Human_Brain/

Источник: vk.com

Комментарии: