Создана карта участков мозга, которые отвечают за понимание разных слов
Группа нейробиологов из университета Калифорнии в Беркли впервые в мире составила «семантический атлас» коры головного мозга. Он не только показывает, где именно обрабатываются значения различных слов, но и демонстрирует, что семантическая обработка слов задействует обширные районы головного мозга, а не только отдельные участки в левом полушарии.
Из предыдущих исследований было известно, что одни и те же участки мозга активируются при обработке разных слов одной смысловой группы.
Авторы новой научной работы пошли дальше. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они изучили активность мозга семи добровольцев во время прослушивания большого слитного текста, а не отдельных слов и фраз, как в предыдущих исследованиях. На протяжении нескольких часов активность мозга каждого добровольца записывалась в аппарате МРТ. Такое длительное и подробное исследование позволило подробно выявить, какие конкретно районы мозга активируются и в какой момент.
Учёные смогли определить, какие участки мозга отвечают за обработку слов, связанных с цифрами, зрительными образами, социальными феноменами, различными профессиями, эмоциями, людьми, географическими объектами и т.д. Всего определено 12 тематических категорий, которые оказались очень похожими у всех участников эксперимента. К примеру, боковая теменная кора отвечает за смысл слов, связанных с людьми, а окружающие её зоны — за обработку чисел и слов, связанных со зрительными образами.
По мнению некоторых специалистов, это большой шаг к реальному чтению мыслей.
«Наши семантические модели хорошо предсказывают то, как крупные регионы коры реагируют на звуки языка. Более того, уже сейчас мы можем получать более конкретную информацию, которая позволяет нам определять, какие регионы мозга отвечают за представление того или иного слова. Именно поэтому мы считаем, что у данной технологии гигантский потенциал», — заявил Алекс Хат (Alex Huth) из университета Калифорнии в Беркли.
Совместив результаты сканирования мозга семи человек при помощи статистического моделирования, учёные составили трёхмерный атлас мозга. Интерактивная версия атласа опубликована здесь.
В зависимости от значения слов, их обработка задействует один или несколько из 100 отдельных участков коры головного мозга в обоих полушариях.
По мнению учёных, с помощью продвинутых сканеров мозга, например, пережившие инсульт люди смогут доносить свои мысли и желания до окружающих, даже если их повреждённый мозг не позволяет управлять речевым аппаратом.
Семантический атлас поможет при изучении различных болезней, связанных с повреждениями мозга. Станет понятнее, как такие болезни влияют на речь и понимание речи.
Кроме того, атлас позволяет приблизительно понять по сканам мозга, что человек читает, какой текст слышит и о чём думает.
Пока рано говорить о некоей «универсальной карте языка» в коре головного мозга, ведь сканирование проводили всего на семи добровольцах. К тому же, все они — носители английского языка и получали речевую информацию одинаковым способом, через синтезатор речи. В будущем учёным предстоит расширить рамки эксперимента и проверить, отличается ли обработка мозгом значений слов у людей разных культур, при чтении вместо прослушивания текста, а также у людей в изменённом состоянии сознания.
Научная работа опубликована 27 апреля 2016 года в журнале Nature (doi:10.1038/nature17637; pdf).
Комментарии (30)
myxo
29.04.2016 14:37+9Ну то есть ещё раз. Это НЕ карта слов в нашем мозгу. Это карта корреляций активности мозга (на самом деле крови в регионах) и прослушанных слов с синтезатора (а точнее не самих слов, а 12 категорий, на которые эти слова разбиты). И да, картинка скорее должна быть такой.
Заголовок спойлера
T-362
29.04.2016 14:39+2Интересно, а возбуждаются ли эти участки мозга от «внутреннего монолога» человека, или «монолог» это «визуализация» процессов мышления и ей обработка уже не требуется?
В двух словах — будет ли эффект от прослушивания текста и от вспоминания текста одинаково отображаться на мозговой активности?
Volutar
29.04.2016 15:19Вот как раз в «расширенные рамки эксперимента» подобное произношение «про себя» и обязано будет войти. На что прямым текстом указано, как на одно из перспективных приложений:
По мнению учёных, с помощью продвинутых сканеров мозга, например, пережившие инсульт люди смогут доносить свои мысли и желания до окружающих, даже если их повреждённый мозг не позволяет управлять речевым аппаратом.
T-362
29.04.2016 16:06Как-то ключевой момент — проводилось ли вообще в рамках этого конкретного исследования проверка как работает «внутренний диалог» — опущен. А без этого факта абзац про перспективы может трактоваться гораздо абстрактнее.
Вообще немного скептицизм — в случае инсульта могут оказаться повреждены именно эти участки распознавания, и мозг, насколько я знаю, может начать выполнять их функции другими участками, в этом случае для коммуникации кажется более подходящим старый подход с управлением курсором «силой мысли» а не попытка обратной разработкой выяснять что где работает теперь.
И внезапно любопытная мысль — а никто не пытался не сравнительно, а обучающейся нейронной сетью заниматься анализом и поиском зон обработки различной информации в мозге?kazaff
30.04.2016 09:37Для этого нужно будет такое количество измерений, что на эти деньги можно будет на Марс и обратно слетать.
pavelkolodin
29.04.2016 17:51+11. Бред: «отвечают за понимание разных слов». За понимание слов отвечает слуховой-речевой центр, а вот что произошло после понимания, какие центры активировались — другой вопрос. Это как парсер языка SQL — язык SQL понимается в одном модуле, а какое железо, кеши, сеть и т.п. будут задействованы после токого понимания (для ответа на запрос) — это не относится к самому пониманию.
2. А профессор Савельев давно толкает идею про томографию с разрешением в 1 микрон, только ему бабла на это не дают. Правда, его цель смущает власть имущих — и меня бы смущала, будь я власть имущий.
NeoCode
29.04.2016 19:23А где почитать про томографию с разрешением 1 микрон, и что там у него за цель которая всех смущает?
pavelkolodin
29.04.2016 20:21+2Незнаю где почитать, я слышал из всяких савельевских ютубных интервью.
Идея кратко: ввиду того, что разница в числе нейронов внутри одного и того же нейронного центра между двумя людьми может отличаться в десятки раз и ввиду того, что установлено, что чем больше нейронов в каком-либо центре (разных центров ~неск сотен; а бывает что и центр у кого-то отсутствует), тем больше данный человек «аппаратно заточен» (как GPU против CPU против bitcoin-FPGA) под данный тип мышления (на языке кухарок «склад ума»), то предлагается в юношестве выдавать чуваку справку, где будет перечислен топ-10 родов умственного труда, в которых он добъётся максимального успеха, если туда подастся. Например, чуваку можно сообщить, что у него крупный речевой и зрительный центр, «попробуй себя в изобразительном искусстве или как эксперт-искусствовед, написании речей, филологии» и т.п. Родитель, который планировал сделать из ребёнка балерину будет недоволен, если какой-то томограф скажет, что балерина будет никакая, а математик хороший. Наследственность тоже нечёткая. Многие в реальности идут по стопам родителей не из-за предрасположенности к предмету, а из-за взглядов или упоротости родителей. И вообще мировоззренчески закапывается целая куча красивых идей о равенстве людей и про «стоит только захотеть и я выучу 10 языков», что ужас-ужас.
Нет гарантии, что чем больше у тебя нейронов в каком-то центре, тем ты сильнее в этом деле. Есть гарантия, что будет тянуть к этому роду деятельности, будешь испытывать огромный интерес и дав волю интересу (против намотанных на тебя социальных барьеров), обойдёшь обладателя меньшего кол-ва нейронов в этом центре, который учился этому делу всю жизнь. Ну да, бывают отклонения, когда нейронов вроде бы много, но связи между ними растут слабо — тогда толку от нейронов нет.
Ещё короче, Савельев — это о том, что если у Есенина при рождении было в 50 раз больше нейронов в речевом (+ пара сопутствующих) центре, чем у Васи, то Вася может убить жизнь на тренинг стихосложения и в итоге выдавать что-то среднее и дико напрягаясь, то Есенин будет в перерыве между кабаками, блек джеком и девами выдавать шедевры за тем же столом онлайн, того специально не желая и с напрягом ЦП в районе 1% :) И эту разницу сейчас никто не диагностирует, хотя о ней известно давно.
Все прекрасно понимают, какая буча начнётся, если сабжу дать ход. Но интрига в том, что если какая-то «страна» (какой-то центр силы/власти на земле) начнёт это юзать в свою пользу, то остальные лягут.
Не говорю, что всё это прекрасно и так надо сделать. Пересказал что понял, но сильно попахивает будущим.Garbus
29.04.2016 21:49Ну то есть как обычно, ученые могут дать неплохой инструмент, а как применить решают уже совсем другие люди. Как с тем же атомом. Вместо унификации и развития энергетики все усердно клепали атомные бомбы.
Кстати мне не совсем понятно, ведь в томографе не будешь сидеть постоянно, как подробно снимать активность в обычных условиях?pavelkolodin
29.04.2016 23:20Первично то, что в религиях называется страстями — жрать, доминировать, размножаться. Разум — это средство доминировать, жрать и размножаться. Поэтому и этот «церебральный сортинг» будут юзать для взаимовыпила противоборствующих. Вопрос в том, кто первый.
«Сидеть постоянно» и снимать активность в обычных условиях не нужно — сабжевая операция однократна, делается один раз на всю жизнь, по результатам которой тебе дают «техпаспорт на мозг», ибо нейроны после рождения только умирают и аппаратная конфигурация мозга постоянна до смерти, ну за исключением инсультов всяких.
В технической стороне дела не шарю. Про влияние адских магнитных полей на плоть не скажу. Слушать лучше Савельева, все эти пересказы до добра не доводят. Он там ссылается на институты, авторов, даты, суммы, килограммы. А ещё у него книжка есть.Garbus
30.04.2016 01:45Да нет, я больше по теме статьи. Как они собираются постоянно, а не разово снимать активность для «распознавания речи»? Пусть даже у больных.
maxpsyhos
30.04.2016 03:38Я один не понимаю, в чём здесь проблема хоть для кого-то?
Может Савельев предлагает на основе этих тестов в приказном порядке назначать будущие специальности? Запрещать получать «непрофильное» образование и работу? Как-то поражать в гражданских правах?
Само-то по себе выявление таких предрасположенностей и так уже давно делается, только гораздо более медленными способами и с менее точными результатами. А так, это эта диагностика только сэкономит время, подскажет, какие направления стоит попробовать, а в каких ловить нечего в принципе.kraidiky
30.04.2016 20:01+1Сам факт неравенства возможностей пугает многих в нашем толейрантном мире. Но это не главное.
Представьте, что вы, такой, весь из себя хозяин жизни, и коррупционный король, и владелец заводов и параходов и министр ипотеки, получаете справку, что ваши дети к интеллектуальной деятельности мало приспособлены, и добъются гораздо лучших результатов если займутся танцами. А вместо них в министерстве место мальчику Васе из деревни Левые Васюки. Причём Вася в этом смысле перспективнее, чем вы и все ваши замы вместе взятые.
Это такой удар под дых всему современному устройству общества.
Приведу другой пример, который люди обычно понимают более остро: Есть гены, отвечающие за кислородный обмен, их наличие у вашего ребёнка практически гарантирует, что он никогда не сможете стать олимпийским чемпионом ни в каком стаерском виде спорта, в лыжах там или в велике, например. В связи с этим предлагается государству занятия вашего ребёнка в спортивной секции не оплачивать, а вырученые деньги потратить на детей, у которых этих генов нету.
В общим то то же самое, о чём говорит Савельев.maxpsyhos
01.05.2016 02:27Так подождите, Савельев сам предлагает ограничивать в правах людей, или это ваши (или ещё чьи-то) домыслы? Потому что предрасположенность это не то же самое что результаты.
>> Сам факт неравенства возможностей пугает многих в нашем толейрантном мире.
Да ладно, вот новость-то, люди, оказывается, не одинаковые. Почему же до сих пор не запретили такое понятие как «талант»? Это ведь по сути то же самое. Равенство возможностей и равенство способдностей — это не одно и тоже, если их специально не уравнять законодательно.
>> «получаете справку, что ваши дети к интеллектуальной деятельности мало приспособлены»
Да это часто и без всяких справок видно, и что-то от этого меняется? Если результаты этих справок не будут а) предельно детализированными, б) точными, в) ОБЯЗАТЕЛЬНЫМИ к исполнению, то не изменится ровным счётом ничего.
>> В связи с этим предлагается государству занятия вашего ребёнка в спортивной секции не оплачивать
А какая у государства в этом цель? Писькомерство на олимпиаде? Тогда всё правильно. Здоровье нации? Тогда без разницы, какие у него там гены.
Да и что по-вашему, лучше угробить 5 лет жизни, подорвать ребёнку здоровье, и только ПОТОМ узнать, что чемпионом ему никогда не быть, как ни старайся?
Fiery_Ice
03.05.2016 23:58>>Да ладно, вот новость-то, люди, оказывается, не одинаковые
За свою жизнь общался с раными людьми, в том числе и с IT-шниками-фирмачами-музыкантами. Долго и обстоятельно (на уровне близких товарищей). Могу сказать что таки есть люди (психически-здоровые и даже, в некоторых случаях, далеко не посредственного ума) которые отказываются верить в объективные факты и факторы (никто никого ни к чему не агитировал — просто речь заходила мимоходом, и человек рассказывал свою глубинную позицию). Им так комфортней видимо. Судя по всему — поскольку в противном случае некоторым из них пришлось бы самим себе признаться в своем несовершенстве (мягко говоря, в некоторых случаях), что для них чрезвычайно сложно. А в случае некоторых других — например работают полученные при воспитании, догматичные этические утверждения об одинаковости и равенстве (поскольку видимо с недогматической логикой, в рамках этики, их мозгу справляться сложно). И в случае последних — я даже рад что эти люди носят установку «возлюбим всех!», а не установку «накол всех кто чуток отличается!»: они бы одинаково-свято веровали в любую вдолбленную с детства этическую догмато-установку. А у кого-то еще какие-то другие механизмы срабатывают.
Так что да — для некоторого заметного процента людей, техника довольно-точного определения неравенства способностей людей — очень неприятная и даже отрицаемая на уровне «не верю!!111», новость.
>>Да и что по-вашему
То что человек описал поведение некоторых людей — не означает что он разделяет взгляды этих людей. Собственно, полагаю вы и без меня это знаете, но вот сама форма речи «Да и что по-вашему» — вполне может настроить собеседника на негативную реакцию, и как минимум на нежелание писать вам ответ. :)
kdnic1ster
30.04.2016 09:37+11 микрон МРT? Ну если только со сверхпроводящими магнитами, размером в футбольноe поле, тогда да.
Но, это, магнитные поля таких мощностей запросто индуцируют свои токи в коре головного мозгa.
И того: имеем отличноe разрешениe в 1 мк структур мозга и пускающего слюни идиотa в колодце МРТ.
geher
30.04.2016 10:42Томография бывает не только МР.
Так что в теории можно допустить, что найдется метод, дающий искомое разрешение без столь печальных последствий.kdnic1ster
01.05.2016 00:06+1Согласен, есть КТ, ПЭТ, SPECT и т.д. Оптическиe не предлагать, они для генно модифицированных животных с прозрачным черепом. Но у всех есть предел, физический, разрешения.
ПЭТ ограничен неопределенностью места рекомбинации позитронов. КТ размерами конечного детекторa и дозой радиации. SPECT размерами коллиматора. В какой-то момент требования к уменьшению разрешения приводят к невозможности или скорее к абсурдности размеров прибора. Это как танк, большe защитa, больше вес. Ещe больше защиты — танк переходит в разряд постоянной огневой точки, и т.д…
vagran
30.04.2016 16:18Савельев говорил про томографию, основанную на рентгено-оптике.
kdnic1ster
01.05.2016 00:12Нe специалист по рентгено-оптике, коментировать не смогу. Однако одно время считал дозы для крыс от таких приборов. К сожалению требованиe увеличения разрешения в два разa приводили к увеличению дозы нa порядок.
Поэтому, есть подозрение, что сканированиe подобным типом аппаратов нa предмет предрасположеноостей индивида приведет к преждевременной недеспособности оного в выбранной области, мозг прожарит короче.
DavidRau
29.04.2016 22:00-1i70.fastpic.ru/big/2015/0607/1c/012988233e4cef6a555300bb39f7801c.jpg
Как в футураме, когда чип вживляли… о принадлежности к профессии
CrazyMiddleRabbit
30.04.2016 09:38Т акие технологии обычно известно кому поступают на службу в первую очередь, день когда ученые научаться читать мысли, можно считать одним из худших (если не самым худшим) в истории человечества. Т.
a_batyr
Роскомнадзор запретил мысли о наркотиках.
igruh
Последние два слова лишние.
gearbox
Не подсказывайте им.
ankh1989
А что, ведь так и будет. Это сейчас нам кажется естественным право думать о чём угодно, как когда то таким казалось право смотреть любые картинки и читать любые тексты.