Нейрофизиологам удалось установить принципы, по которым организован словарный запас в мозге. Каждое существительное кодируется на основе трех свойств предмета, которое оно обозначает.
Слова в голове: Три измерения словаря
Паттерн активности нейронов мозга человека, связанный с кодированием существительного «квартира» – слева показаны данные эксперимента, справа – предсказание, сделанное на основе специального алгоритма. Ясно видна высокая активность двух областей, связанных с отношением предмета к убежищу или укрытию

Около 200 лет назад расшифровка текстов Розеттского камня впервые открыла для историков целый мир египетских иероглифов. Сходное открытие сделано недавно в нейробиологии — группе работающих в США ученых во главе с Марселем Джастом (Marcel Just), в которую входит и наш земляк Владимир Черкасский, впервые удалось выяснить, как организован словарный запас в глубинах нашего мозга.

Сам профессор Джаст добавляет: «Слова организованы отнюдь не в алфавитном порядке, не по размеру обозначаемых предметов или их цвету. Судя по всему, мозг упорядочивает обычные существительные, вроде «квартира», «молоток» или «морковка», на основе 3 параметров».

По данным, которые получили ученые, эти три кодирующих фактора связаны с самыми фундаментальными характеристиками нашего существования. Первый — возможности активного физического взаимодействия с объектом (как его можно взять, удержать, ударить, скрутить и т. п.). Второй — его отношение к пище (съедобен ли он, вкусен ли, следует ли его кусать, глотать и проч.). Третий — отношение к убежищу или укрытию.

Каждая из трех характеристик кодируется в 3−5 различных областях мозга, которые удалось выявить благодаря томографии и особому компьютерному алгоритму, который вел поиск сходных элементов в паттернах мозговой активности, которые возникали у подопытных, как реакция на предложенные им 60 различных существительных.

К примеру, то же слово «квартира» вызывает очень высокую активность сразу в 5 областях мозга, связанных с третьим параметром — отношением к укрытию. В случае молотка высокая активность проявляется в двигательных областях мозга, кодирующих аспекты физического взаимодействия. «Для мозга ключевым параметром в значении слова «молоток», — поясняет Владимир Черкасский, — является то, как вы держите предмет, и он проявляется в двигательной коре».

В ходе исследования показано, что кодирование значения существительных происходит одинаково у всех. Когда два человека думают о молотке или о квартире, паттерны активации в их мозгах практически одинаковы.

К слову, это первый случай, когда ученым удалось вообще идентифицировать паттерны, вызванные словом самим по себе, без дополнительных стимулов — таких, как демонстрация соответствующих картинок, иначе говоря, без стимуляции еще и зрительных областей мозга.

Более того, на базе полученных результатов исследователи научились предсказывать паттерн, который проявится в ответ на то или иное существительное, заранее этого не зная. Созданный ими алгоритм эффективно предугадывает уровень активации в 12 ключевых областях мозга, связанных с кодированием слов. Как видно из приведенной слева картинки, предсказания эти отличаются довольно высокой точностью.

Ученые провели и обратный эксперимент, пытаясь на основе выявленного паттерна активности нейронов понять, о каком предмете (и слове) из 60 предложенных вариантов думает подопытный. Им удалось сделать это, в среднем, с 72-процентной точностью, причем в отдельных случаях величина эта достигала 84%.

Интересно, что в ходе работы не обнаружилось никаких кодирующих схем, связанных с таким важным параметром, как размножение. Профессор Джаст поясняет, что подобные слова были исключены из эксперимента намеренно: «Словарь из 60 слов, с которым мы работали, не содержал ни одного, связанного с этими свойствами — скажем, «жена», «подруга» или даже просто «человек» (в оригинале person — «ПМ»). Но мы, разумеется, ожидаем, что в добавление к выявленным нами «трем измерениям» человеческого словаря при дальнейших исследованиях добавится и это, четвертое».

Так что весьма возможно, в будущем, чтобы открыть программу, будет достаточно дважды подумать об ее иконке. О подобных технологиях мы уже писали в статье «Силой мысли».

По информации PhysOrg.Com