在單個腦細胞的閃爍中已經(jīng)檢測到單詞的含義

從傳達精確的指令到喚起全新的世界，詞語及其含義是我們作為人類存在的核心。但是，組成人類大腦的眾多細胞如何獲取抽象的噪音或符號，并將它們轉(zhuǎn)化為有意義的東西，長期以來一直是一個謎。

現(xiàn)在可以追蹤大腦活動到單個神經(jīng)元的新技術現(xiàn)在正在揭示這種聲音翻譯在我們大腦中發(fā)生的確切位置。

“人類具有通過語言提取細微含義的非凡能力——當我們聽語音時，我們可以理解多達數(shù)萬個單詞的含義，并在極其不同的概念和主題中無縫地做到這一點，”說哈佛大學神經(jīng)科學家齊夫·威廉姆斯。

“我們......想要了解人類如何在自然語言中處理如此多樣化的含義，并通過這些含義，我們能夠快速理解各種句子、故事和敘述中單詞的含義。

哈佛大學神經(jīng)科學家Mohsen Jamali和Benjamin Grannan及其同事使用了鎢的“芯片實驗室”微電極陣列和神經(jīng)像素在細胞水平上記錄大腦活動前額葉皮層的 13 名參與者在聽單個句子和故事時。

在大腦的這一部分，記錄的神經(jīng)元數(shù)量驚人地少——一個參與言語形成和工作記憶 –為了讓研究人員能夠松散地“讀心術”細胞活動模式的一般含義。

錄音顯示，面條和披薩等具有相似含義的單詞在參與者的大腦中產(chǎn)生了相似的活動模式，并且在聽到具有不同含義的單詞（如鴨子和鴨子）時，這些模式會有很大的不同咖啡.

“我們發(fā)現(xiàn)，當人們聽到諸如奔跑或跳躍之類的詞語時，某些神經(jīng)元會優(yōu)先激活，這些詞語反映了動作，而其他神經(jīng)元在聽到具有情感內(nèi)涵的詞語（如快樂或悲傷）時會優(yōu)先激活。解釋威廉姆斯。

“當一起觀察所有神經(jīng)元時，我們可以開始構(gòu)建一個詳細的圖片，說明單詞的含義在大腦中是如何表示的。

更重要的是，神經(jīng)元對單詞聲音的反應模式也取決于之前和之后發(fā)生的事情。

“這些神經(jīng)元不是簡單地將單詞作為固定的存儲記憶表示做出反應，而是在自然語音處理過程中以上下文依賴的方式自適應地表示單詞的含義，”該團隊在他們的論文中寫道.

這就是使我們能夠區(qū)分同音字的原因——聽起來相同但含義不同的詞，如“我”和“眼睛”。

研究人員還發(fā)現(xiàn)了層次結(jié)構(gòu)的線索，這些線索將使我們能夠在聽到具有相似含義的單詞時迅速切換。

“通過能夠從少量腦細胞的活動中解碼詞義，有可能以一定程度的粒度預測某人在聽或想什么，”說威廉姆斯。

“它還可能使我們能夠在未來開發(fā)腦機接口，使患有運動麻痹或中風等疾病的個體能夠更有效地交流。

研究人員現(xiàn)在熱衷于探索他們在我們大腦中發(fā)現(xiàn)的意義圖是否在反應上保持相似到書面文字、圖片甚至不同的語言，以及可能涉及大腦的其他部分。

這項研究發(fā)表在自然界.

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