Как мозг превращает мысли в предложения – ученые нашли ответ

Группа нейробиологов из Нью-Йоркского университета представила новое исследование, которое объясняет как мозг превращает отдельные слова в цельные предложения и почему большинство языков предпочитают определённую грамматическую структуру.

Об этом пишет "Nature Communications Psychology".

В эксперименте приняли участие десять пациентов, которым в рамках лечения эпилепсии были имплантированы электроды на поверхность мозга. Это позволило зафиксировать активность нейронов с беспрецедентной точностью во время выполнения языковых заданий. Участники произносили отдельные слова и составляли полные предложения, описывая сцены из мультфильмов.

Алгоритмы машинного обучения помогли определить характерные сигналы для каждого слова и отследить, как они комбинируются при формировании фраз. Учёные обнаружили, что структура предложения влияет на то, как мозг обрабатывает информацию.

В активных предложениях, например Волк съел зайца, нейронные паттерны следуют за порядком слов. Однако в пассивных, например Заяц был съеден волком, активность в префронтальной коре отражала более сложную картину. Мозг одновременно удерживал в памяти оба ключевых слова, даже когда звучало только одно. Это свидетельствует о том, что пассивные конструкции требуют больших когнитивных усилий и задействуют рабочую память.

Исследование также показало, что в лобной доле мозга разные области отвечают за разные грамматические роли. Одна часть активируется при обработке подлежащего, другая — при восприятии дополнения. Подобного разделения не наблюдается при активных формах предложений.

Эти открытия дают объяснение языковому феномену. Менее чем в пяти процентах языков мира дополнение ставится перед подлежащим. Исследователи предполагают, что это связано с ограничениями нейронной эффективности. Мозгу проще работать с линейной структурой, где сначала идёт субъект, а затем объект.

Измерения времени реакции участников подтвердили, что формулировка пассивных фраз занимает больше времени, чем активных. Учёные делают вывод, что эволюционное давление могло способствовать развитию языков с более простой структурой.

Авторы исследования подчёркивают, что эти данные помогут в изучении нейронных основ речи. Они также могут быть полезны для создания технологий взаимодействия с мозгом, а также для помощи людям с речевыми нарушениями.

Ранее "Курсор" писал, что врачи рассказали, почему стоит пить черный чай как можно чаще.