词语存储在哪里:大脑的意义地图

语义信息遍布大脑皮层

这张词语地图显示了当一个受试者听故事讲述者说话时,大脑哪些部分做出了反应。 词语倾向于按语义类别聚集,如颜色所示(例如,粉色词语是“社交”)。 要更深入地探索这张地图,请观看视频:www.ScientificAmerican.com/video/the-brain-dictionary

© ALEXANDER HUTH,加州大学董事会

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对我们大多数人来说,听语音是如此容易,以至于很难理解其中涉及的神经复杂性。 之前的研究揭示了几个大脑区域,统称为语义系统,它们处理意义。 然而,此类研究通常侧重于特定的区别,例如抽象词与具体词,或发现对相关词组(如工具或食物)做出反应的离散区域。 现在,加州大学伯克利分校 Jack Gallant 实验室的一组神经科学家,在 Alexander Huth 的领导下,生成了一份全面的“图谱”,展示了不同意义在人脑中的表示位置。

研究人员向七名参与者播放了两个小时来自公共广播节目 Moth Radio Hour 的故事,同时使用功能性 MRI 扫描仪记录他们的大脑活动。 然后,他们分析了构成整个大脑的大约 50,000 个体素(三维像素)的活动,创建了详细的地图,显示了不同意义在每个人中的表示位置。 这种方法与标准研究形成对比,标准研究中,活动在许多参与者之间平均,以查看群体之间的相似性,同时忽略个体之间的差异。

这些地图覆盖了大部分皮层,即控制高级认知功能的最外层大脑区域,超出了传统上被认为是语言中心的区域。 每个意义都出现在多个位置,并且每个位置都包含一组相关的意义。 例如,一些区域选择性地响应与人相关的词语,而另一些区域则响应地点或数字。“这比之前的任何研究都提供了更多的信息,并且可能更普遍地适用于自然的叙事理解,”Gallant 说。


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这些地图在参与者之间非常相似,尽管并非完全相同。 研究人员开发了一种统计工具,使他们能够通过找到所有参与者共有的功能区域来生成通用的语义“图谱”。 这种技术经过改进和扩展到其他认知功能后,最终可能有助于绘制大脑功能图,从而最大限度地减少手术或其他侵入性治疗的影响。

Simon Makin 是一位居住在英国的自由科学记者。 他的作品曾发表在New ScientistEconomist、大众科学Nature 等刊物上。 他报道生命科学,专门研究神经科学、心理学和精神健康。 在 X(以前的 Twitter)上关注 Makin:@SimonMakin

更多作者:Simon Makin
SA Mind Vol 27 Issue 5本文最初以“大脑的意义地图”为标题发表于SA Mind 第 27 卷第 5 期(),第 17 页
doi:10.1038/scientificamericanmind0916-17a
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