这个地图告诉你每个单词在大脑中的对应位置
你可能知道人类的大脑是由许多不同的区域组成的,其主要结构包括大脑、小脑、边缘系统以及脑干。这些结构都被切分成小块,每个部分都扮演着不同的功能。例如,大脑额叶就与推理、语言、移动、感情以及解决问题的能力联系在一起,而两个小脑半球则负责我们的身体协调、姿势以及平衡。
然而, 在人脑中并没有一个专门的区域负责调取和储存我们所学到的单词以及和这个单词相关的概念。也就是说,语言的运用和整个人脑都息息相关。 并且,由于组织语言的过程是非常细致的,科学家们能够确定:人脑中的某些区域是专门负责储存某一类单词的――尽管,某些单词的含义不止一种。
比如,当你听到“顶端(top)”这个单词后,大脑额中回里的一小片区域就会亮起。但是,这一小片并不是唯一对“顶端”这个单词有反应的区域。根据语境的不同,当人们使用“顶端”这个单词时,大脑中负责衣物及外观、数字及测量、建筑及地点的区域都有可能亮起。
是的,大脑就是这么聪明。它运用每一个神经元,根据单词的含义将它们放入不同的逻辑组。所以,“父亲(father)”,“母亲(mother)”、“怀孕(pregnant)”及“家庭(family)”等词会在同一区域运行。而在这一区域的旁边,有一块区域负责“房子(house)”、“主人(owner)”以及“地主(landlord)”等词。
来自加州大学伯克利分校的神经科学家编绘了“人脑地图集”。你可以观看视频了解相关细节:
“我们的目标是建立一个巨大的大脑地图集,了解在词义和语义学的角度上,大脑的不同区域是如何负责不同类型的单词的。”来自研究团队的杰克?加伦特对《卫报》记者伊恩?桑普尔说。
从视频中大家可以看出,大脑不仅仅是根据词义来将单词分类。例如:条纹(stripes)、斑点(spots)和颜色(colours)都由大脑的视觉皮质区负责。这就是说,大脑对单词的分类是在某种更广的范畴内进行的。因此,与绿色相关的单词大部分是由视觉和触觉区域负责的,而与红色相关的单词则大多由社交区域负责。
研究团队在志愿者的帮助下成功创造出了这一让人难以置信的资源。研究团队要求七个志愿者(五名男性,两名女性)聆听一档叫做“飞蛾广播时间”的故事类美国广播,在聆听过程中,研究团队记录了志愿者的脑部活动。当志愿者接受扫描时,研究团队会回放相关记录,并将记录与大脑皮层上超过八万个豌豆大小的点相匹配,看看在说每个单词时亮起的是大脑的哪个区域。
在两个小时的广播中,每个参与者大概能听到25,000个单词,其中3000个单词是独特的。
另外,整个实验过程只有7名志愿者参与,样本数量显然太小了。而让我们感到惊异的是,虽然每个人的大脑地图集都是独特的,但在对特定单词进行分类时,这些实验参与者所调动的大脑区域都是非常相似的。
“例如,在听到‘受害者(victim)’这个单词时,大脑左侧耳朵上面的区域会做出反应。而在涉及到‘被杀害(killed)’、‘证明……有罪(convicted)’、‘被谋杀(murdered)’、‘认罪(confessed)’等单词时,同样的区域也会有所反应。与家庭相关的词语则会激活大脑右侧靠近头部的区域,这些词语包括‘妻子(wife)’、‘丈夫(husband)’、‘孩子(children)’和‘父母(parents)’等。”桑普尔说道。
有趣的是,儿童的大脑在“加载”某些特定的单词时,反应更加强烈。比如,谋杀会激活儿童大脑中的许多区域。
值得注意是, 这次参加实验的志愿者都是以英语为母语的人。所以,如果我们能采用更大的、包括双语使用者和其他语言使用者在内的样本,也许会发现许多重要的与众不同之处。
研究团队将继续完善大脑地图集,在不久的将来,我们会看到让人更加难以置信的版本。桑普尔说:“这种大脑地图集的作用之一就是作为潜在解码器使用,有了这种解码器的帮助,那些因患神经元疾病和锁闭综合征而不能说话的人,便能够通过电脑重获语言能力。”
一位名叫亚历山大?胡特的研究员对桑普尔说:“这个大脑地图集也许可以用来解码人们听到、读到、甚至想到的信息。”
研究的结果已经在《自然》杂志上发表,而且科学家们也已经创建了一个互动性的网站,在这个网站上,你可以自行探索大脑地图集。
蝌蚪君编译自sciencealert,译者 晴空飞燕,转载须授权