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新闻ˌ消息 2024年7月3日 超详细的脑图显示了编码单词含义的神经元 科学家第一次发现了与单词的语言本质相关的单个脑细胞。 萨拉·里尔登 以蓝色和黄色显示的大脑皮层锥体神经元的图示 一组神经元(艺术家的插图)编码“鸭子”这个词的含义；一个重叠的集合编码了单词“egg”的意思鸣谢:胡安·盖尔特纳/科学图片库 通过窃听活人的大脑，科学家们创造了迄今为止最高分辨率的神经元编码各种单词含义的地图。结果表明，在不同的个体中，大脑使用相同的标准类别对单词进行分类——帮助我们将声音转化为意义。 这项研究仅基于英语单词。但剑桥麻省理工学院的神经外科医生齐夫·威廉姆斯说，这是研究大脑如何在语言库中储存单词的一步。他说，通过绘制对各种单词做出反应的重叠脑细胞集，“我们可以尝试开始建立一个意义词库”。 映射意义 被称为听觉皮层的大脑区域在单词进入耳朵时处理单词的声音。但是，是大脑的前额叶皮层，一个发生高级大脑活动的区域，计算出一个单词的“语义”——它的本质或要旨。 先前的研究2通过分析大脑中的血流图像研究了这一过程，这是大脑活动的代表。这种方法允许研究人员将单词的意思映射到大脑的小区域。 但是Williams和他的同事发现了一个独特的机会来观察单个神经元如何实时编码语言。他的小组招募了10名即将接受癫痫手术的人，每个人的大脑中都植入了电极，以确定他们癫痫发作的来源。电极允许研究人员记录每个人前额叶皮层中大约300个神经元的活动。 当参与者听包含总共约450个单词的多个短句时，科学家们记录下了哪些神经元在何时激活。威廉姆斯说，每个单词大约有两到三个不同的神经元发光，尽管他指出，该小组只记录了前额叶皮层数十亿神经元中很小一部分的活动。然后，研究人员观察了激活相同神经元活动的单词之间的相似性。 一个代表一切的神经元 同一组神经元所反应的单词属于类似的类别，如动作或与人相关的单词。研究小组还发现，大脑可能会将一些词相互联系起来，如“鸭子”和“鸡蛋”，这些词会触发一些相同的神经元。意思相似的词，如“老鼠”和“大鼠”，触发的神经元活动模式比“老鼠”和“胡萝卜”触发的模式更相似。其他组的神经元会对与更抽象的概念相关的单词做出反应:比如“上面”和“后面”这样的关系词。 威廉姆斯说，大脑分配给单词的类别在参与者之间是相似的，这表明人类大脑都以相同的方式分组含义。 前额叶皮层神经元不是通过声音来区分单词，而是通过它们的意思来区分。例如，当一个人在句子中听到“儿子”这个词时，与家庭成员相关的词就会亮起来。但是这些神经元对句子中的“太阳”没有反应，尽管这些单词有相同的发音。 心灵感应 在某种程度上，研究人员能够通过观察人们的神经元放电来确定他们听到了什么。虽然他们不能再造精确的句子，但是他们可以分辨出，比如，一个句子包含了一个动物，一个动作和一种食物，按照这个顺序。 加州大学圣地亚哥分校的工程师、大脑-计算机接口公司Paradromics的首席科学官Vikash Gilja说:“获得这种程度的细节并窥视单个神经元水平上发生的事情是非常酷的。令他印象深刻的是，研究人员不仅可以确定与单词及其类别相对应的神经元，还可以确定单词的说出顺序。 从神经元进行记录比使用成像要快得多；他说，以自然速度理解语言对于未来开发大脑-计算机接口设备的工作非常重要，这种设备可以恢复失去这种能力的人的语言能力。doi::https:///10.1038/d41586-024-02146-6 参考 Jamali，m .等人,《https:///10.1038/s41586-024-07643-2自然》( 2024年)。 文章 谷歌学术 唐，j，勒贝尔，a，贾恩，s和胡特，A. G .自然神经科学。26, 858–866 (2023). 文章 谷歌学术 |
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