Το πείραμα που χαρτογραφεί το νόημα των λέξεων στον εγκέφαλο

Όταν ακούμε μια λέξη, ο ακουστικός φλοιός του εγκεφάλου επεξεργάζεται το σήμα που στέλνουν τα αφτιά και το διαβιβάζει στον προμετωπιαίο λοβό για ερμηνεία. Εκεί, η σημασιολογία αποθηκεύεται σε κυκλώματα νευρώνων, τα οποία αποκαλύπτονται τώρα σε μεγαλύτερη λεπτομέρεια.

Προηγούμενες προσπάθειες να χαρτογραφηθούν τα νοήματα στον εγκέφαλο βασίζονταν σε μια παραλλαγή της μαγνητικής τομογραφίας που μετρά τοπικές αυξήσεις της αιμάτωσης, μια έμμεση ένδειξη διέγερσης των νευρώνων.

Μια νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο Nature, προσφέρει τις πρώτες άμεσες μετρήσεις χάρη σε δέκα ασθενείς που υποβλήθηκαν σε χειρουργικές επεμβάσεις για την αντιμετώπιση της επιληψίας.

Προκειμένου να εντοπιστεί η περιοχή που προκαλεί τις επιληπτικές κρίσεις, οι χειρουργοί τοποθέτησαν ηλεκτρόδια που κατέγραφαν τη δραστηριότητα περίπου 300 νευρώνων του προμετωπιαίου λοβού.

Την ώρα της επέμβασης οι ασθενείς κλήθηκαν να ακούσουν ηχογραφημένες φράσεις με συνολικά 450 λέξεις, ενώ τα ηλεκτρόδια κατέγραφαν ποιοι νευρώνες ενεργοποιούνταν.

Η ανάλυση έδειξε ότι, σε όλους τους ασθενείς, κάθε λέξη ενεργοποιεί έναν μικρό αριθμό νευρώνων. Κάθε τέτοιο κύκλωμα επικαλύπτεται με τα κυκλώματα άλλων νοημάτων της ίδιας κατηγορίας, πχ στις λέξεις «ποντικός» και «αρουραίος».

Επιπλέον, το ίδιο συμβαίνει λέξεις που συνδέονται έμμεσα, όπως «πάπια» και «αβγό», οι οποίες επίσης ενεργοποιούν κάποιους κοινούς νευρώνες.

Αντίθετα, ο προμετωπιαίος λοβός δεν μοιάζει να δίνει σημασία στην ομοιότητα των ήχων. Για παράδειγμα, η λέξη «ιός» ενεργοποιεί διαφορετικούς νευρώνες από το «υιός».

Παρόλο που η μελέτη περιορίστηκε σε ένα απειροελάχιστο τμήμα ενός συστήματος με δισεκατομμύρια νευρώνες, λένε οι ερευνητές, τα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ανάπτυξη αλγορίθμων που διαβάζουν τις λέξεις στον εγκέφαλο και δίνουν φωνή σε ασθενείς που έχουν χάσει την ικανότητα ομιλίας.