Neurolingvistică Ce se întâmplă în cap când vorbești - spectrul științei

Neurolingvistică: Ce se întâmplă în capul tău când vorbești

„Ai un zece?” - „Ia cardul!”

Acest dialog în fața unei mașini de bilete este ușor de înțeles pentru cei implicați, să le numim Anne și Peter. Un veritabil panopticon al proceselor de percepție și analiză are loc în creierul celor doi interlocutori: Peter știe imediat că Anne înseamnă o bancnotă de zece euro, nu o monedă de zece euro sau chiar o cheie zecimală pentru bicicletă. Și, de asemenea, își dă seama că întrebarea este de fapt menită ca o cerere. Un simplu „da” l-ar fi iritat pe Anne - fără un cuvânt, scoțând portofelul, scoțând nota și dând-o mai departe, dar nu. Faptul că „cardul” din răspunsul lui Peter este un card de debit nu devine inițial clar în termeni pur lingvistici. Ar putea însemna și un bilet deja existent, un bilet la cinema sau chiar o hartă?

Credeți că „harta” de neînțelegere este îndepărtată? Nu dacă sunteți un program de calculator! Un program online pentru turcă traduce »Karte« cu »harita« pentru hartă în loc de »kart« pentru cardul EC. Întregul dialog, tradus înapoi din limba turcă, citește în funcție de program: "Ai o zecime?" - "Ia o hartă!"

Aproape fiecare enunț lingvistic conține ambiguități care copleșesc chiar și cele mai bune sisteme de procesare a limbajului mașinii. Datorită metodelor neuroștiințifice, acum știm multe despre ceea ce se întâmplă în creier când vorbim și rareori ne înțelegem greșit în ciuda ambiguităților.

Dialogurile umane se caracterizează printr-o alternanță constantă între vorbire și ascultare. În ciuda posibilelor ambiguități, ascultătorul trebuie să înțeleagă vorbitorul și să-și planifice răspunsul în timp ce ascultă.

Activitățile cerebrale ale vorbitorului și ale ascultătorului sunt cuplate. Nu numai că centrele lingvistice din emisfera stângă se mișcă, ci și suprafețe mari de zone non-lingvistice din emisfera dreaptă.

Ocazional, schimbările în activitatea creierului în timp ce ascultă rostirea partenerului de dialog precedă - ascultătorul suspectează ce vorbește vorbitorul. Această anticipare permite un dialog fluid.

Când nu participă la emisiuni de discuții politice, oamenii se alternează de obicei în conversații, cu suprapuneri rare, minuscule. Chiar dacă nu există o gramatică universală, așa cum postulase lingvistul american Noam Chomsky, schimbarea dintre partenerii de conversație pare să fie de fapt un universal care funcționează la fel în toate limbile. Chiar și sugarii care produc doar obiecte fără sens, cum ar fi „nananana” sau „dädä”, se alternează „vorbind” cu îngrijitorul lor. Astfel de pseudo-dialoguri sunt cunoscute și la primatele neumane.

Dialogul între vorbitorii umani adulți variază considerabil în timp, dar enunțurile în toate limbile durează de obicei doar o secundă sau două. Antropologul Stephen Levinson, director la Institutul de psiholingvistică Max Planck din Nijmegen (Olanda), consideră că dialogul este o moștenire veche din punct de vedere evolutiv care influențează chiar și structura tuturor limbilor: Deoarece fiecare partener este doar pentru scurt timp Există vreo propoziție, adică enunțuri de lungime limitată care sunt percepute ca fiind complete.

Schimb rapid de lovituri

De obicei, pauza până când difuzorul B pornește după ce A a terminat vorbirea durează o cincime de secundă. Dar asta este de fapt prea scurt! Cam atât durează sprinterii să alerge după ce arma de pornire a fost trasă. Cu toate acestea, vorbirea este mult mai complexă din punct de vedere neurobiologic. Creierul are nevoie de mai mult timp de planificare doar pentru a regla limba și corzile vocale. Există, de asemenea, considerații privind conținutul: În experiment, timpul de reacție până când un singur cuvânt este pregătit neuronal pentru ca subiectul testului să poată pronunța este de cel puțin 600 de milisecunde - de trei ori mai lung decât o pauză normală în conversație.

Când Peter răspunde la întrebarea Annei cu „Ia cardul!” În exemplul nostru introductiv, el desigur știe deja la începutul propoziției ce îi va sugera Annei. Întreaga enunțare este deja planificată în avans atunci când Petru își formează „N” pe limbă. Pentru o propoziție scurtă, planificarea durează în medie o secundă și jumătate. Asta înseamnă: Peter începe să-și pregătească răspunsul când Anne nici măcar nu a terminat de vorbit.

Dar cum pot funcționa simultan două procese lingvistice, ascultarea și planificarea? Modelele clasice ale memoriei neuronale de lucru presupun că creierul nostru nu poate procesa decât un singur proces de același tip odată. Și de unde știi atât de devreme ce încearcă să spună cealaltă persoană?

Imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (RMN) oferă o perspectivă asupra modului în care funcționează creierul. Aceasta măsoară care părți ale creierului utilizează mai mult oxigen într-o anumită situație decât în condiții standard. Cu toate acestea, metoda oferă doar o rezoluție temporală scăzută. În plus, costurile ridicate limitează numărul de persoane testate, analiza datelor are capcane, iar dialogurile zilnice sunt dificil de realizat în tubul de rezonanță magnetică: doar o persoană de testare se potrivește, este puternică și un telefon mobil pe ureche nu se înțelege bine cu câmpurile magnetice puternice. Pentru o lungă perioadă de timp, în scaner au fost simulate numai subprocese izolate de înțelegere, cum ar fi ascultarea sau citirea de cuvinte sau propoziții individuale. Totuși, acest lucru nu prea are legătură cu cerințele complexe ale limbajului de zi cu zi.

Un studiu publicat în laboratorul psiholingvistului Uri Hasson de la Universitatea Princeton (SUA) în laboratorul psiholingvistului Uri Hasson de la Universitatea Princeton (SUA) a reprezentat o descoperire în direcția analizei procesării limbajului realist . Ea a povestit un incident haotic despre o minge de la școală. Povestea de 15 minute a fost înregistrată; în același timp, scanerul a măsurat activitatea creierului lui Silver.

Povestea a fost apoi jucată pentru unsprezece oameni în tomograf. Într-un experiment de control suplimentar, subiecților de testare care vorbeau doar engleza li s-a spus o poveste în limba rusă pentru a diferenția înțelegerea de simpla audiere. Deci ai auzit pe cineva vorbind, dar nu ai înțeles nimic. Zonele creierului pe care toți subiecții testați le-au mutat în timp ce auzeau povestea în limba engleză, dar nu cu versiunea rusă, ar trebui să fie preocupate de înțelegere și nu doar de percepția acustică sau sentimentele de opresiune din scaner.

Cercetătorii au fost mai puțin preocupați de activitatea generală a zonelor creierului decât de similitudinile schimbărilor de activitate în timpul ascultării. Pentru a face acest lucru, cercetătorii și-au împărțit măsurătorile în blocuri de 1,5 secunde. Rezultatele, confirmate în testele suplimentare ulterioare, precum și în studiile altor laboratoare, au fost clare. Inimile istoriei rusești au arătat puțin în comun în tiparele lor de activitate cerebrală. Probabil că subiecții testului nu s-au concentrat pe ascultare pentru că oricum nu înțelegeau nimic. Destul de diferit cu istoria engleză. Aici a existat un pas strâns în activitatea creierului ascultătorilor - dar și între toți ascultătorii și vorbitor. Concluzia cercetătorilor: activitatea cerebrală a ascultătorului a fost legată de cea a vorbitorului.

Această cuplare nu a apărut numai în centrele de vorbire din emisfera stângă a creierului, ci și în omologii anatomici din dreapta, cărora nu li s-a atribuit un rol special în procesarea vorbirii. Se știa deja că persoanele cu leziuni cerebrale pe partea dreaptă pot produce propoziții netede, fără erori, dar le este greu să interpreteze intențiile din spatele altor cuvinte. De exemplu, o persoană afectată ar avea dificultăți în interpretarea întrebării „Aveți un zece?” Ca cerere. Experimentele din laboratorul lui Hasson au dovedit acum că emisfera dreaptă este de fapt foarte implicată în înțelegerea limbajului cotidian.

Gândește-te la ascultare

În multe zone, activitatea cerebrală a ascultătorului a urmat-o pe cea a vorbitorului la o anumită distanță. Publicul a reacționat după ce oratorul a acționat. Dar au existat și domenii în care activitatea cerebrală a ascultătorului era înaintea celei a vorbitorului! Cum este posibil?

Când Anne vrea să cumpere un bilet de 9,80 euro, cincizeci de ani sunt scuipate din nou de automatul de bilete și începe cu „Ai făcut-o ...”, Peter nu știe încă că este pe cale să spună „zeci”. Dar el știe că ea vrea mai puțini bani - cel puțin dacă s-a gândit ceva. Orice spune Anne acum, interpretăm în sensul așteptărilor noastre. Cuvântul „zeci” trebuie să fie bani, și anume un bilet, deoarece zece cenți îi sunt de puțin folos atunci când plătesc 9,80 euro. Dacă, spre deosebire de un computer, interpretăm imediat „zeci” aici ca o bancnotă și „cardul” ca un card de debit, analizăm ceea ce se spune de la un nivel superior („de sus în jos”). Atribuim semnificația semnelor lingvistice din contextul conținutului care are sens, în loc să ne orientăm doar asupra semnelor în sine. Copiii care știu doar câteva cuvinte învață vocabular nou. În experimentul său, Hasson probabil a observat ceva din această gândire anticipativă în țesutul cerebral, care este esențial pentru a înțelege corect ambiguitățile și pentru a putea învăța limba.

Cât de bine au înțeles subiecții testului povestea prezentată a depins de fapt de nivelul capacității predictive a creierului dezvăluit în scaner, așa cum au dezvăluit întrebările de înțelegere puse ulterior. În primul rând, o mai bună înțelegere a fost în general asociată cu o cuplare mai puternică a activității creierului ascultătorului cu cea a vorbitorului. Dar activitatea anticipativă a creierului sa dovedit a fi chiar mai importantă pentru înțelegere decât cuplarea în ansamblu. Experimentul astfel confirmat: oamenii pot prezice intențiile de comunicare ale omologului lor cu o întârziere de câteva secunde.

Schimbul rapid de lovituri în dialog nu necesită doar abilități predictive. Două procese lingvistice au loc, de asemenea, în același timp. Un ascultător continuă să asculte când își începe propria planificare a vorbirii - la fel de atent ca înainte, așa cum arată encefalograma: creierul ascultătorilor care pregătesc un răspuns în mintea lor reacționează la greșelile făcute de vorbitor la fel ca cineva care reacționează pur și simplu urmează cele spuse.

În 2014, Lauren Silbert și colegii ei au investigat modul în care creierul reușește să înțeleagă și să planifice limbajul în același timp, comparând activitățile creierului mai multor vorbitori între ele și apoi contrastându-le cu măsurătorile luate în timp ce ascultă. Acest lucru a facilitat filtrarea diferențelor dintre vorbire și ascultare. Unele zone ale creierului s-au dovedit a fi mai importante atunci când ascultăm decât atunci când vorbim. În schimb, alte domenii erau active doar în vorbire și nu în înțelegere.

Ascultătorii nu aveau nevoie de cortexul motor, de exemplu, în timp ce acesta a rezonat la unison cu difuzoarele. Zona Broca din lobul frontal inferior stâng a fost, de asemenea, provocată atunci când vorbeai, dar numai într-o mică măsură când ascultați.

Zonele cerebrale colectează informații pe diferite scale de timp, după cum a aflat Yulia Lerner, postdoctor în echipa lui Hasson în 2011: În timp ce activitatea din cortexul auditiv se modifică în intervalul de milisecunde, alte zone prezintă timpi de activare care corespund lungimii cuvintelor sau propozițiilor. Alte zone ale creierului funcționează mult mai încet. Ritmul lor reflectă conținutul unei povești care a fost auzită. Cele mai lente ritmuri prezintă zone cerebrale interpretative la nivel superior, în afara centrelor limbajului propriu-zis. Aici se înregistrează o concepție cuprinzătoare a conținutului pentru o perioadă mai lungă, indiferent de forma lingvistică pe care informația o avea inițial.

Acest lucru a fost confirmat și în alte experimente din laboratorul lui Hasson: când americanii au auzit o poveste în engleză și rușii au auzit aceeași poveste în limba rusă, activitatea creierului tuturor ascultătorilor din zonele de nivel superior a fost legată temporar, deși semnalul acustic original s-a datorat complet diferitelor limbi din fiecare grup. arăta altfel.

Folosim limbajul pentru a transmite gânduri. Dar la cel mai înalt nivel de înțelegere, creierul nostru funcționează fără vorbire. Prin urmare, memoria noastră de lucru nu este copleșită prin păstrarea activă a unei situații actuale în același timp (achiziționarea biletelor), încorporarea informațiilor care apar în cursul procesului (mașina nu acceptă bancnote de 50 de euro) și idei (plata cu un card EC) și, în acest context, adecvate Procesați și pregătiți declarații. Devine dificil doar dacă dorim să purtăm o conversație despre politică în același timp cu cumpărarea biletelor. Apoi, concentrarea pe una sau alta este probabil să sufere.

Ce se întâmplă dacă rostirea vorbitorului A se termină diferit de ceea ce se aștepta B? De exemplu, când Anne întreabă: „Ai idee unde este cardul meu de debit?”, Peter trebuie să-și reproiecteze răspunsul. Are acum nevoie de tot timpul de planificare de una sau două secunde înainte de a începe să vorbească? Mai degrabă nu. Majoritatea oamenilor evită să ia o pauză. Ar prefera să deschidă gura și să pronunțe cuvinte sau voci de completare automate precum „Bine, bine, uh ...” în timp ce se gândesc la ce să spună. Dacă devine mai solicitant în ceea ce privește conținutul sau limbajul, cuvintele de completare și întârzierile chiar și în monologuri cresc. Apoi, există și greșeli, cum ar fi în pronunție (silabe răsucite, bâlbâială), în gramatică (cazuri greșite) sau în conținut (enunțuri confuze). Dacă vorbim mult timp la rând, trebuie să vorbim constant și să planificăm în același timp. Evident, ascultarea și planificarea nu sunt mai dificile decât vorbirea și planificarea. Creierul nostru este echipat pentru ambele variante de utilizare a limbajului natural. Dar funcționează la viteză maximă pentru acest lucru și își poate atinge limitele.

Antrenamentul creierului în laborator

În timp ce laboratorul lui Uri Hasson din Princeton încerca să avanseze neurolingvistica cu un limbaj din viața reală, un grup de neurologi din laboratorul de imagistică al lui Ivan Toni din Nijmegen din Olanda a adoptat abordarea opusă. Au încercat să depisteze bazele neurobiologice ale abilităților de comunicare umană cu un aranjament de experiment fără limbaj. Într-un joc de creier, doi subiecți de testare - să le numim din nou Anne și Peter - ar trebui să mute o piesă pe ecranul computerului dintr-o poziție de pornire într-o poziție țintă într-o singură mișcare. Trucul: doar Anne poate vedea pe ecranul ei unde ar trebui împinsă piatra lui Peter. Întrucât jucătorii nu se pot vedea nici între ei și nici nu se pot vorbi, Anne trebuie să-și folosească propriul jeton pentru a-i face semne coechipierului ei unde Peter ar trebui să-și pună piatra. Cu toate acestea, ea poate așeza piatra doar în poziția ei țintă. Cu toate acestea, ea îi poate oferi lui Peter indicii prin calea pe care o ia cu piatra.

Pentru a testa activitatea creierului în timpul comunicării non-verbale, cercetătorii din Nijmegen au dezvoltat un joc mental pentru perechile de subiecți testați. Ambii jucători văd un ecran de joc format din nouă câmpuri. Sarcina este de a vă manevra propria piesă în decurs de cinci secunde folosind un controler de joc din centru în poziția dată. Numai expeditorul vede cele două poziții țintă, nu receptorul. Expeditorul ar trebui acum să-i facă clar destinatarului mișcându-și piesa (cercul galben) unde îi aparține piesa (dreptunghiul albastru). El poate realiza acest lucru, de exemplu, deplasându-se înainte și înapoi în poziția țintă a receptorului.

Sarcina de comunicare a echipei din Nijmegen arată foarte diferită de cea a cercetătorilor din Princeton. Anne trebuie să se gândească la asta: Ce mișcări pot folosi pentru a-l face pe Peter să înțeleagă poziția sa țintă? Și Peter trebuie să se gândească la asta: ce înseamnă Anne prin asta?

Dar tocmai aici oamenii de știință olandezi văd o paralelă cu limbajul: Uneori mai multe cuvinte reprezintă același lucru („bancă” sau „instituție financiară”) și un cuvânt poate avea semnificații diferite („bancă” pentru a sta sau pentru bani). Experimentul de joc a exagerat mult această sursă de incertitudine comunicativă.

Spre deosebire de rezultatele experimentelor lingvistice din laboratorul lui Hasson, această sarcină de comunicare non-verbală a implicat doar emisfera dreaptă. În special, zonele lobului temporal drept și ale lobului frontal anterior au consumat mai multă energie decât în condiții de control fără comunicare.

Scaunul înțelegerii

Știm deja teza conform căreia emisfera dreaptă analizează intenția din spatele semnalelor celeilalte persoane. Cu toate acestea, emisfera dreaptă nu s-a deplasat doar cu destinatarii, ci și cu expeditorii comunicării. În plus, doctorandul Arjen Stolk din echipa din Nijmegen, astăzi la Universitatea din California la Berkeley, a observat folosind magnetoencefalografia în 2013 că activitatea creierului a crescut cu puțin timp înainte de a fi stabilită o nouă sarcină.

Stolk și colegii săi au comparat apoi două sarcini de comunicare diferite: subiecții testului fie au trebuit să vină cu un nou semnal, cum ar fi o anumită mișcare a piesei, fie ar putea să cadă pe unul deja practicat.

Curbura temporală superioară dreaptă s-a dovedit a fi sediul înțelegerii. Activitatea a fost ridicată aici, atunci când participanților la test li s-au prezentat sarcini familiare și au reușit să comunice între ei fără erori. Dacă, pe de altă parte, subiecții testați trebuiau să inventeze noi semnale, activitatea zonei creierului a rămas inițial scăzută - perechile de jucători au avut probleme de comunicare între ele. Dar pe parcursul rundelor a funcționat din ce în ce mai bine. Anne putea vedea cum Peter îi interpreta semnalele și le ajusta în consecință data viitoare. Și odată cu înțelegerea crescândă, activitatea din curbura temporală superioară dreaptă a crescut, de asemenea, de la runda de test la runda de test.