Investigadores de la Universidad de Rochester, por primera vez, descifraron y predijeron los patrones de actividad cerebral de los significados de las palabras dentro de las oraciones y predijeron con éxito cuáles serían los patrones cerebrales para las oraciones nuevas.
El estudio utilizó imágenes de resonancia magnética funcional fMRI para medir la activación del cerebro humano. "Utilizando los datos de fMRI, queríamos saber si, dada una oración completa, podemos filtrar cuál es la representación cerebral de una palabra, es decir, paradigamos, ¿podemos dividir la oración en sus componentes de palabras, luego tomar los componentes y predecir cómo se verían en una nueva oración? ”, dijo Andrew Anderson, un investigador que dirigió el estudio como miembro del laboratorio de Rajeev Raizada., profesor asistente de ciencias cognitivas y cerebrales en Rochester.
"Descubrimos que podemos predecir patrones de actividad cerebral, no perfectamente [en promedio 70% correcto], pero significativamente mejor que el azar", dijo Anderson, el estudio se publica en la revista corteza cerebral .
Anderson y sus colegas dicen que el estudio hace avances clave hacia la comprensión de cómo se representa la información en todo el cerebro ". Primero, introdujimos un método para predecir los patrones neuronales de las palabras dentro de las oraciones, que es un problema más complejo de lo que se ha abordadopor estudios previos, que casi todos se han centrado en palabras individuales ", dijo Anderson." Y en segundo lugar, ideamos un enfoque novedoso para mapear las características semánticas de las palabras que luego correlacionamos con patrones de actividad neuronal ".
Encontrar una palabra en una oración
Para predecir los patrones de palabras particulares dentro de oraciones, los investigadores utilizaron un amplio conjunto de oraciones, con muchas palabras compartidas entre ellas. Por ejemplo: "El auto verde cruzó el puente", "La revista estaba en el auto" y"El accidente dañó el automóvil amarillo". Se recopilaron datos de resonancia magnética funcional de 14 participantes mientras leían 240 oraciones en silencio.
"Estimamos la representación de una palabra 'coche', en este caso, tomando el patrón de actividad neuronal asociado con todas las oraciones en las que aparece esa palabra y descomponemos los patrones de actividad cerebral a nivel de oración para construir una estimación de la representaciónde la palabra ", explicó Anderson.
¿Cómo se ve el significado de una palabra?
"El café tiene un color, un olor, puedes beberlo, el café te hace sentir bien, tiene aspectos sensoriales, emocionales y sociales", dijo el autor principal Raizada. "Así que construimos sobre un modelo creado por Jeffrey Binderen el Medical College of Wisconsin, coautor del artículo, y encuestamos a personas para que nos hablaran sobre los aspectos sensoriales, emocionales, sociales y de otro tipo de un conjunto de palabras. Juntos, luego tomamos ese enfoque en una nueva dirección, yendo más allápalabras individuales a oraciones completas. "
El nuevo modelo semántico emplea 65 atributos, como "color", "agradable", "fuerte" y "tiempo". Los participantes de la encuesta calificaron, en una escala de 0 a 6, el grado en que un determinadoEl concepto raíz se asoció con una experiencia en particular. Por ejemplo, "¿Hasta qué punto cree que el 'café' tiene una temperatura característica o definitoria?" En total, se calificaron 242 palabras únicas con cada uno de los 65 atributos.
"La fuerza de asociación de cada palabra y sus atributos nos permitió estimar cómo se representarían sus significados en todo el cerebro usando fMRI", dijo Raizada.
El modelo captura una experiencia más amplia que los modelos semánticos anteriores, dijo Anderson, "lo que facilitó la interpretación de la relación entre el modelo predictivo y los patrones de actividad cerebral".
El equipo pudo entonces recombinar patrones de actividad para palabras individuales, con el fin de predecir patrones cerebrales para oraciones completas construidas a partir de nuevas combinaciones de esas palabras. Por ejemplo, el modelo de computadora podría predecir el patrón cerebral para una oración como, "La familia jugó en la playa", aunque nunca antes había visto esa oración específica. En cambio, solo había visto otras oraciones que contenían esas palabras en diferentes contextos, como "La playa estaba vacía" y "La niña jugófútbol."
Los investigadores dijeron que el estudio abre un nuevo conjunto de preguntas para comprender cómo se representa el significado en el cerebro. "No ahora, no el año que viene, pero este tipo de investigación puede eventualmente ayudar a las personas que tienen problemas para producir el lenguaje, incluidos aquellos quesufren de lesiones cerebrales traumáticas o derrames cerebrales ", dijo Anderson.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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