Mappa cerebrale ultra dettagliata mostra i neuroni che codificano il significato delle parole

Roma  – Creata una mappa ad altissima risoluzione dei neuroni che codificano il significato di varie parole. I risultati, riportati su Nature, suggeriscono che, in tutti gli individui, il cervello utilizza le stesse categorie standard per classificare le parole, permettendo la conversione da suono a senso. “Lo studio si basa solo su parole in inglese, ma compie un passo avanti nel percorso per capire come il cervello immagazzina le parole nella sua biblioteca linguistica”, ha affermato Ziv Williams, neurochirurgo del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge. Mappando i set sovrapposti di cellule cerebrali che rispondono a varie parole possiamo provare a iniziare a costruire un thesaurus di significato”, ha continuato Williams. L’area cerebrale, chiamata corteccia uditiva, elabora il suono di una parola quando entra nell’orecchio. Ma, è la corteccia prefrontale del cervello, una regione in cui ha luogo un’attività cerebrale di ordine superiore, che elabora il “significato semantico” di una parola, ovvero la sua essenza o sostanza. Ricerche precedenti hanno studiato questo processo analizzando le immagini del flusso sanguigno nel cervello, che è un indicatore dell’attività cerebrale. Questo metodo ha permesso ai ricercatori di mappare il significato delle parole in piccole regioni del cervello. Ora, Williams e i suoi colleghi hanno trovato un’opportunità unica per osservare come i singoli neuroni codificano il linguaggio in tempo reale. Il suo gruppo ha reclutato dieci persone in procinto di sottoporsi a un intervento chirurgico per l’epilessia, a ciascuna delle quali erano stati impiantati degli elettrodi nel cervello per determinare la fonte delle crisi. Gli elettrodi hanno permesso ai ricercatori di registrare l’attività di circa 300 neuroni nella corteccia prefrontale di ogni persona. Mentre i partecipanti ascoltavano più frasi brevi, per un totale di circa 450 parole, gli scienziati hanno registrato quali neuroni si attivavano e quando. Williams ha spiegato che per ogni parola si accendevano circa due o tre neuroni distinti, anche se sottolinea che il gruppo di ricerca ha registrato solo l’attività di una piccola frazione dei miliardi di neuroni della corteccia prefrontale. I ricercatori hanno poi esaminato la somiglianza tra le parole che attivavano la stessa attività neuronale. Le parole a cui lo stesso gruppo di neuroni rispondeva rientravano in categorie simili, come azioni o parole associate a persone. La squadra di ricerca ha anche scoperto che parole che il cervello potrebbe associare l’una all’altra, come “anatra” e “uovo”, hanno attivato alcuni degli stessi neuroni. Parole con significati simili, come “topo” e “ratto”, hanno innescato schemi di attività neuronale più simili rispetto a quelli innescati da “topo” e “carota”. Altri gruppi di neuroni hanno risposto a parole associate a concetti più astratti: parole relazionali come “sopra” e “dietro”, per esempio. “Le categorie che il cervello assegna alle parole erano simili tra i partecipanti, il che suggerisce che i cervelli umani raggruppano i significati nello stesso modo”, ha detto Williams. I neuroni della corteccia prefrontale non distinguevano le parole in base al loro suono, ma solo al loro significato. Quando una persona sentiva la parola “figlio” in una frase, per esempio, si accendevano le parole associate ai membri della famiglia. Ma, questi neuroni non rispondevano a “Sole” in una frase, nonostante queste parole abbiano un suono identico. In un certo senso, i ricercatori sono stati in grado di determinare ciò che le persone sentivano osservando i loro neuroni accendersi. Sebbene non siano riusciti a ricreare frasi esatte, sono riusciti a capire, per esempio, che una frase conteneva un animale, un’azione e un cibo, in quest’ordine. “Ottenere questo livello di dettaglio e dare un’occhiata a ciò che accade a livello di singolo neurone è piuttosto interessante”, ha dchiarato Vikash Gilja, ingegnere dell’Università della California San Diego e responsabile scientifico dell’azienda di interfacce cervello-computer Paradromics. “La registrazione dei neuroni è molto più veloce rispetto all’uso delle immagini; la comprensione del linguaggio alla sua velocità naturale sarà importante per il futuro lavoro di sviluppo di dispositivi di interfaccia cervello-computer che restituiscano il linguaggio alle persone che hanno perso questa capacità, ha concluso Gilja. (30Science.com)