Neurolingvisztika Mi történik a fejében, amikor beszél - a tudomány spektruma
Neurolingvisztika: Mi történik a fejében, amikor beszél
"Van tízed?" - "Vedd el a kártyát!"
Ez a párbeszéd a jegyautomata előtt könnyen érthető az érintettek számára, nevezzük őket Anne-nek és Peter-nek. Az észlelési és elemzési folyamatok valóságos panoptikuma zajlik a két beszélgetőtárs agyában: Peter azonnal tudja, hogy Anne tíz eurós bankjegyet jelent, nem egy filléres érmét vagy akár egy tizedesjegyet is a bicikli számára. És rájön arra is, hogy a kérdést valójában kihívásnak szánják. Egy egyszerű "igen" irritálta volna Annét - szó nélkül elővette a pénztárcát, elővette a cetlit és továbbadta, de nem. Az a tény, hogy Péter válaszában a „kártya” betéti kártya, pusztán nyelvi szempontból korántsem nyilvánvaló. Jelenthet egy már meglévő jegyet, mozijegyet vagy akár térképet is?
Gondolod, hogy a félreértés "térkép" messze elkapott? Nem, ha számítógépes program vagy! Egy online török nyelvű program fordítja a »Karte« szót »harita« -val a térképhez, a »kart« az EC-kártya helyett. Az egész, törökül fordított párbeszéd a program szerint így hangzik: »Van tizede?« - »Csak vegyen egy térképet!«
Szinte minden nyelvi megnyilatkozás tartalmaz kétértelműségeket, amelyek még a legjobb gépi nyelvi feldolgozó rendszereket is elárasztják. Az idegtudományi módszereknek köszönhetően ma már sokat tudunk arról, hogy mi zajlik az agyban, amikor beszélgetünk, és a kétértelműségek ellenére is ritkán értjük meg egymást.
Az emberi párbeszédeket a beszéd és a hallgatás állandó váltakozása jellemzi. A lehetséges kétértelműségek ellenére a hallgatónak meg kell értenie a beszélőt és meg kell terveznie a válaszát, miközben hallgatja.
A beszélő és a hallgató agyi tevékenysége összekapcsolódik. Nemcsak a bal agyféltekében lévő nyelvi központok mozognak, hanem a jobb agyféltekén kívüli területek nagy területei is.
Előfordul, hogy az agyi aktivitás változásai megelőzik a párbeszédpartner megnyilatkozásának hallgatását - a hallgató gyanítja, hogy a beszélő mit akar mondani. Ez a várakozás lehetővé teszi a folyékony párbeszédet.
Amikor nem vesznek részt politikai beszélgetésen, az emberek általában felváltva beszélgetnek, ritka, apró átfedésekkel. Még ha nem is létezik univerzális nyelvtan, amint azt Noam Chomsky amerikai nyelvész egyszer posztulálta, a beszélgetőpartnerek közötti változás valójában egy univerzálisnak tűnik, amely minden nyelven ugyanúgy működik. Még azok a csecsemők is, akik csak értelmetlen eszközöket gyártanak, például "nananana" vagy "dädä", felváltva "beszélnek" gondozójukkal. Ilyen ál-párbeszédek ismertek a főemlősöknél is.
A felnőtt emberi anyanyelvűek közötti párbeszéd időben jelentősen eltér, de az összes nyelvű szólások általában csak egy-két másodpercig tartanak. Stephen Levinson antropológus, a nijmegeni (hollandiai) Max Planck Pszicholingvisztikai Intézet igazgatója a párbeszédet evolúciós szempontból régi örökségnek tekinti, amely még az összes nyelv szerkezetét is befolyásolja: Mivel mindegyik partner csak rövid ideig van, mielőtt a másik átveszi a hatalmat, Vannak-e egyáltalán olyan mondatok, azaz korlátozott hosszúságú megnyilatkozások, amelyeket teljesnek érzékelünk.
Gyors ütéscsere
Általában az a szünet, amíg a B hangszóró el nem indul, miután A befejezte a beszédet, öt másodpercig tart. De ez valójában túl rövid! Ennyi idő alatt futnak a sprinterek a rajtfegyver elsütése után. A beszéd azonban neurobiológiailag sokkal összetettebb. Az agynak több tervezési időre van szüksége, csak a nyelv és a hangszálak finomhangolásához. A tartalommal kapcsolatban is vannak szempontok: A kísérlet során a reakcióidő, amíg egyetlen szó neuronálisan fel van készülve ahhoz, hogy a tesztelő személy kimondja, legalább 600 milliszekundum - háromszor olyan hosszú, mint egy normál szünet a beszélgetésben.
Amikor Peter Anne kérdésére azt válaszolta, hogy „Vegye ki a kártyát!” Bevezető példánkban természetesen már a mondat elején tudta, hogy mit akar javasolni Annének. Az egész megszólalást már előre megtervezzük, amikor Péter az "N" -t alkotja a nyelvén. Egy rövid mondat esetében a tervezés átlagosan másfél másodpercet vesz igénybe. Ez azt jelenti: Peter akkor kezdi el elkészíteni a válaszát, amikor Anne még be sem fejezte a beszédet.
De hogyan futhat két nyelvi folyamat, a hallgatás és a tervezés, egyszerre? A neurális munkamemória klasszikus modelljei azt feltételezik, hogy agyunk egyszerre csak egyetlen, azonos típusú folyamatot képes feldolgozni. És honnan tudhatod ilyen korán, amit a másik mondani próbál?
A funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) betekintést nyújt az agy működésébe. Ez azt méri, hogy az agy mely részei használnak több oxigént egy adott helyzetben, mint a szokásos körülmények között. A módszer azonban csak alacsony időbeli felbontást biztosít. Ráadásul a magas költségek korlátozzák a vizsgált személyek számát, az adatelemzésnek buktatói vannak, és a mindennapi párbeszédeket nehéz a mágneses rezonancia csőben lefolytatni: csak egy tesztelő fér bele, hangos, és a fülön lévő mobiltelefon sem jön jól össze az erős mágneses terekkel. A szkennerben hosszú ideig csak a megértés elszigetelt részfolyamatait szimulálták, például az egyes szavak vagy mondatok meghallgatását vagy olvasását. Ennek azonban kevés köze van a mindennapi nyelv összetett követelményeihez.
Uri Hasson, a Princetoni Egyetem (USA) laboratóriumában, az Uri Hasson, a Princetoni Egyetem (USA) laboratóriumában közzétett tanulmány áttörést jelentett az életszerű nyelvfeldolgozás elemzésének irányában. . Kaotikus eseményt mesélt egy iskolai bálról. A 15 perces történetet szalagra vették; a szkenner ugyanakkor megmérte Silver agyi aktivitását.
A történetet ezután tizenegy embernek eljátszották a tomográfban. Egy további kontrollkísérlet során a csak angolul beszélő tesztalanyoknak orosz nyelven meséltek el egy történetet annak érdekében, hogy megkülönböztessék a megértést a puszta hallástól. Tehát hallottál valakit beszélni, de nem értett semmit. Az agy azon területei, amelyeket az összes tesztalany az angol történet hallgatása közben mozgatott, de az orosz változatot nem, a megértésnek és nem csupán az akusztikai érzékelésnek vagy az elnyomás érzésének kell a szkennerben foglalkoznia.
A kutatók kevésbé foglalkoztak az agyterületek általános aktivitásával, mint az aktivitás változásainak hasonlóságával a hallgatás ideje alatt. Ehhez a kutatók méréseiket 1,5 másodperces blokkokra osztották. Az eredmények, amelyeket megerősítettek a későbbi kiegészítő vizsgálatok, valamint más laboratóriumok tanulmányai, egyértelműek voltak. Az orosz történelem szívében kevés volt az agyi aktivitás mintázatában. Feltehetően a tesztalanyok nem koncentráltak a hallgatásra, mert úgysem értek semmit. Egészen más az angol történelemmel. Itt szoros zárópont volt a hallgatók agyi tevékenységében - de az összes hallgató és a beszélő között is. A kutatók következtetése: A hallgató agytevékenysége összekapcsolódott a beszélőével.
Ez a kapcsolás nemcsak az agy bal agyféltekéjében található nyelvi központokban, hanem a jobb oldali anatómiai társaikban is bekövetkezett, amelyeknek tulajdonképpen nem tulajdonítottak különösebb szerepet a nyelv feldolgozásában. Azt már korábban is tudták, hogy a jobboldali agykárosodásban szenvedők sima, hibamentes mondatokat készíthetnek, de nehezen értelmezik a mások megszólalásai mögött álló szándékokat. Például egy érintett személynek nehézségei lennének a „Van tízed?” Kérdés értelmezése kérésként. Hasson laboratóriumának kísérletei most azt mutatták, hogy a jobb agyfélteke valójában nagyon sokat foglalkozik a mindennapi nyelv megértésével.
Gondolkodj végig hallgatás közben
Számos területen a hallgató agytevékenysége egy bizonyos távolságban követte a beszélő agytevékenységét. A hallgatóság az előadó fellépése után reagált. De voltak olyan területek is, ahol a hallgató agytevékenysége megelőzte a beszélőét! Hogyan lehetséges ez?
Amikor Anne 9,80 euróért akar jegyet vásárolni, az ötvenes éveit újra kiköpi a jegykiadó automata, és a következővel kezdi: "Did you ...", Peter még nem tudja, hogy "tízeseket" akar mondani. De tudja, hogy a nő kevesebb pénzt akar - legalábbis, ha ő elgondolkodott rajta. Bármit is mond most Anne, elvárásunk értelmében értelmezzük. A "tízes" szónak a pénzről, nevezetesen egy bankjegyről kell szólnia, mert tíz cent kevés hasznát veszi számára, amikor 9,80 eurót fizet. Ha a számítógéppel ellentétben itt a "tízest" azonnal bankjegyként, a "kártyát" pedig bankkártyaként értelmezzük, akkor egy felső szintről ("fentről lefelé") elemezzük az elhangzottakat. A nyelvi jeleknek a jelentést az értelmes tartalom kontextusából adjuk, ahelyett, hogy csak magukra a jelekre orientálódnánk. Azok a gyerekek, akik csak néhány szót ismernek, új szókincset tanulnak. Kísérletében Hasson feltehetően észrevett valamit ebből a várakozási gondolkodásból az agyszövetében, ami elengedhetetlen a kétértelműségek megfelelő megértéséhez és a nyelvtanuláshoz.
Az, hogy a tesztalanyok mennyire értették a bemutatott történetet, valójában az agy szkennerben feltárt prediktív képességének szintjétől függ, amint azt az utólag feltett megértési kérdések feltárták. Először is, a jobb megértés általában a hallgató agytevékenységének erősebb összekapcsolásával társult a beszélőé. De a várakozó agytevékenység még fontosabbnak bizonyult a megértéshez, mint a kapcsolás egésze. A kísérlet így megerősítette: az emberek másodpercek késedelmével képesek megjósolni társuk kommunikációs szándékait.
Az ütések gyors cseréje a párbeszéd során nem csak prediktív képességeket igényel. Két nyelvi folyamat is zajlik egyszerre. A hallgató továbbra is hallgat, amikor megkezdi saját beszédtervezését - ugyanolyan figyelmesen, mint korábban, amint azt az encephalogram mutatja: A hallgatók agya, akik az elméjükben választ készítenek, úgy reagálnak a beszélő által elkövetett hibákra, mint az, aki egyszerűen csak reagál követi az elhangzottakat.
2014-ben Lauren Silbert és munkatársai azt vizsgálták, hogyan sikerül az agynak egyszerre megérteni és megtervezni a nyelvet, összehasonlítva több beszélő agyi tevékenységét egymással, majd szembeállítva őket a hallgatás közben végzett mérésekkel. Ez megkönnyítette a beszéd és a hallgatás közötti különbségek kiszűrését. Az agy egyes területei fontosabbnak bizonyultak a hallgatás során, mint a beszélgetés során. Ezzel szemben más területek csak a beszédben voltak aktívak és nem a megértésben.
A hallgatóknak például nem volt szükségük a motoros kéregre, miközben az egyhangúan visszhangzott a hangszórókkal. A bal alsó homloklebeny Broca területe szintén kihívást jelentett a beszélgetés során, de hallgatáskor csak kisebb mértékben.
Az agyterületek különböző időskálákon gyűjtenek információkat, amint azt Yulia Lerner, Hasson csapatának postdoktora 2011-ben megtudta: Míg a hallókéregben az aktivitás ezredmásodperc tartományban változik, addig más területeken az aktiválási idők mutatnak, amelyek megfelelnek a szavak vagy mondatok hosszának. Az agy egyéb területei sokkal lassabban működnek. Ritmusuk tükrözi egy hallott történet tartalmát. A leglassabb ritmusok magasabb szintű, értelmező agyterületeket mutatnak a tényleges nyelvi központokon kívül. Itt hosszabb ideig rögzítik a tartalom átfogó felfogását, függetlenül attól, hogy az információ eredetileg milyen nyelvi formával rendelkezik.
Ezt a Hasson laboratóriumában végzett további kísérletek is megerősítették: Amikor az amerikaiak egy történetet hallottak angolul, az oroszok pedig ugyanazt az orosz nyelven, akkor a magasabb szintű területeken minden hallgató agytevékenysége időbeli összefüggést mutatott, bár az eredeti hangjelzés teljes mértékben az egyes csoportokban található különböző nyelveknek volt köszönhető. másképp nézett ki.
Nyelv segítségével gondolatokat közvetítünk. De a megértés legmagasabb szintjén agyunk beszédmentesen működik. A munkamemóriánkat ezért nem terheli le az a tény, hogy a jelenlegi helyzetet egyszerre tartjuk aktívnak (jegyvásárlás), integráljuk a folyamat során felmerülő információkat (a gép nem fogad el 50 euró bankjegyet) és ötleteket (EK-kártyával történő fizetés), és ebben az összefüggésben megfelelőeket. Feldolgozza és elkészíti a nyilatkozatokat. Csak akkor válik bonyolulttá, ha a jegyek megvásárlásával egy időben beszélgetni akartunk a politikáról. Ekkor valószínűleg az egyik vagy a másik koncentrációja szenved.
Mi történik, ha az A hangszóró kimondása eltér attól, amit B várt? Például, amikor Anne azt kérdezi: "Van valami ötlete, hol van a betéti kártyám?", Peternek át kell alakítania a válaszát. Szüksége van-e neki a teljes tervezési időre egy-két másodpercre, mielőtt beszélni kezdene? Inkább nem. A legtöbb ember kerüli a szünetet. Inkább kinyitják a szájukat, és olyan automatizált töltőszavakat vagy hangokat ejtenek, mint a "Jó, nos, uh ...", miközben gondolkodnak azon, mit mondanak. Ha tartalmi vagy nyelvi szempontból is igényesebbé válik, akkor a kitöltő szavak és a késések a monológokban is növekednek. Aztán vannak olyan hibák is, mint például a kiejtésben (csavart szótagok, dadogás), a nyelvtanban (rossz esetek) vagy a tartalomban (zavaros kimondások). Ha hosszú ideig beszélgetünk egymás után, akkor állandóan beszélnünk és egyszerre kell terveznünk. Nyilvánvaló, hogy a hallgatás és a tervezés nem nehezebb, mint a beszéd és a tervezés. Az agyunk fel van szerelve a természetes nyelvhasználat mindkét változatára. De ehhez teljes sebességgel működik, és elérheti a határait.
Agygyakorlat a laboratóriumban
Míg Uri Hasson princetoni laboratóriuma reális nyelven próbálta elősegíteni a neurolingvisztikát, Ivan Toni hollandiai Nijmegenben működő képalkotó laboratóriumában az idegtudósok egy csoportja éppen az ellenkezőjét követte. Nyelvmentes kísérleti elrendezéssel próbálták felkutatni az emberi kommunikációs készségek neurobiológiai alapjait. Agyjáték-játékban két tesztalany - nevezzük őket ismét Anne-nek és Peternek - egy mozdulattal egy darabot mozgatnak a számítógép képernyőjén a kiindulási helyzetből a célhelyzetbe. A trükk: csak Anne láthatja a képernyőn, hova kell tolni Peter kövét. Mivel a játékosok nem láthatják és nem is beszélhetnek egymással, Anne-nek a saját jelzőjével kell jeleznie a játékostársának, hova kell tenni Peter kövét. Kövét azonban csak a saját célpozíciójában teheti le. Ugyanakkor nyomokat adhat Peternek azon az úton, amelyen követi a kövét.
A nem verbális kommunikáció során végzett agyi aktivitás tesztelésére nijmegeni kutatók fejlett játékot fejlesztettek ki a tesztalany párok számára. Mindkét játékos a képernyőn kilenc mezőből álló játéktáblát lát. A feladat az, hogy öt másodpercen belül manőverezzen saját játékdarabot egy játékvezérlő segítségével a középponttól az adott pozícióig. Csak a feladó látja a két célhelyzetet, a vevő nem. A feladónak most világossá kell tennie a címzett számára azáltal, hogy elmozdítja kőjét (sárga kör), ahol a kője (kék téglalap) található. Ezt például úgy érheti el, hogy előre-hátra mozog a vevő célpozíciójában.
A nijmegeni csapat kommunikációs feladata nagyon különbözik a princetoni kutatókétól. Anne-nek ezen el kell gondolkodnia: Milyen mozdulatokkal érthetem el Pétert a célállásával? Peternek pedig el kell gondolkodnia rajta: mit ért Anne ezen?
De a holland tudósok pontosan itt látják a nyelvvel való párhuzamot: Néha több szó is ugyanazt jelenti ("bank" vagy "pénzintézet"), és egy szónak különböző jelentése lehet ("bank" ülésre vagy pénzre). A játéktábla-kísérlet nagymértékben eltúlozta ezt a kommunikációs bizonytalanságot.
A Hasson laboratóriumában végzett nyelvkísérletek eredményeivel ellentétben ez a nem verbális kommunikációs feladat csak a jobb agyféltekét érintette. Különösen a jobb temporális lebeny és az elülső frontális lebeny területei fogyasztottak több energiát, mint kontroll körülmények között kommunikáció nélkül.
A megértés székhelye
Már tudjuk azt a tézist, miszerint a jobb agyfélteke elemzi a másik ember jelzései mögötti szándékot. A jobb agyfélteke azonban nemcsak a címzetteket, hanem a kommunikáció feladóit is megmozgatta. Ezenkívül Arjen Stolk doktorandusz a nijmegeni csapatból, a mai Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen, 2013-ban a magnetoencephalográfia segítségével megfigyelte, hogy az agyi aktivitás röviddel azelőtt növekedett, hogy új feladatot is kitűztek volna.
Stolk és munkatársai ezután két különböző kommunikációs feladatot hasonlítottak össze: A tesztalanyoknak vagy új jelzéssel kellett előállniuk, például a darab bizonyos mozgásával, vagy vissza tudtak esni egy már gyakoroltra.
A jobb felső időbeli görbület a megértés székhelyének bizonyult. Az aktivitás itt nagy volt, amikor a teszt résztvevőinek ismert feladatokat mutattak be, és hibák nélkül tudtak kommunikálni egymással. Ha viszont a tesztalanyoknak új jeleket kellett kitalálniuk, akkor az agyterület aktivitása kezdetben alacsony maradt - a játékospároknak problémái voltak az egymással való kommunikációval. De a fordulók során egyre jobban működött. Anne láthatta, hogy Peter hogyan értelmezi a jelzéseit, és a következő alkalommal ennek megfelelően állítja be őket. És a megértés fokozódásával a jobb felső időbeli görbület aktivitása is vizsgálati fordulónként nőtt.