Neurolingvistika Čo sa stane v hlave, keď hovoríte - spektrum vedy
Neurolingvistika: Čo sa stane vo vašej hlave, keď hovoríte
„Máte desiatu?“ - „Vezmite si kartu!“
Tento dialóg pred automatom na lístky je pre zúčastnených ľahko pochopiteľný, nazvime ich Anne a Peter. Skutočné panoptikum procesov vnímania a analýzy sa odohráva v mozgu oboch účastníkov rozhovoru: Peter okamžite vie, že Anne znamená desaťeurovú bankovku, nie desatinnú mincu alebo dokonca desatinný kľúč pre bicykel. A tiež si uvedomuje, že táto otázka je v skutočnosti myslená ako výzva. Jednoduché „áno“ by Anne podráždilo - bez slova by vytiahlo peňaženku, vytiahlo bankovku a dalo ju ďalej, ale nie. Skutočnosť, že „karta“ v Petrovej odpovedi je debetná karta, nie je v žiadnom prípade zrejmá z čisto jazykového hľadiska. Môže to znamenať aj už existujúci lístok, lístok do kina alebo dokonca mapu?
Myslíte si, že nedorozumená „mapa“ je pritiahnutá za vlasy? Nie, ak ste počítačový program! Online program pre turečtinu prekladá »Karte« s »harita« pre mapu namiesto »kart« pre kartu EC. Celý dialóg preložený späť z turečtiny znie podľa programu: »Máte vôbec desiatu?« - »Stačí si vziať mapu!«
Takmer každý lingvistický výrok obsahuje nejasnosti, ktoré ohromia aj tie najlepšie systémy na spracovanie strojového jazyka. Vďaka neurovedeckým metódam teraz vieme veľa o tom, čo sa deje v mozgu, keď hovoríme, a napriek nejasnostiam si navzájom zriedka rozumieme nesprávne.
Pre ľudské dialógy je charakteristické neustále striedanie hovorenia a počúvania. Napriek možným nejasnostiam musí poslucháč porozumieť rečníkovi a naplánovať jeho reakciu pri počúvaní.
Mozgové aktivity rečníka a poslucháča sú spojené. Pohybujú sa nielen jazykové centrá na ľavej hemisfére, ale aj veľké oblasti nejazykových oblastí na pravej hemisfére.
Príležitostne predchádzajú zmeny v mozgovej aktivite pri počúvaní dialógu partnera - poslucháč má podozrenie, čo sa rečník chystá povedať. Toto očakávanie umožňuje plynulý dialóg.
Ak nie sú na politických talkshow, ľudia sa pri rozhovoroch zvyčajne striedajú a vyskytujú sa len zriedka. Aj keď neexistuje univerzálna gramatika, ako to kedysi predpokladal americký lingvista Noam Chomsky, zmena medzi účastníkmi sa v skutočnosti javí ako univerzálna, ktorá funguje rovnako vo všetkých jazykoch. Aj deti, ktoré vyrábajú iba nezmyselné pomôcky ako »nananana« alebo »dädä«, sa striedajú »pri rozhovore« so svojím opatrovateľom. Takéto pseudodialógy sú známe aj u primátov (okrem človeka).
Dialóg medzi ľuďmi hovoriacimi dospelými ľuďmi sa časovo výrazne líši, ale prejavy vo všetkých jazykoch zvyčajne trvajú iba sekundu alebo dve. Antropológ Stephen Levinson, riaditeľ Inštitútu Maxa Plancka pre psycholingvistiku v Nijmegene (Holandsko), považuje dialóg za evolučne staré dedičstvo, ktoré dokonca ovplyvňuje štruktúru všetkých jazykov: Pretože každý partner je len krátko predtým, ako ho prevezme druhý, Existujú vôbec vety, teda výroky obmedzenej dĺžky, ktoré sú vnímané ako úplné.
Rýchla výmena úderov
Pauza, kým sa reproduktor B nespustí po tom, čo A dohovorí, trvá pätinu sekundy. Ale to je v skutočnosti príliš krátke! To je to, koľko trvá šprintérom, kým prebehnú po vystrelení zo štartovacej pištole. Hovorenie je však neurobiologicky oveľa zložitejšie. Mozog potrebuje viac času na plánovanie, len aby doladil jazyk a hlasivky. Existujú aj úvahy týkajúce sa obsahu: V experimente je reakčný čas, kým je neuronálne pripravené jedno slovo, aby ho testovaná osoba dokázala vysloviť, minimálne 600 milisekúnd - trikrát dlhšie ako bežná pauza v konverzácii.
Keď Peter odpovedal na otázku Anny v našom úvodnom príklade textom „Zoberte si kartu!“, Samozrejme už na začiatku vety vedel, čo chce Anne navrhnúť. Celý prejav je už vopred naplánovaný, keď Peter vytvorí na svojom jazyku „N“. Na krátku vetu trvá plánovanie priemerne jeden a pol sekundy. To znamená: Peter začne pripravovať svoju odpoveď, keď Anne ešte ani nedokončí reč.
Ako však môžu prebiehať súčasne dva jazykové procesy - počúvanie a plánovanie? Klasické modely neurálnej pracovnej pamäte predpokladajú, že náš mozog dokáže súčasne spracovať iba jeden jediný proces rovnakého typu. A ako viete tak skoro, čo sa ten druhý snaží povedať?
Funkčné zobrazovanie pomocou magnetickej rezonancie (fMRI) poskytuje pohľad na to, ako funguje mozog. Meria sa tak, ktoré časti mozgu používajú v určitej situácii viac kyslíka ako za štandardných podmienok. Metóda však poskytuje iba nízke časové rozlíšenie. Okrem toho vysoké náklady obmedzujú počet testovaných osôb, analýza dát má úskalia a každodenné dialógy sa v trubici magnetickej rezonancie dajú len ťažko uskutočniť: zmestí sa iba jeden testovaný subjekt, je hlasný a mobilný telefón na uchu nevychádza dobre so silnými magnetickými poľami. V skeneri sa preto dlho simulovali iba izolované čiastkové procesy porozumenia, napríklad počúvanie alebo čítanie jednotlivých slov alebo viet. To však nemá veľa spoločného s komplexnými požiadavkami každodenného jazyka.
Štúdia publikovaná v laboratóriu psycholingvistu Uriho Hassona na Princetonskej univerzite (USA) v laboratóriu psycholingvistu Uriho Hassona z Princetonskej univerzity (USA) predstavovala prielom v smere analýzy spracovania reálneho jazyka. . Rozprávala chaotickú príhodu o školskom plese. 15-minútový príbeh bol podlepený; skener zároveň meral mozgovú aktivitu Silvera.
Príbeh sa potom v tomografe prehral jedenástim ľuďom. V ďalšom kontrolnom experimente dostali testované osoby, ktoré hovorili iba anglicky, príbeh v ruskom jazyku, aby odlíšili porozumenie od obyčajného sluchu. Takže ste počuli niekoho hovoriť, ale nič ste nechápali. Oblasti mozgu, ktorými sa všetci testovaní pohybovali pri počúvaní anglického príbehu, ale nie v ruskej verzii, by sa mali zaoberať porozumením, nielen akustickým vnímaním alebo pocitmi útlaku v skeneri.
Vedci sa menej zaoberali celkovou aktivitou oblastí mozgu ako podobnosťami v zmenách aktivity v priebehu počúvania. Vedci za týmto účelom rozdelili svoje merania do blokov po 1,5 sekunde. Výsledky potvrdené v následných doplňujúcich testoch, ako aj v štúdiách z iných laboratórií, boli jasné. Srdce z ruskej histórie nemali veľa spoločného so vzorcami mozgovej činnosti. Pravdepodobne sa testované osoby nesústredili na počúvanie, pretože aj tak ničomu nerozumeli. Celkom iné s anglickou históriou. Tu došlo k úzkemu kroku v mozgovej aktivite poslucháčov - ale aj medzi všetkými poslucháčmi a rečníkom. Záver vedcov: Mozgová aktivita poslucháča bola spojená s činnosťou hovoriaceho.
Táto väzba sa nevyskytovala iba v centrách reči v ľavej hemisfére mozgu, ale aj v anatomických náprotivkoch vpravo, ktorým vlastne nebola venovaná zvláštna úloha pri spracovaní reči. Už bolo známe, že ľudia s poškodením mozgu na pravej strane môžu vytvárať plynulé vety bez chýb, ale je ťažké interpretovať zámery, ktoré sa skrývajú za výrokmi iných ľudí. Dotknutá osoba by napríklad mala problém s tlmočením otázky „Máte desiatu?“ Ako žiadosť. Pokusy z Hassonovho laboratória teraz ukázali, že pravá hemisféra je v skutočnosti veľmi zapojená do porozumenia každodenného jazyka.
Počas počúvania premýšľajte
V mnohých oblastiach mozgová aktivita poslucháča nasledovala po aktivite hovoriaceho v určitej vzdialenosti. Publikum reagovalo po tom, čo rečník konal. Ale boli aj oblasti, v ktorých bola mozgová aktivita poslucháča pred aktivitou hovoriaceho! Ako je to možné?
Keď si chce Anne kúpiť lístok za 9,80 eura, päťdesiatinu jej opäť vypľuje automat na lístky a začína slovami „Už ste ...“, Peter zatiaľ nevie, že sa chystá povedať „desiatky“. Ale vie, že chce menej peňazí - aspoň ak sa zamyslel. Nech už Anne hovorí čokoľvek, tlmočíme v zmysle nášho očakávania. Slovo „desiatky“ musí byť o peniazoch, konkrétne poznámke, pretože desať centov je pre ňu pri platení 9,80 eura málo prospešné. Ak na rozdiel od počítača tu okamžite interpretujeme „desiatky“ ako bankovku a „kartu“ ako debetnú kartu, analyzujeme to, čo sa hovorí, z hornej úrovne („zhora nadol“). Význam priradíme jazykovým znakom z kontextu obsahu, ktorý dáva zmysel, namiesto toho, aby sme sa len orientovali na samotné znaky. Deti, ktoré vedia iba pár slov, sa učia novú slovnú zásobu. Vo svojom experimente Hasson pravdepodobne pozoroval niečo z tohto predvídavého myslenia v mozgovom tkanive, čo je nevyhnutné pre správne pochopenie nejasností a schopnosť učiť sa jazyk.
To, ako dobre testované osoby pochopili prezentovaný príbeh, skutočne záviselo od úrovne prediktívnych schopností mozgu odhalených v skeneri, ako odhalili otázky kladené na porozumenie neskôr. Najskôr bolo lepšie porozumenie spojené so silnejším prepojením mozgovej aktivity poslucháča s aktivitou hovoriaceho. Ukázalo sa však, že anticipačná mozgová aktivita je pre pochopenie ešte dôležitejšia ako väzba ako celok. Experiment sa tak potvrdil: ľudia môžu predvídať komunikačné zámery svojho náprotivku s oneskorením sekúnd.
Rýchla výmena úderov v dialógu si nevyžaduje iba prediktívne schopnosti. Súčasne prebiehajú aj dva jazykové procesy. Poslucháč pokračuje v počúvaní, keď začína s vlastným plánovaním reči - rovnako pozorne ako predtým, ako ukazuje aj encefalogram: mozog poslucháčov, ktorí si vo svojej mysli pripravia odpoveď, reaguje na chyby reproduktora rovnako ako niekto, kto jednoducho reaguje nasleduje to, čo už bolo povedané.
V roku 2014 Lauren Silbert a jej kolegovia skúmali, ako mozog dokáže porozumieť a súčasne plánovať jazyk, a to porovnaním mozgových aktivít viacerých rečníkov navzájom a potom ich porovnal s meraniami vykonanými pri počúvaní. Toto uľahčilo filtrovanie rozdielov medzi hovorením a počúvaním. Niektoré oblasti mozgu sa ukázali ako dôležitejšie pri počúvaní ako pri rozprávaní. Naproti tomu iné oblasti boli aktívne iba v hovorení a nie v porozumení.
Poslucháči napríklad nepotrebovali motorickú kôru, ktorá rezonovala v zhode s reproduktormi. Oblasť Broca v ľavom dolnom čelnom laloku bola tiež napadnutá pri rozprávaní, ale len v menšej miere pri počúvaní.
Oblasti mozgu zhromažďujú informácie v rôznych časových škálach, ako zistila Yulia Lernerová, postdoktorandka v Hassonovom tíme, v roku 2011: Zatiaľ čo sa aktivita v sluchovej kôre mení v rozmedzí milisekúnd, iné oblasti ukazujú doby aktivácie, ktoré zodpovedajú dĺžke slov alebo viet. Ostatné oblasti mozgu pracujú oveľa pomalšie. Ich rytmus odráža obsah rozprávaného príbehu. Najpomalšie rytmy ukazujú interpretačné oblasti mozgu na vyššej úrovni mimo skutočných jazykových centier. Tu sa komplexnejšia koncepcia obsahu zaznamenáva dlhší čas bez ohľadu na jazykovú formu, ktorú informácie pôvodne mali.
Potvrdili to aj ďalšie experimenty v Hassonovom laboratóriu: Keď Američania počuli príbeh v angličtine a Rusi rovnako v ruštine, mozgová aktivita všetkých poslucháčov v oblastiach na vyššej úrovni bola časovo prepojená, hoci pôvodný akustický signál bol úplne spôsobený rôznymi jazykmi v každej skupine vyzeral inak.
Na vyjadrenie myšlienok používame jazyk. Ale na najvyššej úrovni porozumenia náš mozog pracuje bez reči. Našu pracovnú pamäť preto nepreťažuje to, že udržujeme súčasne aktívnu reprezentáciu aktuálnej situácie (nákup lístka), integrujeme informácie, ktoré sa vyskytnú v priebehu procesu (stroj neakceptuje 50 eurové bankovky) a nápady (platenie kartou EC), a v tejto súvislosti aj vhodné. Spracovávať a pripravovať výkazy. Stane sa to ťažkým, iba ak by sme chceli viesť rozhovor o politike súčasne s nákupom lístkov. Potom pravdepodobne utrpí koncentrácia na jedného alebo druhého.
Čo sa stane, keď reč rečníka A skončí inak, ako B očakávala? Napríklad keď sa Anne opýta: „Máte vôbec predstavu, kde je moja debetná karta?“, Musí Peter prepracovať svoju odpoveď. Potrebuje teraz celú sekundu alebo dve hodiny na plánovanie, kým začne rozprávať? Skôr nie. Väčšina ľudí sa prestávkam vyhýba. Radšej otvoria ústa a vyslovia automatizované výplňové slová alebo hlasy ako „Dobre, dobre, uh ...“, zatiaľ čo premýšľajú, čo majú povedať. Ak sa to stane náročnejším z hľadiska obsahu alebo jazyka, zvyšujú sa výplňové slová a oneskorenia aj v prípade monológov. Potom existujú aj chyby, napríklad vo výslovnosti (skrútené slabiky, koktanie), v gramatike (nesprávne prípady) alebo v obsahu (zmätené výpovede). Ak hovoríme dlhší čas po sebe, musíme neustále rozprávať a plánovať súčasne. Je zrejmé, že počúvanie a plánovanie nie je ťažšie ako rozprávanie a plánovanie. Náš mozog je vybavený pre obidve varianty používania prirodzeného jazyka. Funguje to však na plné obrátky a môže dosiahnuť svoje hranice.
Cvičenie mozgu v laboratóriu
Zatiaľ čo sa laboratórium Uriho Hassona v Princetone pokúšalo zdokonaliť neurolingvistiku realistickým jazykom, skupina neurovedcov v zobrazovacom laboratóriu Ivana Toniho v holandskom Nijmegene išla opačnou cestou. Pokúsili sa vystopovať neurobiologické základy komunikačných schopností človeka pomocou experimentu bez jazyka. V hre s hlavolamom by mali dva testované subjekty - nazvime ich opäť Anne a Peter - presunúť kúsok na obrazovke počítača jedným pohybom z východiskovej polohy do cieľovej polohy. Trik: iba Anne na svojej obrazovke vidí, kam by mal byť Peterov kameň zatlačený. Pretože hráči sa navzájom nevidia a nemôžu s nimi hovoriť, musí Anne pomocou svojho vlastného žetónu signalizovať svojmu spoluhráčovi, kam má Peter položiť svoj kameň. Kameň však môže položiť iba na svoju vlastnú cieľovú pozíciu. Môže však dať Petrovi indície prostredníctvom cesty, ktorou vezme svoj kameň.
S cieľom otestovať mozgovú aktivitu počas neverbálnej komunikácie vyvinuli vedci z Nijmegenu myšlienkovú hru pre páry testovaných subjektov. Obaja hráči vidia na obrazovke herný plán zložený z deviatich polí. Úlohou je manévrovanie vlastného herného dielu do piatich sekúnd pomocou herného ovládača zo stredu do danej polohy. Iba odosielateľ vidí dve cieľové polohy, nie prijímač. Odosielateľ by teraz mal príjemcovi dať jasne najavo presunutím jeho kameňa (žltý kruh), kam patrí jeho kameň (modrý obdĺžnik). Môže to dosiahnuť napríklad pohybom tam a späť v cieľovej polohe prijímača.
Komunikačná úloha tímu z Nijmegenu vyzerá veľmi odlišne od úlohy výskumníkov z Princetonu. Anne musí premýšľať: Aké pohyby môžem použiť, aby Peter pochopil svoju cieľovú pozíciu? A Peter o tom musí premýšľať: čo tým chce Anne povedať?
Avšak práve v tomto vidia holandskí vedci paralelu s jazykom: Niekedy niekoľko slov znamená to isté („banka“ alebo „finančná inštitúcia“) a jedno slovo môže mať iný význam („banka“ pre sedenie alebo pre peniaze). Experiment s hernými doskami tento zdroj komunikačnej neistoty veľmi prehnal.
Na rozdiel od výsledkov jazykových experimentov v Hassonovom laboratóriu sa táto neverbálna komunikačná úloha týkala iba pravej hemisféry. Najmä oblasti pravého temporálneho laloku a predného čelného laloku spotrebovali viac energie ako za kontrolovaných podmienok bez komunikácie.
Sídlo porozumenia
Už poznáme tézu, že pravá hemisféra analyzuje zámer stojaci za signálmi druhej osoby. Pravá hemisféra sa však miešala nielen u príjemcov, ale aj u odosielateľov komunikácie. Okrem toho doktorand Arjen Stolk z tímu z Nijmegenu, dnes na Kalifornskej univerzite v Berkeley, v roku 2013 pomocou magnetoencefalografie pozoroval, že mozgová aktivita sa zvýšila krátko predtým, ako bola vôbec stanovená nová úloha.
Stolk a jeho kolegovia potom porovnali dve rôzne komunikačné úlohy: testované osoby museli buď prísť s novým signálom, napríklad s určitým pohybom figúrky, alebo mohli spadnúť späť na už precvičovanú.
Pravé horné časové zakrivenie sa ukázalo ako sídlo porozumenia. Aktivita tu bola vysoká, keď účastníci testu dostali známe úlohy a boli schopní bezchybne komunikovať. Ak naopak mali testované osoby vymýšľať nové signály, aktivita mozgovej oblasti spočiatku zostávala nízka - páry hráčov mali problémy spolu komunikovať. Ale v priebehu kôl to fungovalo lepšie a lepšie. Anne mohla vidieť, ako Peter interpretuje jej signály a nabudúce ich podľa toho upraví. A s rastúcim porozumením sa aktivita v pravom hornom časovom zakrivení tiež zvyšovala z testovacieho kola na testovacie kolo.