Cervello, ecco come i neuroni rappresentano i significati delle parole

Quando ascoltiamo un discorso siamo in grado di comprendere i significati delle singole parole e di connetterli tra loro, dando così un senso compiuto all’intero discorso. Allo stesso tempo, però, riusciamo a cogliere anche le sfumature. Si tratta di un meccanismo, che una volta appreso in età infantile, sembra poi ‘funzionare’ in automatico. “Tuttavia, il modo in cui il cervello umano elabora il linguaggio a livello computazionale di base dei singoli neuroni è ancora una sfida da comprendere”, dice Ziv Williams, neurologo del Massachusetts General Hospital e professore associato di neurochirurgia presso la Harvard Medical School. Una sfida nella quale lo stesso scienziato ha voluto avventurarsi. Grazie ad una tecnica innovativa che permette di registrare l’attività dei singoli neuroni, i ricercatori del Massachusetts General Hospital hanno mappato il cervello di 13 volontari. I risultati di questo studio, pubblicati su Nature, contribuiscono proprio a far luce sui meccanismi di comprensione del linguaggio, aprendo la strada anche a nuove tecnologie che potranno aiutare chi fatica a comunicare dopo una paralisi o un ictus.

In che modo la mente rappresenta i concetti?

“Gli esseri umani possiedono un’eccezionale capacità di estrarre significati sfumati attraverso il linguaggio: quando ascoltiamo un discorso, possiamo comprendere il significato di decine di migliaia di parole e farlo senza soluzione di continuità attraverso concetti e temi straordinariamente diversi”, afferma il coordinatore dello studio Ziv Williams. Proprio per questo, con il suo team di ricerca ha deciso di realizzare una mappa dettagliata di come i neuroni del cervello umano rappresentano i significati delle parole: ad esempio, come viene rappresentato il concetto di animale quando sentiamo la parola gatto e cane, e come distinguiamo tra il concetto di cane e quello di automobile. Per farlo, gli studiosi hanno utilizzato una nuova tecnica che ha permesso di registrare simultaneamente l’attività di un centinaio di neuroni del cervello durante l’ascolto di frasi e racconti. In questo modo hanno scoperto come i neuroni  nel cervello associano le parole a significati particolari e come distinguono determinati significati da altri.

Prospettive future: creare un supporto comunicativo dopo ictus o paralisi motoria

“Ad esempio – spiega Williams –  abbiamo scoperto che mentre certi neuroni si attivavano preferenzialmente quando le persone sentivano parole come  ‘correva’ o ‘saltava’, che riflettono azioni, altri neuroni si attivavano preferenzialmente con l’ascolto di parole che hanno connotazioni emotive, come ‘felice’ o ‘triste’. Inoltre, osservando tutti i neuroni insieme, potremmo iniziare a costruire un quadro dettagliato di come i significati delle parole sono rappresentati nel cervello“. Dallo studio è emerso che alcuni neuroni sono in grado di distinguere parole diverse che hanno un suono simile e cercano continuamente di anticipare il loro significato più probabile in base al contesto della frase. Infine i ricercatori hanno dimostrato che, analizzando l’attività di un piccolo numero di neuroni, è possibile capire ciò che la persona sta ascoltando o pensando in quel momento. Questa scoperta, conclude Williams, “potrebbe permetterci di sviluppare in futuro delle interfacce cervello-macchina che possano consentire a individui con condizioni come paralisi motoria o ictus di comunicare in modo più efficace”.

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