Человеческий мозг хранит и систематизирует значимую информацию в различных областях и сетях. В то время как прошлые исследования нейронауки очень глубоко изучили некоторые из этих сетей, отношения и взаимодействия между ними еще не совсем ясны.
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли недавно провели исследование, изучающее взаимосвязь между визуальными и лингвистическими семантическими представлениями в мозгу. Их результаты, опубликованные в журнале Nature Neuroscience , предполагают, что визуальная и лингвистическая семантическая информация организована в виде единой карты в мозгу, причем два представления встречаются на границе зрительной коры.
«Одной важной подсистемой человеческого мозга является амодальная семантическая сеть, которая представляет содержимое текущей рабочей памяти и внимания», — сказал Medical Xpress Джек Л. Галлант, один из исследователей, проводивших исследование. «Семантическая сеть служит интерфейсом между информацией, поступающей из систем восприятия, и знаниями, хранящимися в долговременной памяти. Цель нашего исследования состояла в том, чтобы лучше понять, как перцептивная информация попадает в амодальную семантическую сеть».
Галлант и его коллеги провели два разных эксперимента с участием одной и той же группы участников. В первом эксперименте участников просили смотреть немые фильмы, а во втором они слушали истории, рассказанные устно.
Чтобы изучить, как мозг участников представлял информацию, которую им представили, исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), хорошо известный подход к визуализации, который можно использовать для картирования закономерностей активности мозга. Затем они проанализировали собранные данные, используя методы вычислительного моделирования с высокой размерностью и высоким разрешением.
«Инструменты анализа данных и моделирования, которые мы использовали, были разработаны в нашей лаборатории за последние 20 лет, и они позволяют нам восстанавливать информацию о том, как информация представлена в человеческом мозгу с беспрецедентной детализацией», — пояснил Галлант. «В этом конкретном исследовании мы обнаружили, что перцептивная информация поступает в амодальную семантическую сеть через серию параллельных, семантически-избирательных каналов. семантически-избирательные анатомические связи».
Как и предсказывалось, снимки фМРТ, собранные Галланом и его коллегами, показали, что, пока участники смотрели немые фильмы, активировалась определенная сеть областей в зрительной коре. С другой стороны, пока они слушали рассказы, активировалась другая сеть областей перед зрительной корой.
Интересно, что исследователи заметили, что паттерны активации этих двух разных нейронных сетей соответствовали границам зрительной коры. Другими словами, зрительные категории, которые были представлены по одну сторону границы (внутри зрительной коры), были представлены лингвистически по другую сторону границы.
Как отмечалось выше, семантическая сеть представляет собой содержимое текущей рабочей памяти и внимания.
«Многие когнитивные функции, такие как обучение, реагирование на неожиданные события , мониторинг производительности, планирование на будущее, оценка доказательств, принятие решений и т. д., зависят от семантической сети», — сказал Галлант. «Многие неврологические состояния, которые влияют на когнитивные функции или обучение, могут включать семантическую сеть. Таким образом, лучшее понимание анатомической и функциональной организации этой сети предоставит важную информацию для улучшения когнитивной функции у здоровых людей и для решения проблем с когнитивной функцией».
