Емоційний словник мозку: вчені розшифрували код, який зв'язує слова та нейрони

У новому безпрецедентному дослідженні вчені продемонстрували, що нейротрансмітери в людському мозку вивільняються під час обробки емоційного змісту мови, що дає нове уявлення про те, як люди інтерпретують значення слів.

Робота, проведена міжнародною групою під керівництвом вчених із Політехнічного університету Вірджинії, дозволяє глибше зрозуміти, як мова впливає на людський вибір та психічне здоров'я.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

Дослідження, очолюване фахівцем з обчислювальної нейробіології Рідом Монтегю, професором Інституту біомедичних досліджень Фраліна в VTC і директором Центру досліджень нейронауки людини при інституті, є першим у своєму роді дослідженням того, як нейромедіатори обробляють емоційний зміст мови — унікальну людську.

Відкриття, яке тепер опубліковано в мережі та заплановане до випуску журналу Cell Reports від 28 січня, пов'язує біологічне та символічне, пов'язуючи нейронні процеси, які, ймовірно, розвивалися для виживання у величезної кількості видів протягом епох, з багатством людського спілкування та емоцій.

"Поширена думка про хімічні речовини мозку, такі як дофамін і серотонін, полягає в тому, що вони посилають сигнали, пов'язані з позитивною або негативною цінністю досвіду", - сказав Монтегю, співавтор і старший співавтор дослідження.

«Наші результати показують, що ці хімічні речовини вивільняються у певних галузях мозку, коли ми опрацьовуємо емоційне значення слів. У більш широкому сенсі, наші дослідження підтверджують ідею про те, що системи мозку , які еволюціонували, щоб допомагати нам реагувати на хороші чи погані речі в нашому середовищі, також можуть відігравати роль у тому, як ми обробляємо слова, що так само важливо для нашого виживання».

Дослідники першими одночасно виміряли викид дофаміну, серотоніну та норадреналіну у людей у контексті складної динаміки мозку, що лежить в основі того, як люди інтерпретують мову та реагують на неї.

Очолюване обчислювальним нейробіологом Рідом Монтегю, професором Інституту біомедичних досліджень Фраліна в VTC і директором Центру досліджень нейронауки людини цього інституту, дослідження є перше у своєму роді дослідження того, як нейротрансмітери обробляють емоційний зміст мови — унікальну людську функцію. Монтегю був одним із старших авторів дослідження Cell Reports. Автор: Клейтон Метц/Virginia Tech

«Емоційний зміст слів розподіляється між кількома системами, що передають, але кожна система коливається по-різному», — сказав Монтегю. «Немає єдиної ділянки мозку, яка б керувала цією діяльністю, і це не так просто, якби одна хімічна речовина представляла одну емоцію».

Нейрохімічні вимірювання проводилися у пацієнтів, які перенесли операцію з глибокої стимуляції мозку для лікування есенціального тремору або для хірургічної імплантації електродів для моніторингу нападів у пацієнтів з епілепсією. Процедури спрямовані на різні ділянки мозку — таламус і передню поясну кору відповідно.

У той час як на екрані відображалися емоційно заряджені слова, вимірювання проводились з використанням електродів з вуглецевого волокна в таламусі, а також традиційних платино-іридієвих електродів у передній поясній корі.

Дослідники виявили, що слова – позитивні, негативні чи нейтральні – модулюють вивільнення нейротрансмітера. Вимірюючи субсекундну динаміку вивільнення, вони виявили різні закономірності, пов'язані з емоційним тоном, анатомічними областями і тим, яка півкуля мозку була задіяна.

"Дивовижний результат був отриманий з таламуса", - сказав Вільям "Мет" Хоу, доцент Школи нейронауки Вірджинського технічного коледжу. «Раніше не вважалося, що ця галузь відіграє роль у обробці мови або емоційного змісту, проте ми побачили зміни нейротрансмітерів у відповідь на емоційні слова».

«Це говорить про те, що навіть області мозку, які зазвичай не пов'язані з емоційною чи мовною обробкою, можуть бути причетними до цієї інформації. Наприклад, частини мозку, відповідальні за мобілізацію рухів, можуть отримати користь з доступу до емоційно значущої інформації для управління поведінкою».

Хоча первинне відкриття було зроблено на людях, перевірка на тваринних моделях надала результатам додаткової впевненості.

Алек Хартл, один із перших авторів дослідження та аспірант Школи нейронауки в лабораторії Хоу, провів експерименти на моделях гризунів, використовуючи техніку, яка називається оптогенетика, щоб підтвердити закономірності, які спостерігаються у людей. Використовуючи світло для управління генетично модифікованими клітинами, це дозволило вченим вивчити функції певних нейронів та нейронних ланцюгів.

"Те, що ми спостерігали в людському мозку, було екстраординарним", - сказав Хоу, співавтор і співавтор дослідження. «Підтвердження на тваринах підтверджує та підтверджує ширші наслідки цих нейротрансмітерів у системах прийняття рішень».

Нові результати засновані на недавньому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Human Behavior , в якому дослідницька група підкреслила роль дофаміну та серотоніну у соціальній поведінці.

"В той час як попередні дослідження були зосереджені на нейротрансмісії під час прийняття рішень, це дослідження вивчає щось унікальне для людини: емоційний зміст написаних слів", - сказав Сет Баттен, перший автор дослідження і старший науковий співробітник лабораторії Монтегю.

«На відміну від тварин, люди можуть розуміти слова, їх контекст та значення. Дослідження вивчає, як нейротрансмітерні системи обробляють слова з різним емоційним навантаженням, відображаючи гіпотезу про те, що ці системи, які еволюціонували, щоб підтримувати наше життя, тепер також допомагають інтерпретувати мову».

Хоча дослідження поки що знаходиться на ранній стадії, його значущість полягає в його основному характері та питаннях, які воно ставить перед майбутніми дослідниками.

Слова, використані в дослідженні, були взяті з бази даних Affective Norms for English Words (ANEW), яка ранжує слова щодо позитивної, негативної або нейтральної емоційної валентності.

Фото: pixabay.com

Читайте також: Медики назвали ранню ознаку когнітивних порушень та деменції

Читайте також: Як сидячий спосіб життя впливає на здоров'я мозку, розповіли лікарі