Эмоциональный словарь мозга: ученые расшифровали код, связывающий слова и нейроны

В новом беспрецедентном исследовании ученые продемонстрировали, что нейротрансмиттеры в человеческом мозге высвобождаются во время обработки эмоционального содержания языка, что дает новое представление о том, как люди интерпретируют значение слов.

Работа, проведенная международной группой под руководством ученых из Политехнического университета Вирджинии, позволяет глубже понять, как язык влияет на человеческий выбор и психическое здоровье.

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

Исследование, возглавляемое специалистом по вычислительной нейробиологии Ридом Монтегю, профессором Института биомедицинских исследований Фралина в VTC и директором Центра исследований нейронауки человека при институте, представляет собой первое в своем роде исследование того, как нейромедиаторы обрабатывают эмоциональное содержание языка — уникальную человеческую функцию.

Открытие, которое теперь опубликовано в сети и запланировано к выпуску журнала Cell Reports от 28 января, связывает биологическое и символическое, связывая нейронные процессы, которые, вероятно, развивались для выживания у огромного количества видов на протяжении эпох, с богатством человеческого общения и эмоций.

«Распространенное мнение о химических веществах мозга, таких как дофамин и серотонин, заключается в том, что они посылают сигналы, связанные с положительной или отрицательной ценностью опыта», — сказал Монтегю, соавтор и старший соавтор исследования.

«Наши результаты показывают, что эти химические вещества высвобождаются в определенных областях мозга, когда мы обрабатываем эмоциональное значение слов. В более широком смысле, наши исследования подтверждают идею о том, что системы мозга , которые эволюционировали, чтобы помогать нам реагировать на хорошие или плохие вещи в нашей среде, также могут играть роль в том, как мы обрабатываем слова, что так же важно для нашего выживания».

Исследователи первыми одновременно измерили выброс дофамина, серотонина и норадреналина у людей в контексте сложной динамики мозга, лежащей в основе того, как люди интерпретируют язык и реагируют на него.

Возглавляемое вычислительным нейробиологом Ридом Монтегю, профессором Института биомедицинских исследований Фралина в VTC и директором Центра исследований нейронауки человека этого института, исследование представляет собой первое в своем роде исследование того, как нейротрансмиттеры обрабатывают эмоциональное содержание языка — уникальную человеческую функцию. Монтегю был одним из старших авторов исследования Cell Reports. Автор: Клейтон Метц/Virginia Tech

«Эмоциональное содержание слов распределяется между несколькими передающими системами, но каждая система колеблется по-разному», — сказал Монтегю. «Нет единого участка мозга, который бы управлял этой деятельностью, и это не так просто, как если бы одно химическое вещество представляло одну эмоцию».

Нейрохимические измерения проводились у пациентов, перенесших операцию по глубокой стимуляции мозга для лечения эссенциального тремора или для хирургической имплантации электродов для мониторинга приступов у пациентов с эпилепсией. Процедуры направлены на совершенно разные области мозга — таламус и переднюю поясную кору соответственно.

В то время как на экране отображались эмоционально заряженные слова, измерения проводились с использованием электродов из углеродного волокна в таламусе, а также традиционных платино-иридиевых электродов в передней поясной коре.

Исследователи обнаружили, что слова — положительные, отрицательные или нейтральные — модулируют высвобождение нейротрансмиттера. Измеряя субсекундную динамику высвобождения, они выявили различные закономерности, связанные с эмоциональным тоном, анатомическими областями и тем, какое полушарие мозга было задействовано.

«Удивительный результат был получен из таламуса», — сказал Уильям «Мэтт» Хоу, доцент Школы нейронауки Вирджинского технического колледжа. «Раньше не считалось, что эта область играет роль в обработке языка или эмоционального содержания, однако мы увидели изменения нейротрансмиттеров в ответ на эмоциональные слова».

«Это говорит о том, что даже области мозга, которые обычно не связаны с эмоциональной или языковой обработкой, могут быть причастны к этой информации. Например, части мозга, отвечающие за мобилизацию движений, могут извлечь пользу из доступа к эмоционально значимой информации для управления поведением».

Хотя первичное открытие было сделано на людях, проверка на животных моделях придала результатам дополнительную уверенность.

Алек Хартл, один из первых авторов исследования и аспирант Школы нейронауки в лаборатории Хоу, провел эксперименты на моделях грызунов, используя технику, называемую оптогенетика, чтобы подтвердить закономерности, наблюдаемые у людей. Используя свет для управления генетически модифицированными клетками, это позволило ученым изучить функции определенных нейронов и нейронных цепей.

«То, что мы наблюдали в человеческом мозге, было экстраординарным», — сказал Хоу, соавтор и соавтор исследования. «Подтверждение на животных подтверждает и подтверждает более широкие последствия этих нейротрансмиттеров в системах принятия решений».

Новые результаты основаны на недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Human Behavior , в котором исследовательская группа подчеркнула роль дофамина и серотонина в социальном поведении.

«В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на нейротрансмиссии во время принятия решений, это исследование изучает нечто уникальное для человека: эмоциональное содержание написанных слов», — сказал Сет Баттен, первый автор исследования и старший научный сотрудник лаборатории Монтегю.

«В отличие от животных, люди могут понимать слова, их контекст и значение. Исследование изучает, как нейротрансмиттерные системы обрабатывают слова с разной эмоциональной нагрузкой, отражая гипотезу о том, что эти системы, которые эволюционировали, чтобы поддерживать нашу жизнь, теперь также помогают интерпретировать язык».

Хотя исследование пока находится на ранней стадии, его значимость заключается в его основополагающем характере и вопросах, которые оно ставит перед будущими исследователями.

Слова, использованные в исследовании, были взяты из базы данных Affective Norms for English Words (ANEW), которая ранжирует слова по положительной, отрицательной или нейтральной эмоциональной валентности.

Фото: pixabay.com

Читайте также: Медики назвали ранний признак когнитивных нарушений и деменции

Читайте также: Как сидячий образ жизни влияет на здоровье мозга, рассказали врачи