Introduktion
I en ny öppen tillgång-artikel i Communications Psychology använder forskare högupplöst elektrokorticografi (ECoG) för att kartlägga hur människans hjärna sätter samman fullständiga meningar från enskilda ord. Tio epilepsipatienter med temporala elektrodimplantat ombads både namnge isolerade bilder (sex vanliga substantiv) och beskriva enkla tecknade scener med hela meningar. Med hjälp av maskininlärning identifierades först unika hjärnaktivitetspattern för varje ord i isolering, och dessa mönster användes sedan för att avkoda vilka ord patienterna uttalade under meningsproduktion (medicalxpress.com, Nature).
Metod
- Deltagare: Tio vuxna patienter med ECoG-elektroder placerade på hjärnans yta i samband med preoperativ epilepsikartering.
- Uppgifter:
- Enskilda ord: Bildnamngivning av sex vanliga substantiv.
- Meningar: Fri beskrivning av enkla tecknade scener som innehöll just dessa sex ord i olika grammatiska roller (t.ex. subjekt, objekt).
- Analys: En maskininlärningsklassificerare tränades på ECoG-data från bildnamngivningen för att känna igen varje ord. Därefter kördes klassificeraren mot data från meningsuppgiften för att avkoda ordet och dess syntaxroll över tid (Nature).
Resultat
- Stabila ordrepresentationer: De kortikala mönstren för respektive ord var i hög grad oförändrade oavsett om ordet uttalades isolerat eller i en mening.
- Sekvensering i sensorimotoriska områden: Motor- och sensoriska barkregioner följde ordens talordning nära i realtid.
- Syntaxkodning i prefrontal cortex: I inferiora och mellersta frontalloberna kodades inte bara vilket ord som planerades, utan också dess grammatiska roll (subjekt–objekt) och hur det passade in i meningsstrukturen.
- Parallell hållning i komplexa satser: Vid passive konstruktioner (t.ex. ”Frankenstein slogs av Dracula”) hölls båda substantiven aktiva samtidigt i prefrontal cortex under hela meningsproduktionen, vilket tyder på ett arbetsminnessubstrat för icke-kanoniska syntaxformer (medicalxpress.com, Nature).
Begreppsförklaringar
- Elektrokorticografi (ECoG): Invasiv metod där elektroder placeras direkt på hjärnans yta för att mäta elektrisk aktivitet med hög temporal och rumslig upplösning.
- Maskininlärningsklassificerare: Datoralgoritm som tränas att känna igen mönster (här hjärnsignaturer för ord) och därefter förutsäga dem i nya data.
- Inferior och mellersta frontallob (Brocas område): Hjärnregioner som är centrala för språkproduktion och syntaxbearbetning.
- Passive konstruktioner: Meningar där subjekt och objekt byter plats i satsstrukturen, ofta mer kognitivt krävande att producera än aktiva satser.
Sammanfattning
Fynden visar att hjärnan kombinerar stabila representationer av enskilda ord med dynamiska, syntaxberoende processer: sensorimotoriska områden hanterar ordsekvenser, medan prefrontal cortex kodar grammatiska roller och upprätthåller parallel information i mer komplexa satser. Detta utmanar idén om en enkel, linjär ord-för-ord-process och pekar mot en flexibel hjärnorkestrering formad av grammatisk struktur.
Taggar
Neurovetenskap, Kognitionsvetenskap, Språkvetenskap
Källor
- Morgan, A. M., Devinsky, O., Doyle, W. K., Dugan, P., Friedman, D. & Flinker, A. (2025). Decoding words during sentence production with ECoG reveals syntactic role encoding and structure-dependent temporal dynamics. Communications Psychology 3:87. DOI: 10.1038/s44271-025-00270-1. Öppen tillgång (Nature)
- Lock, L. (2025, 26 juni). Syntax on the brain: Researchers map how we build sentences, word by word. Medical Xpress. Hämtad 5 augusti 2025 från https://medicalxpress.com/news/2025-06-syntax-brain-sentences-word.html (medicalxpress.com)
Originalartikel: https://www.nature.com/articles/s44271-025-00270-1
About the Author
