大脑的 3D 地图展示了我们如何理解语言

每天，当我们与朋友、家人和同事交谈，以及收听播客、电影和其他媒体时，我们都会不断受到口头语言的轰炸。然而，我们的大脑却能够拼凑出这些单词的含义，让我们在大多数情况下能够无缝地度过每一天，在必要时理解、记住和回应。

但是，我们的大脑中究竟发生了什么，让我们能够理解这种无休止的信息流？一组科学家开始绘制大脑如何逐字逐句地表达口语的含义。他们的研究结果发表在今天的《自然》杂志上，不仅代表了首个目录或“语义图谱”，展示了语言含义在大脑中的分组方式，还表明我们使用了大脑的广泛区域，挑战了语言仅限于少数大脑区域且仅涉及左半球的信念。

词义，又称语义学，主要研究单词和短语之间的关系以及它们的含义和内涵。例如，购买、销售、物品、商店、卡片和包裹等词都有一个共同点——你去商店用借记卡购买物品。为了理解大脑中的语义，以前的研究使用单个单词或短语来观察发生了什么。

但加州大学伯克利分校的神经学家杰克·加兰特和他的同事（包括主要作者亚历克斯·胡斯）想知道我们的大脑如何规划出更自然、更具叙事性的故事。他们要求七名参与者收听几个小时的《飞蛾广播时间》 （一档讲故事的节目）。他们给每位参与者连接了一台 fMRI 机器——该机器可以测量由大脑神经元活动引起的血流量和体积变化——这样他们就能准确地看到大脑的哪些区域在什么时候亮了起来。

随后，他们利用叙述的记录以及 fMRI 扫描，首先了解哪些单词对应于大脑的亮区，其次创建一个根据人们听到的单词预测大脑活动的模型。

我们如何理解语言的交互式模型

通过汇总所有七名参与者的信息，在统计模型的帮助下，研究人员创建了一个大脑图谱，这是一个大脑的 3D 模型，可以显示所有参与者的大脑中哪些区域同时亮起。他们还创建了该图谱的交互式版本。交互式版本可在此处找到。

该模型告诉我们有关语言的什么信息？

研究人员发现，词义分布在大脑皮层中，横跨两个半球的 100 个不同区域。通过查看所有参与者的整体扫描结果，他们发现大脑的某些区域与某些词义相关。例如，听到有关人的语言往往会激活大脑的一个区域，听到有关地点的语言则会激活大脑的另一个区域，听到有关数字的语言则会激活大脑的第三个区域——这展示了大脑处理语言不同成分的基本组织原则。

虽然结果在个体之间非常相似，但这并不意味着研究人员已经创建了一套权威的语言地图。首先，这项研究只调查了七名参与者，他们都来自世界同一地区，并且都讲英语。它也只使用了一种输入源：一系列口述的、引人入胜的叙述故事。研究人员渴望了解经验、母语和文化等因素将如何改变地图。

此外，加兰特表示，他们认为，如果环境发生变化或人们的心理状态发生变化，地图也会发生变化：如果人们阅读故事而不是听故事，或者听的不是引人入胜的故事，而是枯燥乏味的考试复习，那么地图也会发生变化。

加兰特表示，这些也可能会改变地图，他计划在未来的研究中了解如何改变。

这张地图有何帮助？

加兰特说，许多脑部疾病和损伤都会影响大脑的语言区域。该图谱可以作为我们了解大脑及其地图在语言受损（如中风）后如何变化的基础，或者在语言障碍（如阅读障碍）或社交语言障碍（如自闭症）中有何不同。

就目前而言，加兰特表示，这项研究不仅有助于表明大脑解剖学的重要性，还有助于表明解剖学背后的生理学或功能的重要性。“在神经科学领域，我们对大脑的解剖学了解很多，甚至包括单个突触，但我们真正想知道的是大脑的功能。”他说，两者的结合是真正理解大脑的关键。

通过更多的研究，这个想法可以用作一种解码机制：fMRI 数据图可用于“读取”一个人正在阅读、听到或思考的单词，这可以让患有 ALS 等沟通障碍的人更好地沟通。