Исследование пациентов с эпилепсией помогает исследователям понять, как мозг сохраняя родной язык изучает иностранный язык. Исследование, проведенное нейробиологами из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, проливает свет на извечный вопрос о том, почему так сложно выучить второй язык во взрослом возрасте.
Несколько неожиданные результаты дали команде возможность понять, как мозг находит компромисс между нейропластичностью — способностью создавать новые связи между нейронами при обучении новым вещам — и стабильностью, которая позволяет нам поддерживать интегрированные сети вещей, которые мы уже изучили. Результаты будут опубликованы в выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences от 30 августа 2021 года .
«Изучая иностранный язык, наш мозг каким-то образом приспосабливает обе эти силы, поскольку они конкурируют друг с другом», — сказал Мэтт Леонард, доктор философии, доцент кафедры неврологической хирургии и член Института неврологии UCSF Weill. .
Используя электроды на поверхности мозга для отслеживания нейронных сигналов с высоким разрешением, команда обнаружила, что кластеры нейронов, разбросанные по всей речевой коре, по-видимому, точно настраиваются по мере того, как слушатель знакомится с чужими звуками.
«Это наше первое понимание того, что меняется в мозгу между первым слышанием звуков иностранного языка и способностью их распознавать», — сказал Леонард, главный исследователь исследования.
«Этот промежуточный этап является важным этапом в изучении языка, но с ним трудно справиться, потому что этот процесс динамичен и уникален для каждого человека», — сказал он. «С помощью этого исследования мы смогли увидеть, что на самом деле происходит в областях мозга, участвующих в различении звуков на начальном этапе обучения».
Активность мозга меняется по мере того, иностранный язык становится привычным по звучанию
По словам Леонарда, изучение звуков нового языка — это первый шаг в обучении использованию этого языка. Поэтому для этого исследования Леонард и ведущий автор и доктор философии Хан Йи исследовали, как меняется активность в рассредоточенных областях мозга, связанных с языком, по мере того, как слушатель все больше знакомится с иностранными звуками.
Команда работала с 10 пациентами-добровольцами в возрасте от 19 до 59 лет, родным языком которых является английский, и попросила их распознавать звуки речи на мандаринском диалекте. Мандарин — это тональный язык, в котором значение слова зависит не только от гласных и согласных звуков, но и от тонких изменений высоты тона голоса, известных как тоны. Носителям нетональных языков, таких как английский, часто бывает очень сложно различить эти незнакомые звуки.
Каждому из добровольцев ранее была сделана операция на головном мозге, во время которой в мозг были имплантированы электроды для определения источника припадков. В исследование были включены семь пациентов в Центре эпилепсии UCSF и трое в Центре эпилепсии в больницах и клиниках Университета Айовы. Добровольцы согласились позволить Леонарду и его команде собирать данные с 256-канальных электродов высокой плотности, размещенных на поверхности областей мозга, обрабатывающих звуки речи.
В течение следующих нескольких дней Леонард и Йи работали с добровольцами индивидуально, проигрывая записи нескольких носителей мандаринского языка разного возраста, мужчин и женщин, произнося такие слоги, как «ма» и «ди», используя каждый из четырех тонов. После каждого звука пациент указывал, считают ли они, что тон повышается, понижается, повышается и затем понижается, или остается ровным, и получал обратную связь о том, были ли они правильными. Пациенты повторяли эту задачу около 200 раз в течение нескольких 5-10-минутных сеансов.
