Die Wissenschaft enthüllt die Geheimnisse des Lesens

Raumzeitlich verteilte frontotemporale Netzwerke zum Lesen von Sätzen.

Bedeutung

Das menschliche Sprachnetzwerk wird durch den frontalen und temporalen Kortex repräsentiert. Es ist unklar, ob Teilregionen dieses Netzwerks unterschiedlich zum Satzverständnis beitragen. Wir überwachten die neuronale Aktivität von Patienten, denen intrakranielle Elektroden implantiert wurden, während sie normale Sätze und Sätze ohne Bedeutung oder Struktur lasen. Wir haben zwei funktionell unterschiedliche Netzwerke entdeckt, die den frontotemporalen Kortex überspannen. Die Aktivität des ersten Netzwerks nahm schrittweise in Sätzen zu, nicht jedoch in Wortlisten, und indexierte die Anhäufung von Bedeutung in Sätzen. Das zweite Netzwerk zeigte im Vergleich zu Wortlisten eine verringerte Aktivität für Wörter in Sätzen, was darauf hindeutet, dass der Satzkontext die Verarbeitung einzelner Wörter erleichtert. Unsere Studie enthüllt bisher unbekannte Organisationsprinzipien des sprachlichen Netzwerks.

Zusammenfassung

Beim Lesen eines Satzes werden die Bedeutungen einzelner Wörter integriert, um auf komplexere Bedeutungen höherer Ordnung zu schließen. Es ist bekannt, dass dieses äußerst schnelle und komplexe menschliche Verhalten den Gyrus frontalis inferior (IFG) und den Gyrus temporalis middle (MTG) in der sprachdominanten Hemisphäre betrifft . Es ist jedoch noch unklar, ob diese Regionen eindeutig zum Satzlesen beitragen. . Um diese neuronale raumzeitliche Dynamik zu testen, verwendeten wir direkte intrakranielle Aufzeichnungen, um die neuronale Aktivität beim Lesen von Sätzen, bedeutungsdefizitären Jabberwocky-Sätzen und Listen von Wörtern oder Pseudowörtern zu messen .

Wir haben zwei funktionell und räumlich-zeitlich unterschiedliche frontotemporale Netzwerke isoliert, die jeweils auf unterschiedliche Aspekte der Wort- und Satzzusammensetzung reagieren. Das erste verteilte Netzwerk umfasst den unteren Frontalgyrus (IFG) und den mittleren Temporalgyrus (MTG), und die IFG-Aktivität geht der MTG voraus. Die Aktivität in diesem Netzwerk nimmt während der Dauer eines Satzes zu und ist während Jabberwocky und Wortlisten reduziert oder fehlt, was darauf hindeutet, dass es eine Rolle bei der Ableitung der Bedeutung auf Satzebene spielt. Das zweite Netzwerk umfasst den oberen Schläfengyrus und den IFG, wobei die zeitlichen Reaktionen denen des Frontallappens vorausgehen, und zeigt eine stärkere Aktivierung für jedes Wort in einer Liste als in Sätzen, was darauf hindeutet, dass der Satzkontext eine größere Effizienz im lexikalischen und/oder phonologischen Bereich ermöglicht . Verarbeitung einzelner Wörter. Diese Ergebnisse implizieren eine verteilte dynamische Berechnung über das frontotemporale Sprachnetzwerk und nicht eine klare Dichotomie zwischen den Beiträgen frontaler und temporaler Strukturen.

Kommentare

Lesen ist wichtig, aber auch eine komplexe Fähigkeit. Jetzt gibt eine neue Studie mehr Aufschluss darüber, wie das Gehirn das geschriebene Wort versteht. Forscher fanden heraus, dass zwei wichtige „Netzwerke“ des Gehirns zusammenarbeiten, um Menschen beim Lesen von Sätzen zu helfen, sodass sie nicht nur die Bedeutung einzelner Wörter erfassen, sondern auch das Gesamtbild des Gesagten verarbeiten können.

„Da Lesen eine so wichtige tägliche Aktivität ist, kann man es leicht als selbstverständlich betrachten“, sagte Studienleiter Oscar Woolnough, Forscher an der McGovern School of Medicine der UTHealth Houston. „Das heißt, bis man diese Fähigkeit verliert“, sagte er. Woolnough verwies auf das Beispiel der Aphasie , die die Fähigkeit von Menschen beeinträchtigt, Sprache zu verwenden, einschließlich Sprechen und die Fähigkeit zu schreiben oder zu lesen. Die Ursache liegt in einer Schädigung des Gehirns, häufig infolge eines Schlaganfalls oder einer Kopfverletzung.

Wenn Forscher besser verstehen könnten, wie das gesunde Gehirn Menschen das Lesen ermöglicht, könnte das das Verständnis von Aphasie und anderen Arten von Leseproblemen verbessern, sagte Woolnough. Für die jüngste Studie rekrutierten Forscher Epilepsiepatienten , denen Elektroden ins Gehirn implantiert worden waren, um zu versuchen, die Ursache ihrer Anfälle zu identifizieren.

Dadurch konnte Woolnoughs Team die Gehirnaktivität der Teilnehmer beim Lesen aufzeichnen und so den zeitlichen Ablauf von Ereignissen präzise abbilden, was mit nicht-invasiver Bildgebung des Gehirns nicht möglich ist. Die Forscher ließen die 36 Teilnehmer stillschweigend mehrere Sätze und Wortlisten vorlesen, von denen einige aus echten Wörtern und andere aus bedeutungslosen „Jabberwocky“-Wörtern bestanden (basierend auf dem Gedicht „Jabberwocky“ von Lewis Carroll ).

Es stellte sich heraus, dass beim Lesen echter Sätze zwei unterschiedliche Netzwerke im frontotemporalen Kortex des Gehirns in Aktion traten. Im ersten Fall nahm die Aktivität mit der Aufnahme der Sätze durch die Leser schrittweise zu, ein Anstieg, der nicht zu beobachten war, wenn die Leute eine Liste mit Wörtern lasen. Woolnough erklärte, dass dies darauf hindeutet, dass das Netzwerk die kombinierte Bedeutung einzelner Wörter in einem Satz addiert und ein größeres Bild des Gesagten erstellt.

Das zweite Netzwerk, das die Forscher identifizierten, funktionierte anders: Es war aktiver, wenn Menschen Wortlisten lasen , statt Sätze. Das liegt aber nicht daran, dass er beim Lesen des Gebets faul war. Wie Woolnough erklärte, scheint das zweite Netzwerk beim Lesen von Sätzen effizienter zu werden, da der Kontext des Satzes die Verarbeitung der einzelnen Wörter erleichtert. „Ihr Gehirn kann vorhersagen, was als nächstes kommt“, sagte sie.

Die kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Ergebnisse haben möglicherweise keine unmittelbaren Auswirkungen auf die Behandlung von Lesestörungen. Experten sagten jedoch, die Studie unterstreiche die Komplexität einer Aufgabe, die für den Alltag von entscheidender Bedeutung sei. Lesefähigkeit könne in keinem Zentrum des Gehirns festgestellt werden, sagte Monica McQuaid, Leiterin des Alphabetisierungsprogramms für Erwachsene am Fisher Landau Center for the Treatment of Learning Disabilities am Montefiore Medical Center in Bronx, New York. Stattdessen handelt es sich um eine Orchestrierung der Aktivität verschiedener Bereiche des Gehirns.

Legasthenie beispielsweise werde manchmal als eine Störung missverstanden , bei der Menschen Wörter „verkehrt herum “ sehen, sagte McQuaid. Aber das Problem sei nicht visueller Natur , erklärte sie. Es ist eine der Sprachverarbeitung . Die Bekämpfung von Legasthenie erfordert daher einen „multisensorischen“ Ansatz, erklärte McQuaid. Anstatt einem Kind beispielsweise einfach das Wort „Katze “ zu zeigen, kann ein Therapeut auch ein Bild einer Katze, das aufgezeichnete Geräusch einer Katze oder die Bewegung einer Katze verwenden, um „eine Bedeutung zu konstruieren “.

Wenn es um Aphasie geht , denken die Leute oft, dass es sich um ein Sprachproblem handelt, sagte Sarah Wallace, Professorin für Kommunikationswissenschaften und -störungen an der University of Pittsburgh. In Wirklichkeit, sagte sie, beeinträchtige Aphasie die gesamte Sprachverarbeitung: Sprechen, Schreiben und Lesen . Wie McQuaid wies Wallace auf die Vielfalt der Gehirnbereiche hin, die am Lesen beteiligt sind, und auf die Notwendigkeit „vielschichtiger“ Ansätze zur Bewältigung von Defiziten.

Es gibt Therapien, die Menschen mit Aphasie dabei helfen, ihre Lesefähigkeiten zu verbessern, meist durch Vorlesen. Gleichzeitig, so Wallace, sei es auch wichtig, die Aufgabe zu erleichtern: Technologie sei eine Möglichkeit, zu helfen, zum Beispiel mit Text-to-Speech-Geräten, die geschriebenen Text und computerisierte Sprache gleichzeitig darstellen.

Die Technologie habe jedoch auch dazu geführt, dass alle Menschen stärker auf das Lesen angewiesen seien, sagte Wallace. E-Mails und Textnachrichten haben die alten Telefonanrufe ersetzt. „Lesen ist ein so wichtiger Teil unseres Alltags“, sagte Wallace. „Es gehört dazu, wie wir neue Beziehungen aufbauen und pflegen.“ Daher sei es „von entscheidender Bedeutung“, sagte er, eine so grundlegende menschliche Fähigkeit besser zu verstehen.