Crédit : CC0 Domaine public
En utilisant une nouvelle technologie permettant d’obtenir des enregistrements à partir de neurones individuels, une équipe de chercheurs du Massachusetts General Hospital, membre fondateur du système de santé Mass General Brigham, a découvert un « thésaurus » microscopique qui reflète la manière dont les significations des mots sont représentées par les neurones du cerveau humain.
La recherche, qui est publiée dans Natureouvre la porte à la compréhension de la manière dont les humains comprennent le langage et fournit des informations qui pourraient être utilisées pour aider les personnes souffrant de problèmes médicaux affectant la parole.
« Les humains possèdent une capacité exceptionnelle à extraire un sens nuancé à travers le langage. Lorsque nous écoutons un discours, nous pouvons comprendre le sens de dizaines de milliers de mots et le faire de manière transparente à travers des concepts et des thèmes remarquablement divers », a déclaré l’auteur principal Ziv Williams, MD, médecin-chercheur au département de neurochirurgie du Massachusetts General Hospital et professeur associé de neurochirurgie à la Harvard Medical School.
« Cependant, la manière dont le cerveau humain traite le langage au niveau informatique de base des neurones individuels reste un défi à comprendre. »
Williams et ses collègues ont entrepris de construire une carte détaillée de la manière dont les neurones du cerveau humain représentent le sens des mots, par exemple la manière dont nous représentons le concept d’animal lorsque nous entendons le mot chat et chien, et la manière dont nous faisons la distinction entre le concept de chien et celui de voiture.
« Nous voulions également découvrir comment les humains sont capables de traiter des significations aussi diverses au cours d’un discours naturel et grâce à quoi nous sommes capables de comprendre rapidement le sens des mots dans un large éventail de phrases, d’histoires et de récits », a déclaré Williams.
Pour commencer à répondre à ces questions, les scientifiques ont utilisé une nouvelle technologie qui leur a permis d’enregistrer simultanément les activités d’une centaine de neurones du cerveau pendant que les gens écoutaient des phrases (comme « l’enfant s’est penché pour sentir la rose ») et des histoires courtes (par exemple, sur la vie et l’époque d’Elvis Presley).
Grâce à cette nouvelle technique, les chercheurs ont découvert comment les neurones du cerveau associent les mots à des significations particulières et comment ils distinguent certaines significations des autres.
« Par exemple, nous avons constaté que certains neurones s’activaient préférentiellement lorsque les gens entendaient des mots tels que « couru » ou « sauté », qui reflètent des actions, tandis que d’autres neurones s’activaient préférentiellement lorsqu’ils entendaient des mots ayant des connotations émotionnelles, tels que « heureux » ou « triste », a déclaré Williams.
« De plus, en observant tous les neurones ensemble, nous pourrions commencer à construire une image détaillée de la façon dont la signification des mots est représentée dans le cerveau. »
Pour comprendre une langue, il ne suffit pas de comprendre le sens des mots, il faut aussi savoir en suivre le sens exact dans les phrases. Par exemple, la plupart des gens peuvent rapidement déterminer le sens exact de mots tels que « soleil » et « fils » ou « voir » et « mer » lorsqu’ils sont utilisés dans une phrase, même si ces mots ont exactement la même sonorité.
« Nous avons découvert que certains neurones du cerveau sont capables de distinguer de manière fiable ces mots et qu’ils anticipent en permanence le sens le plus probable des mots en fonction du contexte de la phrase dans laquelle ils sont entendus », a déclaré Williams.
Enfin, et c’est peut-être le plus intéressant, les chercheurs ont découvert qu’en enregistrant un nombre relativement faible de neurones cérébraux, ils pouvaient prédire de manière fiable le sens des mots entendus en temps réel pendant un discours. Autrement dit, en se basant sur les activités des neurones, l’équipe a pu déterminer les idées et concepts généraux ressentis par un individu pendant qu’ils étaient compris pendant un discours.
« En étant capable de décoder le sens des mots à partir des activités d’un petit nombre de cellules cérébrales, il pourrait être possible de prédire, avec un certain degré de granularité, ce que quelqu’un écoute ou pense », a déclaré Williams.
« Cela pourrait également nous permettre de développer à l’avenir des interfaces cerveau-machine qui permettraient aux personnes souffrant de maladies telles que la paralysie motrice ou un accident vasculaire cérébral de communiquer plus efficacement. »
Plus d’information:
Mohsen Jamali et al, Codage sémantique lors de la compréhension du langage à une résolution de cellule unique, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07643-2
Fourni par le Massachusetts General Hospital
Citation:Une étude découvre un « thésaurus cérébral » qui permet aux neurones de déduire le sens des mots prononcés (2024, 4 juillet) récupéré le 4 juillet 2024 à partir de
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