Недавнее исследование Института исследований мозга Макговерна показывает, как интересы могут влиять на обработку языка в мозге детей, и прокладывает путь для персонализированных исследований мозга.

Статья, опубликованная в журнале Imaging Neuroscience , была написана в лаборатории профессора Массачусетского технологического института и исследователя Института Макговерна Джона Габриэли под руководством старшего автора Анилы Д\’Мелло, недавнего постдокторанта Макговерна, которая в настоящее время является доцентом Юго-Западного медицинского центра Техасского университета и Техасского университета в Далласе.

«Традиционные исследования дают испытуемым идентичные стимулы, чтобы избежать путаницы в результатах», — говорит Габриэли, профессор медицинских наук и технологий имени Гровера Германа и профессор мозговых и когнитивных наук в Массачусетском технологическом институте. «Однако наше исследование подгоняло стимулы под интересы каждого ребенка, вызывая более сильные и последовательные паттерны активности в языковых областях мозга у разных людей».

Эта работа раскрывает новую парадигму, которая бросает вызов текущим методам и показывает, как персонализация может быть мощной стратегией в нейронауке. Соавторами статьи являются Хейли Олсон, постдок в Институте Макговерна, и Кристина Джонсон, доктор философии, доцент Северо-Восточного университета и бывший докторант в Лаборатории медиа Массачусетского технологического института.

«Наше исследование интегрирует жизненный опыт участников в дизайн исследования », — говорит Джонсон. «Этот подход не только повышает достоверность наших результатов, но и охватывает разнообразие индивидуальных точек зрения, часто упускаемое из виду в традиционных исследованиях».

Принимая во внимание интерес
Когда дело доходит до языка, наши интересы подобны операторам за коммутатором. Они направляют то, о чем мы говорим и с кем мы говорим. Исследования показывают, что интересы также являются мощными мотиваторами и могут помочь улучшить языковые навыки. Например, дети набирают больше баллов на тестах по чтению, когда материал охватывает темы, которые им интересны.

Но нейронаука избегает использования личных интересов для изучения мозга, особенно в области языка. Это происходит в основном потому, что интересы, которые различаются у разных людей, могут помешать экспериментальному контролю — основной принцип, который заставляет ученых ограничивать факторы, которые могут запутать результаты.

Габриэли, Д\’Мелло, Олсон и Джонсон рискнули вступить на эту неизведанную территорию. Команда задалась вопросом, может ли адаптация языковых стимулов к интересам детей привести к более высоким реакциям в языковых областях мозга.

«Наше исследование уникально в своем подходе к контролю вида мозговой активности, которую дают наши эксперименты, а не к контролю стимулов, которые мы даем субъектам», — говорит Д\’Мелло. «Это резко контрастирует с большинством исследований нейровизуализации, которые контролируют стимулы, но могут вносить различия в уровень интереса каждого субъекта к материалу».

В своем недавнем исследовании авторы набрали когорту из 20 детей, чтобы изучить, как личные интересы влияют на то, как мозг обрабатывает язык. Воспитатели описывали исследователям интересы своих детей, охватывая бейсбол, железнодорожные линии, «Майнкрафт» и мюзиклы.

В ходе исследования дети слушали аудиорассказы, настроенные на их уникальные интересы. Им также были представлены аудиорассказы о природе (это не было интересом среди детей) для сравнения. Чтобы зафиксировать паттерны мозговой активности , команда использовала функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), которая измеряет изменения в кровотоке, вызванные базовой нейронной активностью.

Новые знания о мозге
«Мы обнаружили, что когда дети слушали истории на темы, которые им действительно интересны, они демонстрировали более сильные нейронные реакции в языковых областях, чем когда они слушали общие истории, которые не были адаптированы к их интересам», — говорит Олсон. «Это не только говорит нам о том, как интересы влияют на мозг, но и показывает, что персонализация наших экспериментальных стимулов может иметь глубокое влияние на результаты нейровизуализации».

Исследователи заметили особенно поразительный результат.

«Хотя дети слушали совершенно разные истории, паттерны активации их мозга больше совпадали с паттернами их сверстников, когда они слушали идиосинкразические истории, по сравнению с теми, когда они слушали те же самые общие истории о природе», — говорит Д\’Мелло. Это, отмечает она, указывает на то, как интересы могут усиливать как величину, так и последовательность сигналов в языковых регионах у разных субъектов, не меняя при этом то, как эти области общаются друг с другом.

Габриэли отметил еще одно открытие: «Помимо более сильной активности языковых областей для интересующего контента, также наблюдалась более сильная активация областей мозга, связанных с вознаграждением, а также с саморефлексией».

Личные интересы имеют индивидуальное значение и могут приносить удовлетворение, потенциально способствуя более высокой активации в этих регионах во время персонализированных историй.

Эти персонализированные парадигмы могут быть особенно хорошо подходящими для исследований мозга в уникальных или нейроотличных популяциях. Действительно, команда уже применяет эти методы для изучения языка в мозге детей-аутистов.

Это исследование открывает новые горизонты в нейронауке и служит прототипом для будущей работы, которая персонализирует исследования, чтобы раскрыть дальнейшие знания о мозге. Таким образом, ученые могут составить более полное представление о типе информации, которая обрабатывается определенными мозговыми контурами, и более полно понять сложные функции, такие как язык .