通过单个脑细胞的闪烁可以检测出词语的含义

从传达精确的指令到唤起全新的世界，是我们人类生存的核心。但构成人类大脑的众多细胞如何将抽象的声音或符号转化为有意义的东西一直是个谜。

新技术可以追踪大脑活动直至单个神经元，现在可以精确揭示这种声音转换在我们大脑中发生的位置。

“人类拥有通过语言提取细微含义的非凡能力——当我们聆听语音时，我们可以理解多达数万个单词的含义，并且可以无缝地跨越极其多样化的概念和主题。”说哈佛大学神经科学家齐夫·威廉姆斯（Ziv Williams）。

“我们想要发现人类在自然语音过程中如何能够处理如此多样化的含义，并通过这种方式快速理解各种句子、故事和叙述中的单词含义。”

哈佛大学神经科学家 Mohsen Jamali 和 Benjamin Grannan 及其同事利用钨“芯片实验室”微电极阵列和神经像素在细胞水平上记录大脑活动前额皮质 13 名参与者聆听单个句子和故事。

令人惊讶的是，记录大脑这一部分的神经元只需要一个参与言语形成和工作记忆？使研究人员能够大致地“读懂”细胞活动模式中的一般含义。

录音显示，具有相似含义的单词（如面条和披萨）会在参与者的大脑中产生相似的活动模式，而当听到具有不同含义的单词（如鸭子和。

“我们发现，当人们听到诸如跑或跳等反映动作的词语时，某些神经元会优先激活，而当人们听到具有情感内涵的词语时，其他神经元会优先激活，例如快乐或悲伤。”解释威廉姆斯。

“当将所有神经元放在一起观察时，我们可以开始详细描绘大脑中词语含义的表达方式。”

此外，响应单词声音的神经元活动模式也取决于前后发生的事情。

研究团队表示：“这些神经元并不是简单地将单词作为固定的存储记忆表征来响应，而是在自然语音处理过程中，以上下文相关的方式自适应地表示单词的含义。”在他们的论文中写道。

这使我们能够区分同音词——发音相同但含义不同的词，例如“I”和“eye”。

研究人员还发现了层次结构的线索，当我们听到具有相似含义的单词时，这些层次结构可以让我们快速切换。

“通过从少量脑细胞的活动中解码词义，我们可能能够以一定的精度预测某人正在听什么或想什么。”说威廉姆斯。

“它还有可能让我们在未来开发出脑机接口，让患有运动麻痹或中风等疾病的人能够更有效地沟通。”

研究人员现在热衷于探索他们在我们的大脑中发现的意义图谱在反应方面是否保持相似、图片甚至不同的语言，以及可能涉及大脑的哪些其他部分。

这项研究发表于自然。