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As partes do cérebro humano “foram recicl” lendo, indicam o estudo

Os seres humanos começaram a desenvolver sistemas de leitura e de escrita somente dentro dos pouco mil anos passados. Nossas capacidades da leitura ajustam-nos independentemente de outras espécies animais, mas alguns mil anos são um marco temporal muito demasiado curto para que nossos cérebros evoluam as áreas novas devotadas especificamente à leitura.

Para esclarecer a revelação desta habilidade, alguns cientistas supor que as partes do cérebro que evoluiu originalmente para outros fins “estiveram recicl” lendo.

Como um exemplo, sugerem que uma parte do sistema visual que é especializado para executar o reconhecimento de objeto repurposed para um componente-chave do processamento ortográfico chamado leitura -- a capacidade para reconhecer letras e palavras escritas.

Um estudo novo dos neurocientistas do MIT oferece a evidência para esta hipótese. Os resultados sugerem que mesmo nos primatas nonhuman, que não sabem ler, uma parte do cérebro chamado o córtice (IT) inferotemporal seja capaz de executar tarefas tais como a distinção de palavras das palavras de absurdo, ou seleccionando letras específicas de uma palavra.

“Este trabalho abriu um enlace potencial entre nossa compreensão ràpida tornando-se dos mecanismos neurais do processamento do visual e um comportamento importante do primata -- leitura humana,” diz James DiCarlo, cabeça do departamento do MIT do cérebro e ciências cognitivas, um investigador no instituto de McGovern para a pesquisa do cérebro e o centro para cérebros, mentes, e máquinas, e o autor superior do estudo.

Rishi Rajalingham, um postdoc do MIT, é o autor principal do estudo, que aparece hoje em comunicações da natureza. Outros autores do MIT são postdoc Kohitij Kar e associado técnico Sachi Sanghavi. A equipa de investigação igualmente inclui Estanislau Dehaene, um professor da psicologia cognitiva experimental no Collège de France.

Reconhecimento de palavra

A leitura é um processo complexo que exija o reconhecimento de palavras, a atribuição do significado 2 aquelas palavras, e a associação de palavras com seu som correspondente. Estas funções são acreditadas para ser espalhadas para fora sobre partes diferentes do cérebro humano.

Os estudos funcionais (fMRI) da ressonância magnética identificaram uma região chamada a área visual do formulário de palavra (VWFA) que se ilumina acima quando o cérebro processa uma palavra escrita.

Esta região é envolvida na fase ortográfica: Discrimina palavras das cordas de letras misturadas ou palavras dos alfabetos desconhecidos. O VWFA é ficado situado no córtice da TI, uma peça do córtice visual que é igualmente responsável para identificar objetos.

DiCarlo e Dehaene tornaram-se interessados em estudar os mecanismos neurais atrás do reconhecimento de palavra após psicólogos cognitivos em França relataram que os babuínos poderiam aprender discriminar palavras dos nonwords, em um estudo que aparecesse na ciência em 2012.

Usando o fMRI, o laboratório de Dehaene tem encontrado previamente que as peças do córtice da TI que respondem aos objetos e às faces se tornam especializadas altamente para reconhecer povos das palavras escritas uma vez aprendem ler.

Contudo, dado as limitações de métodos humanos da imagem lactente, foi desafiante caracterizar estas representações na definição dos neurônios individuais, e testá-las quantitativa se e como estas representações puderam ser reúso para apoiar o processamento ortográfico,”

Estanislau Dehaene, professor, departamento da psicologia cognitiva experimental, Collège de France

“Estes resultados inspiraram-nos perguntar se os primatas nonhuman poderiam fornecer uma oportunidade original de investigar os mecanismos neuronal que são a base do processamento ortográfico.”

Os pesquisadores supor que se as partes do cérebro do primata são predispor processar o texto, puderam poder encontrar testes padrões refletir que na actividade neural de primatas nonhuman enquanto olham simplesmente palavras.

Para testar essa ideia, os pesquisadores gravaram a actividade neural de aproximadamente 500 locais neurais através do córtice da TI dos macaques como olharam aproximadamente 2.000 cordas de letras, alguns de que eram as palavras inglesas e algumas de que eram as cordas de letras sem-sentido.

“A eficiência desta metodologia é que você não precisa de treinar animais para fazer qualquer coisa,” Rajalingham diz. “O que você faz é apenas o registro estes testes padrões da actividade neural como você flash uma imagem na frente do animal.”

Os pesquisadores alimentaram então que os dados neurais em um modelo de computador simples chamaram um classificador linear. Este modelo aprende combinar as entradas de cada um dos 500 locais neurais para prever se a corda de letras que provocaram esse teste padrão da actividade era uma palavra ou não.

Quando o animal próprio não executar esta tarefa, o modelo actua como um “dublê” que usos os dados neurais gerar um comportamento, Rajalingham diz.

Usando-se que os dados neurais, o modelo podiam gerar as previsões exactas para muitas tarefas ortográficas, incluindo distinguindo palavras dos nonwords e determinando se uma letra particular esta presente em uma corda de palavras.

O modelo tinha aproximadamente 70 por cento exacto em distinguir palavras dos nonwords, que é muito similar à taxa relatada no estudo 2012 da ciência com babuínos. Além disso, os testes padrões de erros feitos pelo modelo eram similares àqueles fizeram pelos animais.

Recicl Neuronal

Os pesquisadores igualmente gravaram a actividade neural de uma área diferente do cérebro que igualmente alimentasse no córtice da TI: V4, que é peça do córtice visual.

Quando alimentaram testes padrões da actividade V4 no modelo linear do classificador, o modelo previu deficientemente (comparado ao TI) o desempenho do ser humano ou do babuíno nas tarefas de processamento ortográficas.

Os resultados sugerem que o córtice da TI bem-esteja serido particularmente para ser repurposed para as habilidades que são necessários para ler, e apoiam a hipótese que alguns dos mecanismos da leitura estão construídos em cima dos mecanismos altamente evoluídos para o reconhecimento de objeto, os pesquisadores dizem.

Os pesquisadores planeiam agora treinar animais para executar tarefas e a medida ortográficas como sua actividade neural muda enquanto aprendem as tarefas.

Source:
Journal reference:

Rajalingham, R., et al. (2020) The inferior temporal cortex is a potential cortical precursor of orthographic processing in untrained monkeys. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-17714-3.