В процессе общения мозг человека реагирует на процессы, происходящие в мозге собеседника и связанные с используемыми словами. Моделирование общения на уровне мозговой активности провели ученые из США.
Синхронизация поведения играет важную роль в успешном социальном взаимодействии, как показывают предыдущие исследования. Например, когда участники музыкальной группы согласовывают свои движения с движениями солиста, это положительно сказывается на качестве исполнения улучшается. Известно также, что в процессе устной коммуникации происходит «синхронизация» происходит на уровне мозговой активности. Однако до конца не было ясно, от чего зависит такое взаимодействие: непосредственно от слов или от других компонентов, например от языка тела или тона голоса.
Ученые из Принстонского и Нью-Йоркского университетов в США разработали модель, позволяющую воспроизвести синхронную мозговую активность двух людей во время беседы, учитывая используемые слова и контекст. Результаты научной работы опубликовал журнал Neuron.
Используя электрокортикографию, исследователи получили информацию о работе мозга у пар пациентов с эпилепсией во время спонтанных разговоров, дополнительно изучив записи этих бесед. Анализ показал, что нейронная активность, связанная с каждым употребляемым словом, достигала максимума приблизительно за 250 миллисекунд до того, как говорящий произносил слово, а в мозге слушателя — примерно через 250 миллисекунд после его восприятия.
«Авторы статьи отметили, что лингвистический контент последовательно формируется в сознании говорящего до того, как он выражает свои мысли, и аналогичный процесс происходит в мозге слушателя, воспринимающего информацию.
Специалисты выяснили, что мозговая активность, обусловленная обработкой слова, определяется не только самим словом, но и его значением, зависящим от контекста. Так, английское слово «cold» может иметь различные значения в зависимости от окружающих слов: от низкой температуры до характеристики личности или признака болезни (простуда).
Используя нейросеть GPT-2, исследователи получили контекст для каждого слова, произнесенного в разговоре, и на его основе создали модель, способную прогнозировать изменения в мозговой активности в процессе передачи информации от говорящего к слушающему. Точность полученных результатов превзошла показатели предыдущих исследований, что подчеркивает значимость учета контекста.
В перспективе исследователи намереваются расширить работу и использовать контекстно-ориентированный подход к другим видам данных о мозговой активности. ФМРТ, к примеру, позволит выявить активность участков мозга, которые не могут быть изучены с помощью электрокортикографии во время разговора.