Woordcategorieën in het brein – op weg naar gedachten lezen (video)

Uit gemeten hersensignalen is op te maken of je aan een dier of een gereedschap denkt. Dat ontdekte neurowetenschapper Irina Simanova, die tijdens haar promotie aan de Radboud Universiteit onderzocht hoe de categorieën van woorden en dingen zijn opgeslagen in ons brein. Dat levert bruikbare informatie op voor hulpmiddelen die hersensignalen kunnen omzetten naar spraak.

Het geheugen voor betekenis is verdeeld in vakjes. Als je aan een niet-levend ding denkt, zoals een gereedschap, wordt een specifieke groep hersencellen actief. Denk je aan een levend ding, een dier bijvoorbeeld, dan wordt dat door een andere groep cellen verwerk. Irina Simanova’s onderzoek naar de neurale netwerken achter deze categorisering geeft inzicht in hoe wij objecten waarnemen, woorden begrijpen en taal produceren.

Kat in beeld en woord

Met elektro-encefalografie (EEG) en fMRI onderzocht Simanova voor het eerst of dezelfde groep hersencellen ook verschillende representaties van één object verwerkt, dus een plaatje van een kat en het woord ‘kat’. Dat bleek het geval. "Er is dus een gemeenschappelijk hersenpatroon voor woord en beeld binnen een categorie", zegt Simanova. "En die kennis is relevant voor de mensen die hulpmiddelen ontwikkelen om hersensignalen om te zetten naar spraak."

Spraak voorspellen

Met magneto-encefalografie (MEG), een techniek die zeer gedetailleerd de hersenactiviteit over de tijd laat zien, probeerde ze de categorie te voorspellen van een woord dat een proefpersoon nog moest uitspreken. Dat lukte in zo’n 65 procent van de gevallen. "Een mooi resultaat, vooral omdat dit de eerste studie in zijn soort was. Ik was dan ook erg verrast met de duidelijke resultaten. Maar we streven natuurlijk naar honderd procent juiste voorspellingen."

Als volgende stap wil ze meer soorten binnen een categorie gaan bekijken. "Nu gebruikten we mainstream objecten, bijvoorbeeld katten en honden binnen de categorie dieren. Ik wil kijken of dezelfde principes nog steeds gelden bij minder bekende soorten, zoals naaktkatten."

Irina Simanova (Rusland) studeerde Human and Brain Physiology aan Moscow State University. Ze verhuisde naar Nijmegen voor een baan als research assistant bij het Max Planck Institute for Psycholinguistics. In 2009 startte ze daar met haar onderzoek in de Neurobiology of Language groep, waar ze op 12 mei 2014 op zal promoveren aan de Radboud Universiteit. Momenteel werkt Simanova als postdoc bij het Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour van de Radboud Universiteit, binnen het Language in Interaction programma dat in 2012 een Zwaartekrachtsubsidie van 27,6 miljoen euro ontving.

 

Presentatie van Irina Simanova over haar onderzoek tijdens BrainGain BiG Talks in Maastricht in 2011.