Osobní zájmy ovlivňují reakci dětského mozku na jazyk

Nedávná studie z McGovern Institute for Brain Research ukazuje, jak osobní zájmy mohou modulovat zpracování jazyka v mozku dětí a otevírá cestu pro personalizovaný neurovědecký výzkum.

Článek publikovaný v časopise Imaging Neuroscience vznikl v laboratoři profesora MIT a výzkumníka McGovern Institutu Johna Gabrieliho a vedla jej hlavní autorka Anila D’Mello, nedávná postdoktorandka McGovern Institutu, která je nyní profesorkou na University of Texas Southwestern Medical Center a University of Texas at Dallas.

„Tradiční studie dávají subjektům identické podněty, aby se předešlo zkreslení výsledků,“ říká Gabrieli, který je Grover Hermann profesorem zdravotnických věd a technologií a profesorem mozkových a kognitivních věd na MIT. „Náš výzkum však přizpůsobil podněty zájmům každého dítěte, čímž vyvolal silnější a konzistentnější aktivity v jazykových oblastech mozku napříč jednotlivci.“

Tato práce odhaluje nový přístup, který zpochybňuje současné metody a ukazuje, jak personalizace může být silnou strategií v neurovědě. Spoluautory studie jsou Halie Olson, postdoktorandka na McGovern Institutu, a Kristina Johnson, Ph.D. '21, profesorka na Northeastern University a bývalá doktorandka na MIT Media Lab. „Náš výzkum integruje životní zkušenosti účastníků do návrhu studie,“ říká Johnson. „Tento přístup nejen zlepšuje platnost našich zjištění, ale také zachycuje rozmanitost individuálních perspektiv, které jsou v tradičním výzkumu často opomíjeny.“

Zohlednění zájmů

Pokud jde o jazyk, naše zájmy jsou jako operátoři za rozvaděčem. Řídí, o čem mluvíme a s kým mluvíme. Výzkum naznačuje, že zájmy jsou také silnými motivátory a mohou pomoci zlepšit jazykové dovednosti. Například děti dosahují vyšších výsledků v čtenářských testech, když materiál zahrnuje témata, která je zajímají.

Neurověda se však vyhýbala používání osobních zájmů ke studiu mozku, zejména v oblasti jazyka. To je hlavně proto, že zájmy, které se liší mezi lidmi, by mohly narušit experimentální kontrolu – základní princip, který vede vědce k omezení faktorů, které mohou výsledky zkreslit.

Gabrieli, D’Mello, Olson a Johnson se vydali do tohoto neprobádaného území. Tým se zamýšlel nad tím, zda by přizpůsobení jazykových podnětů zájmům dětí mohlo vést k vyšším odezvám v jazykových oblastech mozku. „Naše studie je jedinečná v přístupu k řízení typu mozkové aktivity, kterou naše experimenty přinášejí, spíše než k řízení podnětů, které subjektům dáváme,“ říká D’Mello. „To je v silném kontrastu s většinou neuroimagingových studií, které řídí podněty, ale mohou zavádět rozdíly v úrovni zájmu jednotlivých subjektů o materiál.“

Ve své nedávné studii autoři rekrutovali kohortu 20 dětí, aby prozkoumali, jak osobní zájmy ovlivňují způsob, jakým mozek zpracovává jazyk. Pečovatelé popsali zájmy svých dětí výzkumníkům, od baseballu, železničních linek, „Minecraftu“ až po muzikály. Během studie děti poslouchaly zvukové příběhy přizpůsobené jejich jedinečným zájmům. Pro srovnání jim byly také předloženy zvukové příběhy o přírodě (toto nebyl zájem mezi dětmi).

K zachycení vzorů mozkové aktivity tým použil funkční magnetickou rezonanci (fMRI), která měří změny průtoku krve způsobené podkladovou neuronální aktivitou.

Nové poznatky o mozku

„Zjistili jsme, že když děti poslouchaly příběhy o tématech, která je opravdu zajímala, vykazovaly silnější neuronální odezvu v jazykových oblastech než při poslechu obecných příběhů, které nebyly přizpůsobeny jejich zájmům,“ říká Olson. „To nám nejen říká, jak zájmy ovlivňují mozek, ale také ukazuje, že personalizace našich experimentálních podnětů může mít hluboký dopad na výsledky neuroimagingu.“

Výzkumníci si všimli zvláště nápadného výsledku. „Přestože děti poslouchaly úplně jiné příběhy, jejich vzorce aktivity mozku se více překrývaly s jejich vrstevníky, když poslouchaly individuální příběhy, ve srovnání s poslechem stejných obecných příběhů o přírodě,“ říká D’Mello. To, jak poznamenává, poukazuje na to, jak zájmy mohou zvýšit jak velikost, tak konzistenci signálů v jazykových oblastech napříč subjekty bez změny způsobu, jakým tyto oblasti komunikují navzájem.

Gabrieli si všiml dalšího zjištění: „Kromě silnějšího zapojení jazykových oblastí pro obsah zájmu došlo také k silnější aktivaci v oblastech mozku spojených s odměnou a také s sebereflexí.“ Osobní zájmy jsou individuálně relevantní a mohou být odměňující, potenciálně vedoucí k vyšší aktivaci v těchto oblastech během personalizovaných příběhů.

Tyto personalizované přístupy by mohly být obzvláště vhodné pro studie mozku u jedinečných nebo neurodivergentních populací. Tým skutečně již aplikuje tyto metody ke studiu jazyka v mozku autistických dětí.

Tato studie otevírá novou cestu v neurovědě a slouží jako prototyp pro budoucí práci, která personalizuje výzkum, aby odhalila další znalosti o mozku. Vědci tak mohou shromáždit komplexnější pochopení typu informací, které zpracovávají specifické mozkové obvody, a plněji pochopit komplexní funkce, jako je jazyk.