Var sitter orden i hjärnan?

En ny ordatlas över hjärnan kan ge delar av svaret.

Foto: //gallantlab.org/huth2016/

Finns det en speciell plats i hjärnan där ordet mamma hör hemma? Eller randig? Hur är det med mördare?

Frågan är lika spännande som den är svår. På 1800-talet fanns det forskare som trodde att det fanns en specifik del av hjärnan som hanterade språk – en språkmodul. Var den skulle sitta fanns det dock en hel del olika idéer om. En fransk forskare vid namn Pierre Paul Broca rapporterade exempelvis 1861 att han hade obducerat två patienter som lidit av svåra språkstörningar och funnit skador på samma plats i vänstra frontalloben: det som numera kallas Brocas område. Kanske var det där språket satt i hjärnan?

I dag tror vi inte längre att det finns en enskild språkmodul i hjärnan, utan att språkproduktion och språkförståelse finns utspridda över hela organet. Men olika delar av hjärnan verkar vara ansvariga för olika delar av språket – det kan man se om man studerar hur hjärnan aktiveras olika beroende på vilket ord en person hör. Och ord med närliggande betydelser aktiverar liknande delar av hjärnan.

Läs också: Varför byts orden ut?

En av de mer uppmärksammade studierna de senaste kom 2016 från lingvisten Alexander Huth och hans kollegor på amerikanska universitetet UC Berkeley: Natural speech reveals the semantic maps that tile human cerebral cortex [1] (ungefär: naturligt språk avslöjar betydelseberoende kartor som bildar lapptäcke över hjärnan).

Huth och hans kollegor har använt magnetröntgen för att studera hjärnorna på sju talare av amerikansk engelska. Personerna fick lyssna på två timmar av engagerande vardagliga berättelser, och under tiden studerades deras hjärnor. När ordet mother (mamma) dök upp i berättelsen – exakt vad hände i hjärnan då? Hur skilde det sig från när ordet striped (randig) dök upp?

Resultaten är slående, åtminstone vid första anblicken. Det verkar gå att göra en semantisk (betydelsebaserad) karta över vår hjärna! För när talarna hörde samma ord, exempelvis top, så aktiverades ungefär samma delar av hjärnan i alla talarna.

Ordet top har dock inte en enda unik hemvist – istället så lyste hjärnan upp på flera olika ställen hos lyssnarna. Men det var ungefär samma ställen som lyste upp varje gång ordet hördes. Ett av ställena som aktiverades när top hördes aktiverades också när ord som hade att göra med kläder och utseende dök upp i experimentet – det motsvarar alltså klädbetydelsen av top (överdel, tröja). Ett annat ställe som aktiverades när försökspersonerna hörde top hade att göra med nummer (the top number = det högsta numret) och ytterligare ett annat hjärnområde som aktiverades verkade vara kopplat till byggnader och platser (top kan användas för toppen av någon byggnad eller plats).

Det finns alltså semantiskt avdelade områden i hjärnan som hanterar betydelsemässigt besläktade ord. I en del av temporalloben finns exempelvis ett pyttelitet område som verkar hantera ord som wife, mother, pregnant, family. Strax invid det finns ett annat litet område som bland annat lyses upp för ord som family, wife, household, house, apartment, landlord.

Du kan själv kolla in ordatlasen över hjärnan på: //gallantlab.org/huth2016/ Du kan vrida på hjärnan, veckla ut hjärnvecken och undersöka den semantiska kartan. Forskarna har också gjort en film som förklarar deras teori (“modell”) om hur hjärnan fungerar.

I bild 1 nedan har jag zoomat in Huth och hans kollegors ordatlas på ett område som hanterar ord som guilty, innocent, victim, evidence, murderer, murder, crimes, belief.

Foto: //gallantlab.org/huth2016/

Och i bild 2 nedan syns ett område som lyses upp för ord som husband, mother, cousin, brother, niece, sister, son, father, daughter – släktskapsord, alltså.

//gallantlab.org/huth2016/

I bild 3 syns ord som wax, rubber, liquid, metal, plastic, fabric, powder – många ord som har att göra med material.

Foto: //gallantlab.org/huth2016/

Inte nog med att orden grupperas efter betydelse i hjärnan: ofta är platsen i hjärnan inte heller slumpvis. Ord som har att göra med utseende verkar bland annat vara kopplade till områden i den primära synbarken – det vill säga det område i hjärnan som hanterar synintryck i allmänhet.

Läs också: Sover färglösa gröna idéer ursinnigt?

Huth och kollegors ordatlas är väldigt spännande – men som så ofta är fallet är det bra med lite nykter skepticism också. Exempelvis så klarar Huths modell bara av att förutsäga ungefär 20 procent av aktiveringsmönstren i hjärnan när ett visst ord hörs av en försöksperson – 20 procent är imponerande, men det innebär att det är mycket vi fortfarande inte vet. Siffran stiger till 35 procent om man bara försöker förutsäga en enskild individs hjärnaktivering baserat på tidigare studier av just hennes hjärna [2].

Du kanske lade märke till en sak i bilderna – i bild 1 finns det visserligen en mängd ord som verkar att ha att göra med brott och brottsmål – men också ordet universes (universum). I bild 3 fanns det en mängd materialord, men också ord som melted (smält). De hör inte helt hemma där. Just bild 1,2,3 visar på områden som forskarna är rätt säkra på – på många andra ställen verkar orden inte vara särskilt betydelsemässigt besläktade alls. På bild 4 motsvarar de tomma områdena i hjärnan de platser där forskarna har minst koll, rött där de har en del koll och de gul-vita de där de har mest. Tyvärr är det många tomma områden.

Foto: //gallantlab.org/huth2016/

Om man ska sammanfatta huvudpoängerna med det här så är de som följer: Om man ska sammanfatta huvudpoängerna med det här så är de som följer:

  • Din och min ordatlas är alltså olika, men de liknar varandra.
  • Ord grupperas efter betydelse, och de grupperas ungefär på samma plats i både din och min hjärna.

Det finns väldigt mycket kvar att lära – men forskningen går framåt med stormsteg.

Slutligen – hur är det med de svenska orden mamma och randig? Aktiverar de ungefär samma områden som de engelska orden mother och striped? Det verkar troligt – men vi vet inte än. Nästa steg för forskarvärlden är nu att först se om experimentresultaten stämmer även på helt andra talare av engelska (det som kallas att replikera en studie) och sedan är det dags för att se om det även stämmer för helt andra språk.

Referenser
1: Huth, A. G., de Heer, W. A., Griffiths, T. L., Theunissen, F. E., & Gallant, J. L. (2016). Natural speech reveals the semantic maps that tile human cerebral cortex. Nature, 532(7600), 453–458. //www.nature.com/nature/journal/v532/n7600/full/nature17637.html
2: Barsalou, L. W. (2017). What does semantic tiling of the cortex tell us about semantics? Neuropsychologia. //www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002839321730132X

Skribent: Susanne Vejdemo
Lingvist som fokuserar på lexikal och semantisk typologi, språkförändring och lexikal semantik

Susanne Vejdemo