איך המוח הופך מחשבות למשפטים? חוקרים פענחו את התעלומה

צוות חוקרים מאוניברסיטת ניו יורק בארה"ב הצליח לפענח כיצד המוח האנושי בונה משפטים שלמים ממילים בודדות, באמצעות טכנולוגיה מתקדמת שמאפשרת להקליט את פעילות המוח ברזולוציה גבוהה במיוחד.

המחקר,שפורסם בכתב העת Nature Communications Psychology, בוחן כיצד המוח בונה משפטים שלמים ממילים בודדות. הצוות בראשות פרופ' אדין פלינקר וד"ר אדם מורגן ביקש לבדוק האם הממצאים ממטלות שפה פשוטות יותר, כמו מתן שמות לתמונות, חלים גם על התהליך המורכב יותר של יצירת משפטים.

בניסוי השתתפו עשרה מטופלים שעברו ניתוח מוח לטיפול באפילפסיה. הצוות ניצל את העובדה שלמטופלים אלה הושתלו אלקטרודות ישירות על פני קליפת המוח למטרות רפואיות, מה שאפשר להם להקליט את הפעילות המוחית ברזולוציה חסרת תקדים. המשתתפים ביצעו מטלות שפה שכללו אמירת מילים בודדות ויצירת משפטים מלאים לתיאור סצנות מצוירות.

החוקרים אימנו אלגוריתמים של למידת מכונה לזהות את הדפוסים העצביים הייחודיים של שש מילים שנאמרו בנפרד, ואז עקבו אחר האופן שבו אותם דפוסים התפתחו כאשר המילים שולבו במשפטים שלמים.

דפוסי עיבוד שונים במשפטים פעילים וסבילים

המחקר גילה שלמרות שדפוסי הפעילות המוחית של מילים בודדות נשארים עקביים במטלות שפה שונות, האופן שבו המילים מסודרות ומעובדות תלוי מאוד במבנה המשפט. באזורים סנסומוטוריים - אזורי המוח האחראים על תנועה וחישה - הפעילות העצבית שיקפה את הסדר שבו המילים נאמרו. אולם באזורים הקדם-מצחיים - החלק הקדמי של המוח שאחראי על תכנון וחשיבה מורכבת - אסטרטגיית הקידוד הייתה שונה.

הממצא המפתיע ביותר התגלה כאשר החוקרים השוו בין משפטים פעילים (כמו "דרקולה הכה את פרנקנשטיין") למשפטים סבילים (כמו "פרנקנשטיין הוכה על ידי דרקולה"). במשפטים פעילים, המוח עיבד את המילים בסדר שבו הן נאמרות - קודם את הנושא ואחר כך את המושא. אבל במשפטים סבילים התגלתה תמונה שונה לחלוטין.

במשפטים סבילים, המוח עבד בצורה שונה. במקום לעבד מילה אחרי מילה, קליפת המוח הקדם-מצחית שמרה על הפעלה של שני שמות העצם לאורך כל המשפט. גם בזמן שמילה אחת נאמרה, השנייה נשארה פעילה במוח. זה מצביע על כך שיצירת משפטים מורכבים מבחינה דקדוקית או לא סטנדרטיים דורשת מהמוח לשמור ולנהל מספר אלמנטים בו-זמנית, ככל הנראה תוך הפעלת זיכרון עבודה נוסף.

החוקרים גילו שאזורים שונים בחלק הקדמי של המוח "התמחו" בתפקידים שונים במשפטים סבילים. אזור אחד טיפל בנושאי המשפט (מי עושה את הפעולה), ואזור אחר טיפל במושאי המשפט (על מי נעשית הפעולה). לעומת זאת, במשפטים פעילים לא נמצאה חלוקת עבודה כזו באזורים אלה.

התגליות החדשות עשויות להסביר תופעה מעניינת בבלשנות: מדוע פחות מחמישה אחוזים משפות העולם ממקמות מושאים לפני נושאים. החוקרים מציעים שזה יכול לנבוע, בחלקו, מיעילות עצבית. לדברי החוקרים, עיבוד מבנים פחות נפוצים כמו משפטים סבילים נראה כדורש יותר מאמץ קוגניטיבי, אשר לאורך זמן אבולוציוני יכול להשפיע על דפוסי שפה.

זמני התגובה במחקר תמכו בהשערה זו - משפטים סבילים ארכו זמן רב יותר לייצור מאשר משפטים פעילים. "ייצור מילים בסדר מהפחות בולט לבולט ביותר עשוי להיות פשוט קשה יותר למערכת הייצור", מסכמים החוקרים. "אנו משערים שלאורך מהלך האבולוציה של השפה, קושי זה מפעיל לחץ עדין על שינוי שפה, מה שהופך את זה לסביר יותר ששפות יתפתחו בכיוון של סדרי מילים של נושא-לפני-מושא".