כאשר שני אנשים מקיימים אינטראקציה, הפעילות המוחית שלהם הופכת מסונכרנת, אך עד כה לא היה ברור באיזו מידה "הצימוד בין מוח למוח" נובע ממידע לשוני או מגורמים אחרים, כמו שפת גוף או טון דיבור. חוקרים מדווחים על 2 באוגוסט בכתב העת עֲצָבוֹן שניתן לעצב צימוד מוח למוח במהלך שיחה על ידי התחשבות במילים המשמשות במהלך אותה שיחה, וההקשר שבו הן משמשות.
אנו יכולים לראות תוכן לשוני צץ מילה אחר מילה במוחו של הדובר לפני שהם באמת מנסחים את מה שהם מנסים לומר, ואותו תוכן לשוני מופיע במהירות במוחו של המאזין לאחר שהם שומעים אותו."
זייד זאדה (@zaidzada), סופר ראשון ומדען מוח מאוניברסיטת פרינסטון
כדי לתקשר מילולית, עלינו להסכים על ההגדרות של מילים שונות, אך הגדרות אלו יכולות להשתנות בהתאם להקשר. לדוגמה, ללא הקשר, אי אפשר יהיה לדעת אם המילה "קר" מתייחסת לטמפרטורה, לתכונת אישיות או לזיהום בדרכי הנשימה.
"המשמעות ההקשרית של מילים כפי שהן מופיעות במשפט מסוים, או בשיחה מסוימת, היא באמת חשובה לאופן שבו אנו מבינים אחד את השני", אומר מדען המוח והסופר בכיר סמואל נסטאס (@samnastase) מאוניברסיטת פרינסטון. "רצינו לבדוק את חשיבות ההקשר ביישור פעילות המוח בין הדובר למאזין כדי לנסות לכמת מה משותף בין המוח במהלך השיחה."
כדי לבחון את תפקיד ההקשר בהנעת צימוד מוחי, הצוות אסף נתוני פעילות מוחית ותמלילי שיחות מזוגות של חולי אפילפסיה במהלך שיחות טבעיות. החולים עברו ניטור תוך גולגולתי באמצעות אלקטרוקורטיקוגרפיה למטרות קליניות לא קשורות במרכז האפילפסיה המקיף של אוניברסיטת ניו יורק. בהשוואה לשיטות פחות פולשניות כמו fMRI, אלקטרוקורטיקוגרפיה מתעדת פעילות מוחית ברזולוציה גבוהה במיוחד מכיוון שאלקטרודות ממוקמות במגע ישיר עם פני המוח.
לאחר מכן, החוקרים השתמשו במודל השפה הגדול GPT-2 כדי לחלץ את ההקשר סביב כל אחת מהמילים ששימשו בשיחות, ולאחר מכן השתמשו במידע זה כדי לאמן מודל לחזות כיצד פעילות המוח משתנה כאשר המידע זורם מהדובר למאזין במהלך השיחה .
באמצעות המודל, החוקרים הצליחו לצפות בפעילות מוחית הקשורה למשמעות ספציפית להקשר של מילים במוחם של הדובר והמאזין כאחד. הם הראו שפעילות מוח ספציפית למילה הגיעה לשיא במוחו של הדובר בסביבות 250 אלפיות השנייה לפני שדיבר כל מילה, ועליות תואמות בפעילות המוח הקשורה לאותן מילים הופיעו במוחו של המאזין כ-250 אלפיות השנייה לאחר ששמע אותן.
בהשוואה לעבודה קודמת על צימוד מוח דובר-מאזין, מודל הגישה מבוסס ההקשר של הצוות היה מסוגל לחזות טוב יותר דפוסים משותפים בפעילות המוח.
"זה מראה עד כמה ההקשר חשוב, מכיוון שהוא מסביר בצורה הטובה ביותר את נתוני המוח", אומר זאדה. "מודלים של שפה גדולים לוקחים את כל האלמנטים השונים הללו של הבלשנות כמו תחביר וסמנטיקה ומייצגים אותם בווקטור יחיד בממדים גבוהים. אנו מראים שסוג זה של מודל מאוחד מסוגל לעלות על מודלים אחרים שהוכנו ביד מהבלשנות".
בעתיד, החוקרים מתכננים להרחיב את המחקר שלהם על ידי יישום המודל על סוגים אחרים של נתוני פעילות מוחית, למשל נתוני fMRI, כדי לחקור כיצד חלקים במוח שאינם נגישים באמצעות אלקטרוקורטיקוגרפיה פועלים במהלך שיחות.
"יש הרבה עבודה עתידית מרגשת לעשות בהסתכלות על האופן שבו אזורי מוח שונים מתואמים זה עם זה בטווחי זמן שונים ועם סוגים שונים של תוכן", אומר נסטסה.
מחקר זה נתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות.
