5.2.1 Научный проект «Нейрокогнитивные механизмы коммуникации и речи»

Научное направление 5. Нейрокогнитивные механизмы социального поведения → Исследовательская программа 5.2 Нейрокогнитивные механизмы коммуникации и речи

Период реализации проекта 

2020-2025

Связь научного проекта с тематикой человеческого потенциала

Принятие решений и распространение информации в первую очередь происходит в коммуникативной среде. В этой связи важно разработать всестороннюю теоретическую модель механизмов освоения и функционирования языка и коммуникативной функции в целом как мультимодального интерфейса между различными нейрокогнитивными системами, для чего необходимы исследования нейрональных сетей, участвующих в запоминании новых словоформ, их значений и способов их использования в сложных сенсомоторных и социальных контекстах, изучение роли механизмов внимания и восприятия в языковых процессах, понимание механизмов би- и мультилингвизма, языковой креативности, индивидуальной вариативности и возрастной динамики коммуникативных функций.

Научный проект «Нейрокогнитивные механизмы коммуникации и речи» нацелен на изучение нейрокогнитивных механизмов социальной коммуникации в свете современных «больших вызовов», включая разработку всесторонней теоретической модели механизмов освоения языка, что будет способствовать более глубокому пониманию механизмов формирования человеческого потенциала.

Цель проекта:

Изучение коммуникативной функции как мультимодального интерфейса между различными нейрокогнитивными системами

Задачи проекта:

1. Разработка методик для тестирования влияния мультилингвизма на когнитивную функцию в различных возрастных категориях и с учетом индивидуального уровня владения вторым языком и особенностями его использования индивидом, проведение исследований когнитивных процессов, которые лежат в основе креативного мышления и которые развиваются в результате мультиязычной практики
2. Анализ индивидуальной вариативности латерализации речевой функции в мозге по данным функциональной и структурной магнитно-резонансной томографии (МРТ), анализ данных транскраниальной магнитной стимуляции мозга в сопоставлении с индексами латерализации языка по данным функциональной МРТ, проведение дифференциации вклада рукости и семейного левшества в индивидуальную вариативность репрезентации речевой функции в мозге, анализ анатомической асимметрии головного мозга в связи с функциональной латерализацией языка
3. Разработка подходов к измерению процессов языкового научения в контексте влияния сенсомоторного опыта, исследования по уточнению взаимосвязи между вниманием, процессами сенсорного восприятия и языковым поведением, выявлению взаимодействий между отдельными концептуальными доменами на основе анализа их общей взаимосвязи с процессами внимания и сенсорного восприятия в рамках общей теории воплощенного познания, взаимосвязи сенсомоторного опыта и обработки слов
4. Изучение общих механизмов и индивидуальной вариативности динамики речевой функции

Ключевые результаты

2020 г.

Подготовлен спектр поведенческих и нейрокогнитивных исследований речевой функции в различных популяциях, а также исследования индивидуальной вариативности репрезентации речевой функции в мозге. Разработаны новые методы и подходы к исследованию когнитивных процессов, которые лежат в основе креативного мышления и которые развиваются в результате мультиязычной практики

2021 г.

Собраны данные исследований, посвященных теме пространственного картирования, механизмов обработки абстрактных и конкретных концептов, а также особенностей проведения исследований, использующих парадигму семантического прайминга, составлена программа и реализована первая экспериментальная серия (3 эксперимента), в результате не подтверждена связь между концептами числа и времени, однако частично подтверждена связь между концептами числа и пространственным компонентом (моторным ответом), а также полностью подтверждена связь между концептами числа и буквенной длиной выбираемого слова

Проведена первичная обработка структурных данных белого вещества,  и реконструированы основные ассоциативные пучки белого вещества больших полушарий (три сегмента аркуатного пучка, лобный косой пучок, лобно-затылочный пучок, нижний продольный пучок, крючковидный пучок), мозолистое тело, извлечены основные метрики указанных трактов с применением инновационного гибридного метода на данных структурной МРТ 50 здоровых русскоговорящих участников, произведен статистический анализ взаимосвязи между асимметрией функциональной активации мозга, связанной с речевой деятельностью, со структурной асимметрией ассоциативных трактов белого вещества и метриками мозолистого тела, сделан вывод о том, что не дугообразный, а нижний лобно-затылочный пучок связан с латерализацией языка в мозге.

2022 г.

Уточнена роль общих систем внимания, восприятия и моторного контроля в обработке абстрактных понятий времени. Полученные данные показывают, что взаимодействие между сенсомоторной системой и активацией концептов времени начинается уже на ранних этапах обработки слова.

Отклонения траектории движения курсора при обработке лево- и право- ориентированных слов, связанных с семантикой времени (например, понедельник vs. воскресенье). Окно статистически значимых различий между условиями выделено серым цветом

Образовательные программы

Образовательный модуль «Экспериментальная лингвистика» в рамках бакалаврской программы «Фундаментальная и компьютерная лингвистика»

Интегрированный трек «Мозг и Когнитивные науки iBrain»

Микродигри «Прикладная когнитивная нейронаука»

Публикации

1. Malyshevskaya A. et al. (2022). Mapping of individual time units in horizontal space //Language and Cognition. – 2023. – Т. 15. – №. 2. – С. 245-265. doi
2. Bolgina T. et al. (2022)  Repetitive transcranial magnetic stimulation modulates action naming over the left but not right inferior frontal gyrus //Brain Structure and Function. – 2022. – Т. 227. – №. 8. – С. 2797-2808. doi
3. Wang Y., Wei L. Multilingual learning and cognitive restructuring: The role of audiovisual media exposure in Cantonese–English–Japanese multilinguals’ motion event cognition //International Journal of Bilingualism. – 2023. – Т. 27. – №. 3. – С. 331-348. doi
4. Bermúdez-Margaretto B. et al. (2023) Neural correlates of cross-alphabetic interference and integration in the biliterate brain //Bilingualism: Language and Cognition. – 2023. – С. 1-14. doi
5. Shtyrov Y. et al. (2023) Breakdown of category-specific word representations in a brain-constrained neurocomputational model of semantic dementia //Scientific Reports. – 2023. – Т. 13. – №. 1. – С. 19572. doi

РИД

Драгой О.В., Зонтов Ю.В., Зубарева Н.Д. Программа ЭВМ «Мультиязычный Интраоперационный Номинативный Тест (МИНТ)». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2023665887 от 21.07.2023 г.

Конференции

Восьмая летняя нейролингвистическая школа в онлайн-формате «Наука о чтении: от мозга к поведению и обратно» (Москва, Россия, 28-30 июня 2021 г.)

Девятая летняя нейролингвистическая школа в онлайн-формате «Экспериментальные исследования этнических языков России» (Москва, Россия, 27-28 июня 2022 г.)

Первая международная конференция Cross-Cultural Aspects of Bilingualism (Москва, Россия, 30 сентября 2022 г.)