Исследовательская группа под руководством Дэниела Шаро из Центра когнитивной нейровизуализации Дондерса при Университете Радбауд в Неймегене, Кирстен Вебер (Университет Радбауд, MPI), Дэвид Норрис (Университет Радбауда, MPI) и Питер Хагоорт (Университет Радбауд, MPI) хотели исследовать сеть чтения мозга на более детальном уровне. Они использовали МРТ 7 тесла в Институте Эрвина Л. Хана в Эссене для ламинарной функциональной магнитно-резонансной томографии (ЛФМРТ), чтобы измерить активацию мозга на разных глубинах или “ слоях ” мозга – обычно рядом друг с другом и меньше миллиметра. Измерения на этом уровне важны, так как слои могут быть связаны с направлением сигналов.
Глубокие слои связаны с информацией сверху вниз, тогда как средние уровни связаны с информацией снизу вверх. Только ламинарная фМРТ достаточно чувствительна, чтобы обнаруживать более глубокие слои мозга. С помощью этой новой техники исследователи смогут найти нисходящий поток информации к более глубоким слоям мозга для чтения слов?
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи создали псевдословы, такие как «rorf» и «bofgieneer», для сравнения с настоящими словами, такими как «zalm» (лосось) и «batterij» (батарея).
Псевдословы – это «возможные» слова, которых не существует; они произносимы и, следовательно, «читабельны». Двадцать два носителя голландского языка попросили прочесть слова и псевдословы, пока их мозг сканировали. Участники также просмотрели «нечитаемые» последовательности придуманных символов «ложного шрифта», которые напоминали существующие буквы.
Задача заключалась в том, чтобы нажимать кнопку только тогда, когда предметы были настоящими словами.
Сравнивая активацию мозга для «читаемых» элементов (слов и псевдослов) и «нечитаемых» элементов (ложный шрифт), исследователи могли выделить «зону чтения» мозга. Эта область также известна как «область визуальной словоформы» (VWFA) и расположена в височной доле (левой затылочно-височной коре). В качестве следующего шага исследователи сравнили слова напрямую с псевдословами для дальнейшего изучения VWFA.
Сенсорная информация снизу вверх необходима для обоих типов предметов, чтобы распознать строки как буквы. Но будет ли видна нисходящая информация из языковых областей, необходимая для отличия слов от псевдослов??
Исследователи обнаружили более сильную активацию слов, чем псевдословы, в глубоких слоях VWFA.
Эта активация была вызвана проекциями сверху вниз из более высоких языковых областей мозга (левой средней височной извилины (lMTG) и левой задней средней височной извилины (lpMTG)). Это хорошо известные языковые области, участвующие в поиске слов и их значений. Напротив, исследователи обнаружили снижение активации в среднем слое области чтения, что указывает на то, что глубокий слой «подавляет» активацию среднего слоя во время чтения слова.
Обычная фМРТ упустила бы этот нюанс, поскольку только ламинарная фМРТ чувствительна к активации, специфичной для слоя.
«Это прорыв для всех исследований в области визуализации», – говорит Питер Хагоорт, директор Института психолингвистики Макса Планка в Неймегене и соавтор исследования. «Впервые мы установили разные профили активации в разных слоях коры и выяснили, как этот паттерн связан с нисходящим влиянием на обработку коры головного мозга. Это имеет далеко идущие последствия для когнитивной нейровизуализации, расширяя наши знания о сетях мозга."