言語、知覚、行動の脳内ネットワーク - 言語聴覚士の読書ノート

Neuropsychologia

2017年4月

言語、知覚、行動の脳内結合。ヒト大脳皮質における時空間意味活性化の神経生物学的モデル

大脳皮質の異なる領域は、一般的な意味処理と選択的な意味処理、あるいはカテゴリー特異的な意味処理にそれぞれ特化していることが、神経イメージングや患者の研究によって示されています。

なぜ意味のハブとカテゴリー特異性の両方が存在し、それらが異なる大脳皮質領域に出現するのでしょうか？また、これらの領域の活性化の時間経過は、脳のようなネットワークモデルによって予測・説明できるのでしょうか？

本研究では、人間の大脳皮質機能の神経計算モデルを拡張し、意味のある具体的な言葉を理解するための大脳皮質プロセスの時間経過をシミュレートする。

このモデルは、言語、知覚、行動のための前頭皮質領域と側頭皮質領域を、それらの接続性とともに実装している。

このモデルでは、言葉を意味的に理解するために、ヘブ語学習を用いて、参照的な目的語と行動に関連した意味の側面から言葉を意味的に理解する。

このモデルでは、従来の提案と比較して、接続性の研究によってサポートされた神経解剖学的リンクを追加し、シナプスの重みをダウンスケールすることで、純粋に領域の入出力リンクの数による領域間の機能的差異を制御している。

我々は、言葉と、これらのシンボルが話すために使用される物体や行動との間の意味的関係の学習が、分散回路の形成につながることを示している。

したがって、これらのコネクタハブ領域は、意味的ハブとしての役割を獲得している。

このように、運動野や視覚野に異なる形で到達することで、出現した「意味回路」の皮質分布は、表現されたシンボルの意味を反映しており、その結果、カテゴリーの特異性を説明することができます。

我々のモデルの改善された接続構造は、モデルの「意味的ハブ」においても、ある程度のカテゴリー特異性を伴う。

このように、ネットワーク構造の中心となる意味的ハブは、意味情報を運ぶモダリティ優先領域よりも先に活性化されている。