在引擎盖下看大脑的语言系统|麻省理工学院新闻
作为一个在前苏联长大的年轻女孩，伊夫琳娜·费多伦科（Evelina Fedorenko Phd ’07）研究了包括英语在内的几种语言，因为她的母亲希望这将使她有机会最终出国搬家以获得更好的机会。 她的语言研究不仅帮助她成年后在美国建立了新的生活，而且导致对语言学以及大脑如何处理语言的兴趣。现在，Fedorenko是麻省理工学院的大脑和认知科学副教授，研究了大脑的语言处理区域：它们的出现方式，是否与其他心理功能共享以及每个地区如何贡献语言理解和生产。 Fedorenko的早期工作有助于确定大脑语言处理区域的确切位置，并且她一直在基础上进行这项工作，以洞悉这些地区中不同的神经元种群如何实施语言计算。 她说：“鉴于这个标准的大脑在各个人的标准问题上，人们花了一段时间才能弄清楚如何快速，可靠地找到这些区域。” “然后我们一直在走去，问这样的问题：语言是否与与之相似的其他功能重叠？该系统在内部是如何组织的？该网络的不同部分会做不同的事情吗？您可以提出的数十个问题，以及我们推进的许多方向。” 在一些最新的指示中，她正在探索大脑的语言处理区域如何在生活早期发展，通过研究非常年幼的孩子，具有不寻常的大脑建筑的人以及被称为大语言模型的计算模型。 从俄罗斯到麻省理工学院 Fedorenko在俄罗斯城市Volgograd长大，后者是苏联的一部分。当苏联在1991年分手时，她的母亲，机械工程师失去了工作，一家人努力维持生计。 “这是一个非常紧张而痛苦的时期，”费多伦科回忆道。 “但是对我来说总是非常稳定的一件事是，我总是有很多爱，我的父母，祖父母以及我的姨妈和叔叔。 Fedorenko确实在学校努力工作，学习英语，法语，德语，波兰语和西班牙语，她还参加了数学比赛。作为一个15岁的年轻人，她花了一年的时间在阿拉巴马州上高中，这是该计划的一部分，该计划使前苏联与美国家庭的学生一起。她一直在考虑申请欧洲的大学，但是当她意识到美国高等教育系统提供了更大的学术灵活性时，她改变了计划。 在获得哈佛大学获得全额奖学金后，她于1998年回到美国，并获得了心理学和语言学学士学位，同时还从事多个工作来寄钱回家以帮助家人。 在哈佛大学期间，她还在麻省理工学院上课，最终决定向研究生院申请。在麻省理工学院的博士学位研究中，她与脑和认知科学教授泰德·吉布森（Ted Gibson）合作，后来又是沃尔特·A·罗森伯斯（Walter A.她首先使用功能性磁共振成像（fMRI）来研究似乎对音乐有好处反应的大脑区域，但她很快就转而研究了大脑对语言的反应。 她发现与Kanwisher合作，Kanwisher研究了人类大脑的功能组织，但以前没有在语言上工作过多，他帮助Fedorenko建立了一项研究计划，没有潜在的偏见，这些偏见涉及一些关于大脑中语言处理的早期工作。 Fedorenko说：“我们真的是从头开始的，结合了与Gibson合作获得的语言处理知识以及Kanwisher在研究视觉系统时开发的严格神经科学方法。” 在2007年获得博士学位后，费多伦科（Fedorenko）在美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）资助的博士后一直在麻省理工学院（MIT）呆了几年，继续与坎威什（Kanwisher）进行研究。在此期间，她和Kanwisher开发了识别不同人的语言处理区域的技术，并发现了大脑某些部分对语言有选择性反应的新证据。 Fedorenko随后在马萨诸塞州综合医院担任研究学院五年，然后收到2019年加入MIT教师的提议。 大脑如何处理语言 自从在麻省理工学院的麦戈文大脑研究所创办实验室以来，Fedorenko和她的受训者已经做出了一些发现，这些发现有助于完善神经科学家对大脑的语言处理区域的理解，这些区域散布在大脑的左侧和颞叶上。 在一系列研究中，她的实验室表明，这些区域对语言具有很高的选择性，并且不受诸如听音乐，阅读计算机代码或解释面部表情等活动的参与，所有这些都被认为与语言处理具有相似之处。 Fedorenko说：“我们已经将语言处理机械与其他各种系统（包括通用流体思维系统以及社会感知和推理系统的系统）分开，这些系统支持处理交流信号的处理，例如面部表情和手势，以及对他人的信念和欲望的推理，” Fedorenko说。 “因此，这是一个重要的发现，该系统确实是它自己的事。” 最近，Fedorenko将她的注意力转向了详细介绍语言处理网络不同部分的功能。在最近的一项研究中，她确定了这些区域内的不同神经元种群，这些神经元似乎具有不同的时间窗口来处理语言内容，从只有一个单词到六个单词。 她还在研究大脑中的语言处理电路是如何出现的，随着她和实验室中的博士后正在进行的研究，正在使用fMRI来扫描幼儿的大脑，观察他们的语言区域甚至在孩子们完全学会了说话和理解语言之前的表现。 大型语言模型（类似于chatgpt）可以帮助解决这些类型的发展问题，因为研究人员可以更好地控制模型的语言输入，并在不同学习阶段不断访问其能力和表示。 “您可以以不同的方式，不同种类的方案的方式训练模型。例如，首先对更简单的语言进行培训，然后是更复杂的语言，或与某些视觉输入相结合的语言。然后，您可以在不同的任务上查看这些语言模型的性能，并在培训轨迹中检查其内部代表性的变化，以测试哪个模型捕获人类的教会，该模型是人类学习的启发性。 为了获得大脑如何发展语言能力的另一个窗口，Fedorenko推出了 有趣的大脑项目 几年前。通过这个项目，她正在研究那些在生命早期遭受某种脑部损害的人，例如产前中风或由于先天性囊肿而导致的大脑变形。在其中一些人中，他们的状况被破坏或显着变形了大脑的典型语言处理领域，但是所有这些人都与典型的大脑的人认知没有区别：他们学会了正常说话和理解语言，在某些情况下，他们甚至没有意识到自己的大脑在某种程度上是一定的，直到他们是成年人。 Fedorenko说：“这项研究是关于大脑中的可塑性和冗余性，试图弄清楚大脑可以应付什么，以及如何处理。” “即使神经基础设施看起来与众不同，有许多解决方案可以建立人类思想吗？” 1743574492 #在引擎盖下看大脑的语言系统麻省理工学院新闻 2025-04-02 04:00:00