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Mit den Händen sprechen? Sie könnten auch mit ihnen denken!

Zusammenfassung: Das Einschränken von Handbewegungen beeinflusst die Verarbeitung der Objektbedeutung, ein Befund, der die Theorie der verkörperten Kognition unterstützt.

Quelle: Metropolitanuniversität Osaka

Wie verstehen wir Wörter? Wissenschaftler verstehen nicht ganz, was passiert, wenn ein Wort in Ihr Gehirn eindringt. Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Shogo Makioka an der Graduate School of Sustainable System Sciences, Osaka Metropolitan University, wollte die Idee der verkörperten Kognition testen.

Verkörperte Kognition schlägt vor, dass Menschen die Wörter für Objekte verstehen, indem sie mit ihnen interagieren. Daher entwickelten die Forscher einen Test, um die semantische Verarbeitung von Wörtern zu beobachten, wenn die Möglichkeiten, wie die Teilnehmer mit Objekten interagieren konnten, begrenzt waren.

Wörter werden in Beziehung zu anderen Wörtern ausgedrückt; eine „Tasse“ zum Beispiel kann ein „Behälter aus Glas sein, der zum Trinken verwendet wird“. Sie können eine Tasse jedoch nur verwenden, wenn Sie verstehen, dass Sie zum Trinken aus einer Tasse Wasser diese in der Hand halten und zum Mund führen oder dass die Tasse auf den Boden fällt, wenn Sie sie fallen lässt.

Ohne dies zu verstehen, wäre es schwierig, einen Roboter zu entwickeln, der mit einer echten Tasse umgehen kann. In der Forschung zur künstlichen Intelligenz sind diese Probleme als Symbolerdungsprobleme bekannt, die Symbole auf die reale Welt abbilden.

Wie erreichen Menschen Symbolerdung? Kognitionspsychologie und Kognitionswissenschaft schlagen das Konzept der verkörperten Kognition vor, bei dem Objekten durch Interaktionen mit dem Körper und der Umgebung Bedeutung verliehen wird.

Um die verkörperte Kognition zu testen, führten die Forscher Experimente durch, um zu sehen, wie die Gehirne der Teilnehmer auf Wörter reagierten, die Objekte beschreiben, die von Hand manipuliert werden können, wenn sich die Hände der Teilnehmer frei bewegen konnten, verglichen mit zurückgehaltenen.

„Es war sehr schwierig, eine Methode zur Messung und Analyse der Gehirnaktivität zu etablieren. Die Erstautorin, Frau Sae Onishi, arbeitete beharrlich an einer Aufgabe, die es uns ermöglichte, die Gehirnaktivität mit ausreichender Genauigkeit zu messen“, erklärte Professor Makioka.

In dem Experiment wurden den Teilnehmern zwei Wörter wie „Tasse“ und „Besen“ auf einem Bildschirm präsentiert. Sie wurden gebeten, die relativen Größen der Objekte zu vergleichen, die diese Wörter repräsentierten, und mündlich zu antworten, welches Objekt größer war – in diesem Fall „Besen“.

Auf die Frage, welches Wort das größere Objekt darstellt, antworteten die Teilnehmer schneller, wenn ihre Hände frei waren (links), als wenn die Hände festgehalten wurden (rechts). Das Zurückhalten der Hände senkte auch die Gehirnaktivität bei der Verarbeitung von Wörtern für handmanipulierbare Objekte in Bereichen der linken Gehirnhälfte, die mit Werkzeugen verbunden sind. Bildnachweis: Makioka, Osaka Metropolitan University

Es wurden Vergleiche zwischen den Wörtern angestellt, die zwei Arten von Objekten beschreiben, handmanipulierbare Objekte wie „Becher“ oder „Besen“ und nicht manipulierbare Objekte wie „Gebäude“ oder „Laternenpfahl“, um zu beobachten, wie jeder Typ verarbeitet wurde.

Während der Tests legten die Teilnehmer ihre Hände auf einen Tisch, wo sie entweder frei waren oder durch eine transparente Acrylplatte festgehalten wurden. Als die beiden Wörter auf dem Bildschirm präsentiert wurden, mussten die Teilnehmer, um zu beantworten, welches ein größeres Objekt darstellte, an beide Objekte denken und ihre Größe vergleichen, was sie zwang, die Bedeutung jedes Wortes zu verarbeiten.

Die Gehirnaktivität wurde mit funktioneller Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) gemessen, was den Vorteil hat, dass Messungen ohne weitere physikalische Einschränkungen durchgeführt werden können.

Die Messungen konzentrierten sich auf den interparietalen Sulcus und den unteren parietalen Läppchen (supramarginaler Gyrus und Winkelgyrus) der linken Gehirnhälfte, die für die semantische Verarbeitung von Werkzeugen verantwortlich sind.

Die Geschwindigkeit der verbalen Antwort wurde gemessen, um festzustellen, wie schnell der Teilnehmer antwortete, nachdem die Wörter auf dem Bildschirm erschienen waren.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Aktivität der linken Gehirnhälfte als Reaktion auf mit der Hand manipulierbare Objekte durch Handfesseln signifikant reduziert wurde. Die verbalen Antworten wurden auch durch Handeinschränkungen beeinflusst.

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Einschränkung der Handbewegung die Verarbeitung der Objektbedeutung beeinflusst, was die Idee der verkörperten Kognition unterstützt. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Idee der verkörperten Kognition auch für künstliche Intelligenz effektiv sein könnte, um die Bedeutung von Objekten zu lernen.

Über diese Neuigkeiten aus der Kognitionsforschung

Autor: Yoshiko Tani
Quelle: Metropolitanuniversität Osaka
Kontakt: Yoshiko Tani – Osaka Metropolitan University
Bild: Das Bild wird Makioka, Osaka Metropolitan University, zugeschrieben

Siehe auch

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Originalforschung: Uneingeschränkter Zugang.
Handeinschränkung reduziert die Gehirnaktivität und beeinflusst die Geschwindigkeit verbaler Antworten auf semantische Aufgaben“ von Sae Onishi et al. Wissenschaftliche Berichte


Abstrakt

Handeinschränkung reduziert die Gehirnaktivität und beeinflusst die Geschwindigkeit verbaler Antworten auf semantische Aufgaben

Nach der Theorie der Embodied Cognition ist die semantische Verarbeitung eng mit Körperbewegungen gekoppelt. Zum Beispiel hemmt das Einschränken von Handbewegungen das Gedächtnis für Objekte, die mit den Händen manipuliert werden können. Es wurde jedoch nicht bestätigt, ob Körperzwänge die Gehirnaktivität in Bezug auf die Semantik reduzieren.

Wir haben die Auswirkung der Handbeschränkung auf die semantische Verarbeitung im Parietallappen mit funktioneller Nahinfrarot-Spektroskopie gemessen.

Ein Wortpaar, das die Namen handbetätigbarer (z. B. Tasse oder Bleistift) oder nicht betätigbarer (z. B. Windmühle oder Springbrunnen) Objekte repräsentiert, wurde präsentiert, und die Teilnehmer wurden gebeten, zu identifizieren, welches Objekt größer war.

Die Reaktionszeit (RT) in der Beurteilungsaufgabe und die Aktivierung des linken intraparietalen Sulcus (LIPS) und des linken unteren Parietallappens (LIPL), einschließlich des supramarginalen Gyrus und des Winkelgyrus, wurden analysiert. Wir fanden heraus, dass die Einschränkung der Handbewegung die Gehirnaktivität in den LIPS gegenüber handmanipulierbaren Objekten unterdrückte und die RT bei der Größenbeurteilungsaufgabe beeinflusste.

Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Körperzwänge die Aktivität von Gehirnregionen reduzieren, die an der Semantik beteiligt sind. Handeinschränkungen könnten die motorische Simulation hemmen, was wiederum die körperbezogene semantische Verarbeitung hemmen würde.

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