[PWC-MEDIA] PERSBERICHT | Aanpassingen in individuele neuronen maken geheugen voor taalverwerking mogelijk

  • From: "Scherphuis, Marjolein" <Marjolein.Scherphuis@xxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 12 Aug 2020 11:58:46 +0000

Aanpassingen in individuele neuronen maken geheugen voor taalverwerking mogelijk
Link to MPI News 
Item<https://www.mpi.nl/news/adaptation-single-neurons-provides-memory-language-processing>

Om taal te kunnen begrijpen, moeten we de geuite woorden onthouden en 
combineren tot een betekenis. Hoe houden de hersenen de informatie hiervoor 
lang genoeg vast, terwijl neuronen maar heel kortstondig ‘vuren’? Hartmut Fitz 
van het Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek en zijn collega bieden een 
neurobiologische verklaring die dit temporele verschil overbrugt. Hierin passen 
neuronen hun pulsatie aan op basis van ervaring, waarmee ze een geheugen 
creëren waarin zinsverwerking mogelijk is.

Bijt de man de hond of is het precies andersom? Als je een zin verwerkt, moeten 
de woorden binnen het werkgeheugen samengevoegd worden tot de juiste 
interpretatie. Daarbij moet onder andere worden vastgesteld ‘wie wat bij wie 
doet’. Dit proces van unificatie duurt langer dan basale neurobiologische 
processen, zoals neuronale pulsen of synaptische transmissie. Hartmut 
Fitz<https://www.mpi.nl/people/fitz-hartmut><mailto:https://www.mpi.nl/people/fitz-hartmut>,
 hoofdonderzoeker bij de groep Neurocomputational Models of Language van het 
Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek, en zijn collega’s stellen een 
theorie voor waarin adaptieve kenmerken van individuele neuronen zorgen voor 
een geheugen dat lang genoeg actief is om dit tijdsverschil te overbruggen en 
taalverwerking mogelijk maakt.

Modellen vergelijken
Samen met onderzoekers Marvin Uhlmann, Dick van den Broek, Peter Hagoort, Karl 
Magnus Petersson (allen Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek) en Renato 
Duarte (Jülich Research Centre, Duitsland) onderzocht Fitz het werkgeheugen in 
vurende netwerken aan de hand van een innovatieve combinatie van experimenteel 
taalonderzoek met methoden uit de computationele neurowetenschappen.
In een taak voor zinsbegrip werden circuits van biologische neuronen en 
synapsen blootgesteld aan een reeks talige input, die ze moesten verbinden aan 
semantische relaties die de betekenis van een uiting weergeven. ‘De kat 
achtervolgt een hond’ betekent bijvoorbeeld iets anders dan ‘de kat is 
achtervolgd door een hond’, terwijl beide zinnen uit vergelijkbare woorden 
bestaan. De verschillende aanwijzingen voor de betekenis moeten in het 
werkgeheugen worden samengevoegd om de correcte interpretatie af te kunnen 
leiden. Binnen computationeel gesimuleerde netwerken varieerden de onderzoekers 
de neurobiologische kenmerken, waarna ze de prestaties van verschillende 
versies van het model met elkaar vergeleken. Zo konden ze vaststellen welke van 
deze kenmerken de geheugencapaciteit verschaffen die nodig is voor 
zinsverwerking.

Naar een computationele neurobiologie voor taal
De onderzoekers stelden vast dat werkgeheugen voor taalverwerking kan ontstaan 
door een neerwaartse regulatie van de neuronale gevoeligheid in reactie op 
externe input. “Dit laat zien dat werkgeheugen zich kan bevinden in individuele 
hersencellen, wat afwijkt van andere theorieën waar geheugen ofwel het gevolg 
is van snelle synaptische veranderingen, ofwel voortkomt uit 
netwerkverbindingen en activerende feedback”, aldus Fitz.
Hun model laat zien dat dit neuronale geheugen context-afhankelijk is, en 
gevoelig voor seriële processen, wat het uitermate geschikt maakt voor taal. 
Daarnaast was het model in staat om zeer nauwkeurig relaties te leggen tussen 
woorden en semantische rollen.
“Het is cruciaal om taalmodellen te ontwikkelen die direct gefundeerd zijn op 
basale neurobiologische principes”, aldus Fitz. “Dit onderzoek laat zien dat we 
taal betekenisvol kunnen bestuderen op het neurobiologische niveau van 
verklaren, aan de hand van een benadering met causale modellen die ons wellicht 
in staat stelt om een computationele neurobiologie van taal te ontwikkelen.”

<https://www.pnas.org/content/early/2020/08/07/2000222117>Link to 
paper<https://www.pnas.org/content/early/2020/08/07/2000222117>


Publication
Fitz, H., Uhlmann, M., Van den Broek, D., Duarte, R., Hagoort, P., & Petersson, 
K. M. (2020). Neuronal spike-rate adaptation supports working memory in 
language processing. Proceedings of the National Academy of Sciences of the 
United States of America. doi:10.1073/pnas.2000222117.


Voor meer informatie en persvragen:

Marjolein Scherphuis
Senior Communications Advisor | Press Officer


Max Planck Institute for Psycholinguistics
Wundtlaan 1 | 6525 XD Nijmegen | The Netherlands
Tel: +31-24-3521-947 | www.mpi.nl<http://www.mpi.nl/> | Twitter: 
@MPI_NL<https://twitter.com/MPI_NL>

[1588566532003]


JPEG image

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] PERSBERICHT | Aanpassingen in individuele neuronen maken geheugen voor taalverwerking mogelijk - Scherphuis, Marjolein