Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös, neurotiede ja lääketieteellinen tekniikka, MSc Jiaxin You
Neural and computational mechanisms of flexible word reading.
Väitös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitokselta.
Väitös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitokselta.
Noudatamme tapahtumissamme Aalto-yliopiston turvallisemman tilan periaatteita.
Väitöskirjan nimi: Neural and computational mechanisms of flexible word reading
³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Jiaxin You
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Professori Ole Jensen, Oxfordin yliopisto, Yhdistynyt kuningaskunta
Kustos: Aalto-professori Riitta Salmelin, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu
Lukeminen on yllättävän joustavaa: pystymme usein ymmärtämään sanan, vaikka osa sen kirjaimista olisi väärin. Tässä väitöskirjassa tutkittiin, miten aivot saavuttavat tämän joustavuuden. Tavoitteena oli tunnistaa joustavaa sanantunnistusta tukevat neuraaliset mekanismit ja selvittää, voidaanko niitä selittää ennakoivan koodauksen avulla. Ennakoivalla koodauksella tarkoitetaan ajatusta, jonka mukaan aivot muodostavat jatkuvasti ennusteita saapuvasta aistitiedosta ja pyrkivät minimoimaan näiden ennusteiden ja todellisen syötteen välisen poikkeaman.
Tutkimuksessa yhdistettiin magnetoenkefalografiaa (MEG), aivoalueiden välisen tiedonkulun analyyseja ja laskennallista mallintamista. Tulokset osoittivat, että väärin kirjoitetut sanat eivät näytä aktivoivan erillistä virheenkorjausjärjestelmää. Sen sijaan aivot mukauttavat toimintaa samassa lukemisen verkostossa, jota käytetään myös tavallisessa lukemisessa. Keskeinen havainto oli, että lukeminen ei ole pelkästään yksisuuntainen prosessi visuaalisesta syötteestä kielen ymmärtämiseen. Oikein kirjoitettujen sanojen kohdalla tieto kulki pääasiassa eteenpäin näköalueilta kohti kieleen liittyviä aivoalueita. Väärin kirjoitettujen sanojen kohdalla myöhemmässä vaiheessa havaittiin myös palautesignaaleja ylemmän tason kielellisiltä alueilta takaisin visuaaliseen sanantunnistukseen osallistuville alueille. Tämä palaute oli voimakkaampaa silloin, kun kirjallinen syöte oli epävarmempaa. Ennakoivaan koodaukseen perustuva laskennallinen malli osoitti samankaltaista etua: palauteyhteyksien lisääminen paransi väärin kirjoitettujen sanojen tunnistamista ja teki mallin sisäisistä esityksistä samankaltaisempia ihmisaivojen vasteiden kanssa.
Yhdessä tulokset viittaavat siihen, että joustava lukeminen perustuu klassisen kieliverkoston myöhäiseen, palauteyhteyksien välittämään säätelyyn, joka noudattaa ennakoivan koodauksen periaatteita. Tulokset tarjoavat uutta näyttöä aivojen ennakoivaa toimintaa koskeville teorioille ja auttavat yhdistämään kielen tutkimusta, laskennallista neurotiedettä ja tekoälytutkimusta. Ne voivat myös innostaa kehittämään ihmisen kognitiota paremmin jäljitteleviä tekoälymalleja.
Avainsanat: magnetoenkefalografia, sanojen lukeminen, toiminnallinen yhteys, laskennallinen malli
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): .
Perustieteiden korkeakoulu väitöskirjat
Neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos
Tutkimme ihmisaivojen, -mielen ja -elimistön dynaamisia toimintoja.
Zoom pikaopas