Исследование освещает компромисс между сложными словами и сложными предложениями

Недавнее заявление Брюса Уиллиса о том, что он уходит из кино, привлекло внимание широкой общественности к неврологическому состоянию афазии. В то время как всем иногда трудно найти правильное слово или спотыкаться о свои предложения, пациенты с афазией могут полностью потерять способность понимать язык.

Хотя Уиллис не подтвердил это, некоторые врачи подозревают, что у него может быть особенно жестокая и дегенеративная форма, называемая первичной прогрессирующей афазией (ППА).

Ученые давно поняли, что существует несколько подтипов PPA — некоторые варианты сопровождаются лексическим дефицитом, влияющим на способность человека читать слова, в то время как другие вызывают синтаксический дефицит, затрудняющий построение предложений.

Совместная группа ученых-когнитивистов и врачей из Массачусетского технологического института и Массачусетской больницы общего профиля (MGH) разработала количественный способ выявления этих различных дефицитов. В процессе они выявили фундаментальный компромисс между словарным запасом и грамматикой, который делает мозг при разговоре. Их результаты показывают, что пациенты с ППА с дефицитом грамматики используют более богатую и сложную лексику, чтобы компенсировать свои синтаксические трудности, и наоборот.

Результаты были опубликованы 16 июня в Труды Национальной академии наук.

Эдвард Гибсон, профессор мозговых и когнитивных наук в Массачусетском технологическом институте и старший автор исследования, говорит, что это важный первый шаг к пониманию того, как языковые центры мозга могут независимо обрабатывать грамматику и словарный запас.

Исследование также выявило новое понимание здоровой функции мозга. «Исходя из дефицита у пациентов, мы смогли обнаружить основное свойство здоровой речи», — говорит Негине Резайи, ведущий автор исследования и нейропсихиатр в MGH. Она добавляет, что усовершенствованные методы выявления дефицита у пациентов с афазией могут помочь расширить доступ к диагностике заболеваний и помочь нам понять, как другие неврологические состояния влияют на речевую деятельность.

Измерение сложности

Основываясь на предыдущих исследованиях людей, страдающих афазией, вызванной инсультом, исследователи предположили, что речевые модели пациентов с ППА будут отражать этот компромисс между сложными словами и предложениями. Например, если кто-то не может вспомнить слово «парусник», он может составить более окольную фразу — например, «то, что движется в воде с ветром», — чтобы передать смысл.

Чтобы измерить лексическую сложность, исследователи опирались на хорошо зарекомендовавшее себя понятие, называемое частотностью слов. Высокочастотные слова — классический пример — «the» — это те, которые чаще используются и легко доступны. Напротив, низкочастотные слова — менее знакомые, часто более насыщенные, и для пациентов с афазией это слова, которые выбрасываются первыми. Гибсон приводит пример зебу против зебры. Оба являются копытными животными, обитающими в Африке, но одно из слов требует поиска в словаре.

Чтобы количественно определить частотность различных слов, исследователи проанализировали базу данных под названием Switchboard, которая состоит из случайных телефонных разговоров более чем 500 носителей американского английского. Они вырезали типичные заикания, ошибки и фальстарты нормальной речи, а затем анализировали, как часто появляются разные слова.

Однако ранее эквивалентной меры сложности синтаксиса не существовало.

«Что касается слов, у нас всегда была частота слов, но частота синтаксиса — это что-то новое для этого проекта», — говорит Резаи.

Анализируя Switchboard, исследователи также классифицировали каждое слово с точки зрения его типа речи, чтобы создать обширный список возможных грамматических правил. Подлежащее + глагол («Она ушла») были одной общей конструкцией. Субъект + глагол + дополнение («Она их оставила») было другим. Имея на руках список возможных правил, команда могла количественно определить частоту различных структур предложений и синтаксиса, чтобы получить показатель, сравнимый с частотой слов.

Количественная оценка компромисса

Имея свои показатели, команда попросила участников исследования описать сцену, которую врачи иногда используют для диагностики афазии: рисунок занятого семейного пикника. Затем исследователи рассчитали среднюю частоту слов и синтаксическую частоту каждого предложения для каждого участника.

Как и предполагалось, среди 79 пациентов с ППА — со здоровыми говорящими для контроля других факторов, которые могут влиять на язык, таких как возраст — была четкая отрицательная корреляция между частотой слов и синтаксиса в зависимости от того, какой подтип ППА у них был. Пациенты с лексическим дефицитом использовали низкочастотные сложные структуры предложений, в то время как пациенты с грамматическим дефицитом использовали более низкочастотные описательные слова.

Затем исследователи протестировали тот же метод на выборке здоровых носителей английского языка. Удивительно, но результаты сохранились.

«Мозгу довольно сложно использовать сложный синтаксис и сложные слова в одном предложении», — говорит Резаи, объясняя, что даже люди без афазии, похоже, делают этот компромисс между словарным запасом и синтаксисом. Разница, по ее словам, в том, что здоровые говорящие могут по-разному переходить от предложения к предложению. Однако у пациентов с афазией нет выбора, и они должны постоянно компенсировать дефицит в зависимости от своего дефицита.

Гибсон говорит, что этому компромиссу есть несколько возможных объяснений. Возможно, наш мозг пытается создать язык, который был бы недвусмысленным и ясным, но в то же время эффективным. Или, возможно, у него просто недостаточно возможностей для построения сложных предложений, в которые также входят необычные слова. По его словам, необходимы дополнительные исследования, чтобы распутать различные процессы, связанные с различными аспектами языкового производства.

Однако для пациентов с ППА это большой шаг вперед.

«То, как люди классифицируются клиницистами, очень неформально, — говорит Гибсон. «Это потенциально предоставляет формальные, количественные, вычислительные способы анализа речи человека, чтобы выяснить, какая категория дефицита у него может быть».