Een model van hersencircuits om het menselijk taalvermogen te begrijpen

vrijdag 12 juli 2024, 12:30
Promovendus
A. Quaresima
Promotor(s)
prof. dr. P. Hagoort
Copromotor(s)
dr. H. Fitz, dr. K.M. Petersson
Locatie
Aula

Wanneer we een woord horen, herinneren we ons snel wat het betekent. Voor deze snelle omzetting van waarneming naar taal is het cruciaal dat we de volgorde van klanken herkennen en het woord dat erbij hoort uit ons geheugen halen. Dit proefschrift onderzoekt hoe de herkenning van woorden in het menselijk brein plaatsvindt en geeft een voorzichtige verklaring voor een taalvermogen dat in de neurobiologie van de hersenen is verankerd. In het eerste deel van het proefschrift heb ik een nieuw neuronmodel ontwikkeld, de Tripod-neuron, die eigenschappen van menselijke cellen heeft, zoals dendrieten en receptortypen. Het model laat zien dat dendrieten een kort geheugen hebben en de cel in staat stellen onderscheid te maken tussen eenvoudige stromen van opeenvolgende informatie, wat met eerdere modellen met alleen soma niet lukte. In het tweede deel heb ik het neuronmodel in een netwerk van een paar duizend cellen geïntegreerd en de rekencapaciteiten bij een woordherkenningstaak onderzocht. Het netwerk slaagde erin herinneringen te maken met een sequentiële structuur en associaties vast te stellen tussen fonemen en woorden, hetgeen niet lukte toen de dendrieten werden weggelaten. De dynamiek van het oproepen van het woordgeheugen komt daarnaast overeen met wat is waargenomen in andere experimenten met mensen. De conclusie is dat het model een verband toont tussen de fysiologie van het brein en het menselijk vermogen om woorden te herkennen.

Alessio Quaresima studeerde natuurkunde aan de Sapienza Universiteit van Rome. Hij schreef een bachelorscriptie over de toepassing van de informatietheorie op geschreven tekst en een masterscriptie over de uitgroei van dendrieten in beperkte omgevingen. Om zijn passie voor talen te combineren met neurobiologie, begon hij aan een promotietraject bij het Max Planck Instituut voor Psycholinguïstiek in Nijmegen, waar hij onderzoek deed naar de neurobiologische fundamenten van woordherkenning. Zijn wetenschappelijke belangstelling ligt vooral in het geven van mechanistische, oorzakelijke verklaringen voor cognitieve capaciteit, zoals taalbegrip. Na afronding van zijn promotietraject gaat hij aan de slag bij het Institut de l'Audition in Parijs om het auditieve werkgeheugen in muizen te onderzoeken. Alessio houdt zich daarnaast actief bezig met wetenschappelijke voorlichting en wetenschapspopularisatie. Hij heeft meegewerkt aan het wetenschapsblog Het Talige Brein, evenementen georganiseerd voor het Science Café Nijmegen en maakt deel uit van de wetenschappelijke staf in The Science Zone in Italië.