Der prämotorische Kortex nutzt eine kompositionale neuronale Geometrie zur Planung von Wörtern

Sprache erfordert eine präzise serielle Anordnung von Wörtern und Phonemen in neuartige Kombinationen. Um dies zu erreichen, wird angenommen, dass das Gehirn Äußerungen flexibel vorbereitet, bevor es sie produziert, und sogar die Aussprache von zuvor nie gesprochenen Wörtern ermöglicht. Um herauszufinden, wie neuronale Populationen dies erreichen, wurde die intrakortikale Aktivität des prämotorischen Kortex aufgezeichnet, während zwei Teilnehmer eines Pilot-Clinical-Trial für Sprach-Neuroprothetik versuchten, faktorial ausgewogene Phonemsequenzen zu sprechen. Während der Vorbereitung kodierte die Aktivität nicht nur das nächste Phonem, sondern auch mehrere bevorstehende Phonempositionen, die ganze Wörter umspannten. Wir fanden heraus, dass Wortebene Pläne durch die kompositionale Kombination von Phonemrepräsentationen gebildet wurden, ein Mechanismus, der eine effiziente Planung neuartiger Sequenzen ermöglichen könnte. Wenn Äußerungen mehr als ein Wort enthielten, war die Aktivität des prämotorischen Kortex weitgehend auf das erste Wort beschränkt, was darauf hindeutet, dass die artikulatorische Planung durch höherwertige Merkmale segmentiert ist. Zusammen offenbaren diese Ergebnisse eine kompositionale, hierarchisch segmentierte Planungsgeometrie, möglicherweise eine universelle neuronale Strategie zur Sequenzorganisation über höhere Ebenen der Sprache.