Distributional factors in language processing: evidence from parametric and naturalistic functional MRI

Abstract

Il linguaggio è una caratteristica tipica del genere umano ed è alla base di tutte le nostre interazioni quotidiane. Per questo motivo lo studio delle sue basi neurali è fondamentale per la creazione di modelli fisiologici e l’individuazione di possibili alterazioni tipiche di alcune patologie. Negli ultimi decenni, l’avanzamento tecnologico e lo sviluppo di modelli e strumenti, allo stesso tempo più precisi e meno invasivi, ci hanno permesso di aumentare le nostre conoscenze sulle basi neurali del linguaggio. Tuttavia, il grande numero di lingue presenti in tutto il mondo, la loro diversità e il fatto che il linguaggio umano può essere espresso sotto varie forme (e.g. scritta, orale) lascia aperte numerose domande, ampi spazi di ricerca scientifica e concrete possibilità di innovazione. Questo lavoro si concentra su alcune di queste domande, ancora senza risposta, analizzando dati di risonanza magnetica funzionale acquisiti all’interno sia di classici paradigmi sperimentali parametrici sia di innovativi paradigmi di tipo naturalistico. Inoltre, l’utilizzo della lingua italiana come argomento di studio ci permette di espandere le nostre conoscenze sulle basi neurali del linguaggio e dei processi grammaticali per via delle sue caratteristiche e differenze rispetto ad altre lingue più comunemente e intensamente studiate come l’Inglese. Per questo motivo, due esperimenti di risonanza magnetica funzionale con paradigma di tipo fast event-related sono stati condotti su due gruppi di volontari sani per indagare le basi neurali del processo di flessione linguistica, mentre un esperimento con paradigma naturalistico è stato condotto per studiare la predizione linguistica durante l’ascolto di un brano. .. [a cura dell'Autore]

Language is a distinctive human ability that supports our daily life interactions. A deep understanding of the brain mechanisms behind language processing is fundamental to create physiological models and find possible alterations derived from specific pathologies. In the last decades, the general technological advancement and the development of more precise and less invasive investigation techniques have increased dramatically our knowledge of the neural correlates of language processing. However, the great variety of human languages, the possibility to communicate across multiple and different channels and the uncertainty about the actual role of some linguistic features leave several open questions with a concrete possibility of neuroscientific innovation. For instance, the features of a highly inflected language like Italian can provide interesting research questions and additional insights on how our brain processes linguistic information. The main aim of this work is to explore in greater details the influence of the linguistic distributional factors on the neural correlates of both language production and comprehension by exploiting the richness of the Italian language. Therefore, three functional magnetic resonance imaging (fMRI) experiments were performed by using both classical parametric and novel naturalistic frameworks. Two fast event-related fMRI experiments investigated the influence of the language distributional factors on the neural correlates of the inflectional process, whereas a third experiment was dedicated to providing additional insights on the linguistic prediction mechanism during natural language comprehension by modelling the neural response with two statistical language models. .. [edited by Author]