Professor Friedemann Pulvermüller, Freie Universität Berlin
Thursday March 12, at 10.15-11.30
Lecture room 107, Athena, Siltavuorenpenger 5A, University of Helsinki

Professor Pulvermüller is hosted by the doctoral programme PsyCo

Language – action – meaning: can brain science contribute to the understanding of human communication?

Abstract:
Friedemann Pulvermüller, Brain Language Laboratory, Department of Philosophy and Humanities, Freie Universtät Berlin, f.p(at)fu-berlin.de

According to recent action-oriented perspectives in cognitive neuroscience, brain mechanisms of cognition and language are built from those for action and action perception (1, 2). Whereas traditional approaches have attributed specifically-human cognitive domains to genetic endowment and encapsulated processes, modern brain science has shown that mechanisms for speech sounds and symbols emerge as a result of sensorimotor functional interaction in the brain. Correlational Hebbian learning in anatomically prestructured network architectures binds articulatory-motor to auditory-perceptual (phonological) knowledge, and explains important aspects of the storage of (lexical) whole forms as symbols or constructions, combinatorial (syntactic, grammatical) linkage between stored forms, and context-dependent flexible (semantic, pragmatic) binding between forms, their meaning and interactive function. Therefore, it becomes possible to ‘spell out language in terms of neurons’. For example, when words become meaningful, their distributed neuronal assemblies link up with other networks processing ‘brain-embodied’ information about objects and actions. Similar learning can also emerge at the level of phrases and whole constructions. In the case of idioms (for example: ‘She grasped the idea’), neuroimaging data suggest that semantic processes take place at the word level at the same time as at the construction level (3). For understanding the communicative function of words and constructions, predictions on future actions and goals are calculated based on linguistic utterances and their action context (for example, the word [ti:] in front of a tea pot may be understood as a request). Neuroscience research has recently shown how communicative function and action prediction is reflected in brain responses, where it engages action systems (4). The new action-centered perspective on language and communication has not only led to a better understanding of the interplay between language, action and cognition, it also carries translational fruit, for example in the context of novel approaches to language rehabilitation after stroke (5).

1.Pulvermüller, F., & Fadiga, L. (2010). Active perception: Sensorimotor circuits as a cortical basis for language. Nature Reviews Neuroscience, 11(5), 351-360.
2.Pulvermüller, F. (2013). How neurons make meaning: Brain mechanisms for embodied and abstract-symbolic semantics. Trends in Cognitive Sciences, 17(9), 458-470. doi: 10.1016/j.tics.2013.06.004
3.Pulvermüller, F., Moseley, R., Egorova, N., Shebani, Z., & Boulenger, V. (2014). Motor cognition – motor semantics: Action-perception theory of cognitive and communicative cortical function. Neuropsychologia, 55, 71-84. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2013.12.002
4.Egorova, N., Pulvermüller, F., & Shtyrov, Y. (2014). Neural dynamics of speech act comprehension: an MEG study of naming and requesting. Brain Topography, 27, 375-392. doi: 10.1007/s10548-013-0329-3
5.Berthier, M. L., & Pulvermüller, F. (2011). Neuroscience insights improve neurorehabilitation of post-stroke aphasia. Nature Reviews Neurology, 7(2), 86-97.

Have you ever recorded activity from actual human brains? Are you willing to try it out? Helsinki Summer School of Cognitive Neuroscience, organized together by University of Helsinki Cognitive Brain Research Unit (www.cbru.helsinki.fi), CICERO Learning Network (www.cicero.fi) and Finnish Institute of Occupational Health (www.ttl.fi/en) gives you the opportunity to do so. In addition, you get to see how the brain works and discuss your own research ideas. Please find more information on the Helsinki Summer School website.

(for the English language version, please scroll down)

Työ voi joskus olla kovin uuvuttavaa. Työntekijältä vaaditaan paljon ja erityisesti aivojen tiedonkäsittely joutuu nykyisessä työelämässä koville. Jatkuviin uudistuksiin ja myllerryksiin sopeutuminen ja uusien tietoteknisten työkalujen haltuunotto on arkipäivää, samoin vaativat työympäristöt avokonttoreissa, matkatyössä monikielisessä ympäristössä ja asiakkaan luona kuuluvat monen arkeen.

Erityisen uuvuttavaa työ on silloin, jos työntekijä kokee kognitiivisen kapasiteettinsa laskeneen. Miksi en pysty keskittymään? Miten on mahdollista, että en muista tätä yksityiskohtaa, vaikka tiedän, että asia on tuttu? Miksen saa aikaan tulosta kuten ennen? Onko muistini pätkiminen merkki jostain muistisairaudesta?

Tällaisia kysymyksiä kuulee usein työntekijältä, joka kärsii työuupumuksen oireista. Hän toivoisi, että joku tarkistaisi hänen aivonsa ja kertoisi, onko siellä kaikki kunnossa. Varsinaisesti tällaista testiä ei ole olemassakaan, mutta aivotutkimuksen menetelmin voidaan tutkia aivojen tiedonkäsittelyä työtilanteissa.

Psykologi Laura Sokka Työterveyslaitoksen Aivot ja työ -tutkimuskeskuksesta on tutkinut aivotoimintaa, joka liittyy taustalta kuuluviin ääniin silloin, kun työntekijä tekee jotain aivan muuta tehtävää. Tämä aivojen tiedonkäsittely on automaattista ja liittyy kaikkeen kuulemaamme puheeseen tai muihin ääniin, vaikka tarkkaavaisuutemme on suuntautunut aivan muualle.

Aivotutkimusaineiston analyysi paljasti, että puheäänissä tapahtuvien, puheen ymmärtämisen kannalta tärkeiden muutosten havaitsemiseen ei vaikuttanut työntekijän kokemat työuupumusoireet. Toisaalta havaittiin, että työuupumuksen oireista kärsivien henkilöiden tarkkaavaisuus kääntyy tavallista nopeammin sellaisiin tunnepitoisiin puheääniin, jotka ovat äänensävyltään negatiivisia.

Tällä videolla Laura Sokka kertoo tarkemmin tutkimuksen tuloksista.

Recently, Ms. Laura Sokka with her co-workers from the Finnish Institute of Occupational Health, Brain Work Research Centre, published interesting research on the cognitive capabilities at work in individuals who suffer from symptoms of job burnout. Sokka has used electroencephalography to measure the automatic brain responses to speech sounds presented outside the focus of attention of the worker. She found that the automatic, detailed analysis of the speech sound features was intact in individuals with burnout. The analysis of emotional features, however, was altered: it was faster for negative emotions in individuals with job burnout symptoms. In this interview you can hear Ms. Sokka explain her findings in more detail.