Studija, objavljena u časopisu Nature, se temelji samo na riječima na engleskom jeziku. Ali to je korak na putu do otkrivanja načina na koji mozak pohranjuje riječi u svoju jezičnu knjižnicu.

Područje mozga koje se naziva slušni korteks obrađuje zvuk riječi dok one ulaze u uho. Ali moždani prefrontalni korteks, regija u kojoj se odvija moždana aktivnost višeg reda, je taj koji razrađuje "semantičko značenje" riječi - njezinu bit ili srž.

Prethodno istraživanje proučavalo je ovaj proces analizom slika protoka krvi u mozgu, što je zamjena za aktivnost mozga. Ova je metoda omogućila istraživačima mapiranje značenja riječi u malim regijama mozga.

Autori studije pronašli su jedinstvenu priliku da pogledaju kako pojedini neuroni kodiraju jezik u stvarnom vremenu. Regrutirali su deset ljudi koji su trebali ići na operaciju zbog epilepsije, a svakom od njih su u mozak ugrađene elektrode kako bi se utvrdio izvor njihovih napadaja. Elektrode su istraživačima omogućile snimanje aktivnosti oko 300 neurona u prefrontalnom korteksu svake osobe.

Dok su sudionici slušali više kratkih rečenica koje sadrže ukupno oko 450 riječi, znanstvenici su bilježili koji se neuroni aktiviraju i kada. Istraživači kažu da su za svaku riječ zasvijetlila oko dva ili tri različita neurona, iako ističe da je tim zabilježio aktivnost samo malenog dijela milijardi neurona prefrontalnog korteksa. Zatim promatrali sličnost između riječi koje su aktivirale istu neuronsku aktivnost.

Riječi na koje je reagirao isti skup neurona spadale su u slične kategorije, poput radnji ili riječi povezanih s ljudima. Tim je također otkrio da riječi koje bi mozak mogao povezati jedne s drugima, kao što su "patka" i "jaje", pokreću neke od istih neurona. Riječi sa sličnim značenjima, kao što su 'miš' i 'štakor', pokrenule su obrasce neuronske aktivnosti koji su bili sličniji od obrazaca koje su pokrenuli 'miš' i 'mrkva'. Druge skupine neurona reagirale su na riječi povezane s apstraktnijim pojmovima : relacijske riječi kao što su 'iznad' i 'iza', na primjer.

Kategorije koje mozak dodjeljuje riječima bile su slične među sudionicima, što sugerira da ljudski mozgovi sva značenja grupiraju na isti način.

Neuroni prefrontalnog korteksa nisu razlikovali riječi po zvuku, već samo po značenju. Kada je osoba čula riječ 'sin' u rečenici, na primjer, riječi povezane s članovima obitelji zasvijetle. Ali ti neuroni nisu reagirali na 'Sunce' u rečenici, unatoč tome što te riječi imaju identičan zvuk.

Do neke mjere, istraživači su mogli odrediti što ljudi čuju gledajući njihove neurone. Iako nisu mogli ponovno stvoriti točne rečenice, mogli su reći, na primjer, da rečenica sadrži životinju, radnju i hranu, tim redoslijedom.