Kaip smegenys ikunija garsa i prasme? Tyrimas numato sviesa

Naujame tyrime buvo istirti, kurie neuronai reaguoja i skirtingas vokalines aikstes, zvelgdami i skirtingus balsus ir reaguoja i akcentus. Isvados padeda suprasti, kaip smegenys isgyvena kalbos garsa.
Nauji tyrimai nagrineja, kaip smegenys apdoroja kalbos garsa ir pavercia ja emociniu poziuriu prasminga informacija.

Nesvarbu, ar tai tarp klausimo ir teiginio, aptikimo "aukstyn", ar tiesiog suprasti, kada zmogus yra piktas, musu smegenys nuolat dirba, isskiriant nesuskaiciuojama garsu skirtumu ir igyjant is ju prasmes.

Tai dar labiau ispudinga, kai mes atsizvelgiame i tai, kad zmones turi skirtingus balsus, kuriu kiekvienas turi savo specifini auksti, ir kad, nors, ismanant siuos nezymius skirtumus asmens balsu, zmogaus smegenys taip pat suskaido kalbos garsa prie konsonantu, balsiu, ir zodziu vienetai. Tai, zinoma, padaryta nepaprastai greitai.

Kalifornijos universiteto, San Francisko universiteto (UCSF) mokslininkai atlieka naujus tyrimus, kuriuose nagrinejama, kaip smegenys proceso metu subtiliai keicia balsa ar intonacija kalboje. Sie garsu modeliai, kuriuos mokslininkai ir poetai vadina prozodija, yra labai svarbus musu gebejimui igyti prasme is garso.

Rezultatai buvo paskelbti zurnale Mokslas.

Kaip autoriai paaiskina, ankstesni tyrimai primatose yra smegenu srityse, reaguojanciose i pika ir intonacija, taciau sie tyrimai nepasieke tolesnio gylio, kad butu galima nustatyti, kaip neuronai siuose rajonuose pasiima prozodija ir padeda smegenims jas suprasti. .

Naujasis tyrimas - vadovaujamas tyrimo kolektyvo Claire Tango, ketvirto kurso studentas laboratorijoje vyresnysis tyrimo autorius dr. Edward Chang, neurologines chirurgijos profesorius UCSF Weill instituto neurologijos - sieke tai padaryti.

Neuronu tyrimas smegenu klausos korteliuose

Tangas ir jo kolegos idarbino 10 dalyviu ir paprase ju isklausyti keturis sakinius. Sie sakiniai buvo uzfiksuoti trimis skirtingais sintezuojamais balsais.

Kiekvienas sakinys buvo kalbetas keturiomis skirtingomis intonacijos salygomis: neutralus, 1 akcentas (pabreziamas pirmas sakinys sakinyje), 3 akcentas (pabreziamas treciasis zodis) ir klausimas.

Pavyzdziui, vienas sakinys buvo "Filmai reikalauja minimalios energijos". Tai buvo pirmasis sakinys kaip neutralus pareiskimas, tada kaip "Filmai paklausti minimalios energijos ", trecia, kaip" Filmai paklausa minimalus energija "ir galiausiai" Filmai reikalauja minimalios energijos? "

Garso suvokimas ir konteksto svarbaNeurologinis tyrimas rodo, koks vaidmenu kontekstas yra garso atpazinimo procese.Skaityti dabar

Naudojant didelio tankio elektrocortigrafija, kurioje dalyviai turejo nedidelius elektrodus, kuriu didelis tankis buvo virs ju smegenu pavirsiaus, Tangas ir grupe stebejo neuronu smegenu srities veikla, pavadinta auksciausios laikinosios girios (STG).

Zinoma, kad STG atlieka pagrindini vaidmeni pripazindamas prozodija ir zodinius zodzius, nes tai yra pagrindine zmogaus smegenu zidinine zieve.

Norint ivertinti, kaip sioje zonoje veikiantys neuronai reaguoja i skirtingus kintamuosius, komanda sukure salygas, kuriose buvo kalbama apie siuos sakinius, skiriancius intonacijos kontura, o fonetinis turinys - tai sakinys, kuris prasideda zodziu "filmai", yra kitoks garsas nuo tos pacios, kuri prasideda zodziu "elniai" - ar kalbetojo tapatybe.

Kaip STG neuronai reaguoja i kalbos garsa

Tyrejai atpazino ne tik STG neuronus, kurie "galejo" pasakyti "skirtuma tarp triju sintezuotu balsu, bet ir neuronus, kurie galetu issiskirti tarp keturiu sakiniu, neatsizvelgiant i ju balsa.

Konkreciau kalbant, mokslininkai pastebejo padidejusi aktyvuma tam tikruose neuronuose esant skirtingiems garsu rinkiniams, kurie sudare sakinius. Sie neuronai stengesi atpazinti sakinius, pagristus garsais ar fonemais, ir nepriklausomai nuo balso.

Paskutine neuronu grupe gali "pasakyti" skirtuma tarp keturiu intonacijos konturu. Sios smegenu lasteles turejo didesni ar mazesni aktyvuma, priklausomai nuo sakinio akcento, nepriklausomai nuo to, koki sakini jis buvo, ar jo balsa.

Noredami patikrinti ju isvadas, Tangas ir komanda sukure algoritma, kurio tikslas - numatyti, kaip ir kaip neuronai reaguotu i ivairius sakinius, kuriuos pasakojo skirtingi garsiakalbiai.

Jie nustate, kad neuronu klase, atsakinga uz skirtingu balsu isskyrima, "sutelkta" i vadinamaji absoliutu zingsni, o smegenu lasteles, reaguojancios i intonacija, sutelke demesi i vadinamaji santykini zingsni.

Absoliutus zingsnis yra susijes su skirtingais individualiu garsiakalbiu gebejimais, o santykinis pikis yra susijes su to paties balso pasikeitimu.

"Viena is [musu] misiju yra suprasti, kaip smegenys vercia garsus i prasme," sako Tangas. "Cia mes matome, kad smegenu neokortekse yra neuronu, kurie apdoroja ne tik tai, ka sakoma zodziais, bet ir tai, kaip sie zodziai sako."

"Mes galejome parodyti ne tik tai, kur prozodija yra uzkoduota smegenyse, bet ir kaip paaiskinti veikla konkreciais vokalo zingsnio pokyciais".

Claire Tang

"Dabar pagrindinis neissprestas klausimas yra tai, kaip smegenys kontroliuoja musu vokalinius traktatus, kad sie intonaciniai kalbos garsai", priduria dr. Changas. "Tikimes, kad greitai galesime isspresti si paslapti".