Современный человеческий мозг. Источник изображения: Univ. из коллекции мозга Висконсин-Мэдисон.
По словам исследователя нейрофонетики из Университета Пердью, большая часть мозга занята обработкой звука из речи и других звуков, чем считалось ранее.
"Изучая активность мозга на разных этапах обработки паттернов высоты тона в тональных языках, мы обнаружили, что ранняя активность в стволе мозга формируется языковым опытом человека, даже когда он спит, и, следовательно, теперь мы считаем, что она играет гораздо большую роль. роль в восприятии речи, о которой мы думали раньше," сказал профессор лингвистики Джексон Т. Гандур.
Гандур представляет информацию из нескольких своих исследований по обработке питча на февральской конференции. 16 "Мозговая основа речи" сессия во время ежегодного собрания Американской ассоциации развития науки.
"У каждого есть ствол мозга, но он настроен по-разному в зависимости от того, какие звуки имеют отношение к поведению человека, например, звуки его или ее родного языка," Гандур сказал.
Ствол головного мозга располагается на ранней стадии слухового пути, примерно через 7-9 миллисекунд с момента, когда слуховой сигнал попадает в ухо. Это недалеко от того места, где начинается обработка звука в улитке и слуховом нерве, примерно 0–2 миллисекунды.
"Теперь мы знаем, что есть области мозга, участвующие в обработке звуков языка, о которых мы не знали раньше," он сказал. "Мы еще меньше знаем о том, как информация о тональности анализируется, трансформируется и представляется на разных уровнях мозга при переводе от звука к значению. Более полное понимание даст нам лучшее представление о том, какие роли играют области мозга, и эта информация может помочь людям с коммуникативными расстройствами или травмами головного мозга."
Гандур сотрудничал с слуховым электрофизиологом Purdue Анантанараяном Рави Кришнаном в исследованиях ствола мозга, которые сравнивали электрическую активность молодых взрослых, говорящих на тональном языке мандарин, с таковой у носителей английского, нетонального языка. Большинство языков мира – это тоновые языки. Они используют изменение высоты звука в слогах, чтобы указать разницу между словами. Например, в китайском языке звук "ма" с ровным тоном означает "мать," повышающийся тон означает "конопля," падающий-восходящий тон означает "лошадь" а падающий тон означает "ругать."
"Никогда не ожидал, что мы обнаружим, что языковой опыт влияет на работу ствола мозга," Гандур сказал. "Идея состоит в том, что этот сенсорный сигнал претерпевает ряд преобразований, которые намного сложнее, чем мы первоначально думали. Я чувствую, что мы открыли новые горизонты и только начали идти по новому направлению исследований."
Гандур также сотрудничал с биомедицинским инженером Purdue Томасом Талаваджем, а также коллегами из Медицинского центра Университета Индианы, чтобы применить методы функциональной визуализации мозга, позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (ФМРТ) для отображения активности кровотока на уровне кора головного мозга.
Эти данные показывают, что мелодия речи не обрабатывается ни в одном регионе, ни в определенном полушарии, а затрагивает несколько областей, составляющих крупномасштабные сети, включающие оба полушария.
"Более того, мы обнаруживаем, что эти сети не привязаны к языковым процессам, а вместо этого взаимодействуют с более общими сенсомоторными и когнитивными процессами в дополнение к тем, которые связаны с языком," он сказал.
Гандур и его коллеги показали, что при обработке мелодии речи происходит динамическое взаимодействие между левым и правым полушариями мозга. Уровень обработки информации задействует нейронные механизмы в правом полушарии мозга, в то время как области левого полушария обеспечивают обработку лингвистической информации, сказал он.
Гандур сравнивает эволюцию своей исследовательской программы в области мозга и языка с тем, что кто-то пытается выяснить структуру и функции различных частей дома. Вид через чердачное окно показывает теории об элементах, правилах и представлениях языка, за исключением мозга. Спустившись на второй этаж, вы сможете впервые взглянуть на нейробиологию языка. Ученые на этом этаже оценивают дефицит языковых способностей пациентов, который возникает в результате повреждения одной или другой стороны мозга, чтобы определить, какие области необходимы для нормального языкового функционирования.
"Хотя окна на втором этаже важны, только когда мы добираемся до первого этажа, мы начинаем видеть реальную мозговую активность," Гандур сказал. "Используя методы визуализации мозга, мы можем наблюдать за активностью обоих полушарий одновременно, пока испытуемые выполняют языковые задачи, сообщая нам, какие области по обе стороны мозга участвуют в языковых функциях в нормальном человеческом мозгу.
"Это выходит из подвала, и что вы находите в подвале" В доме прекрасное вино. У человека это средний мозг. Вот где мы настраиваем свои тонкие тона. И так же, как изысканные вина требуют времени, нашему мозгу нужно время, чтобы сформировать прекрасные тона."
Исследования Гандура в области нейрофонетики охватывают почти три десятилетия: дефицит поражения головного мозга, 1979–2000 годы; функциональная нейровизуализация с 1998 г. по настоящее время; и слуховая электрофизиология, 2004-настоящее время.
Источник: Университет Пердью