Jak se mozkový zvuk zmení ve smysl? Studium vrhá svetlo

Nová studie zkoumala, které neurony reagují na ruzné hlasové stopy, rozlisují mezi ruznými hlasy a reagují na duraz. Nálezy nám pomáhají porozumet tomu, jak mozok získává význam od zvuku reci.
Nový výzkum zkoumá, jak mozog zpracovává zvuk reci a premenuje ho na citove smysluplné informace.

At uz je to otázka mezi výrokem a prohlásením, detekcí fenoménu "upspeak" nebo proste zjistováním, kdy se clovek rozhnevá, nase mozky jsou neustále v práci a rozlisují nespocetné variace zvuku a získávají od nich význam.

To je o to víc pusobivé, kdyz vezmeme v úvahu skutecnost, ze lidé mají ruzné hlasy, kazdý se svým specifickým rozsahem, a ze kdyz si tyto lidské rozdíly vnímá, lidský mozek také rozdeluje zvuk reci do souhlásek, samohlásek, a slovních jednotek. To vse se deje samozrejme v pozoruhodné rychlosti.

Nový výzkum provádený vedci z Kalifornské univerzity v San Francisku (UCSF) zkoumá, jak mozky zpracovávají jemné zmeny hlasitého tónování nebo intonace behem reci. Tyto vzory zvuku - nazvané prozodií vedci a básníky - jsou rozhodující pro nasi schopnost získat význam od zvuku.

Zjistení byla zverejnena v casopise Veda.

Jak vysvetlují autori, predchozí výzkum u primátu nalezl oblasti v mozku, které reagují na tón a intonaci, ale tyto studie neprekrocily dalsí hloubku, aby zjistily, jak neurony v techto oblastech zvedají prozodii a pomáhají mozku zpracovávat ji ve smyslu .

Nový výzkum - vedený studiem co-autor Claire Tang, ctvrtletý student v laboratori senior studijního autora Dr. Edward Chang, profesor neurologické chirurgie na UCSF Weill Institute for Neurosciences - se zameril práve na to.

Studium neuronu v mozkové mozkové kure

Tang a kolegové prijali 10 úcastníku a pozádali je, aby poslouchali ctyri vety. Tyto vety byly zaznamenány tremi ruznými syntetizovanými hlasy.

Kazdá z vet byla mluvena pod ctyrmi ruznými intonacními podmínkami: neutrální, durazem 1 (zduraznením prvního slova ve vete), durazem 3 (zduraznením tretího slova) a otázkou.

Jedna veta byla napríklad "Filmy vyzadují minimální energii." Nejprve to bylo receno jako neutrální prohlásení, pak jako "Filmy poptávka po minimální energii ", za tretí" Filmy vyzadují minimální energie "a konecne jako" Filmy vyzadují minimální energii? "

Zvukové vnímání a význam kontextuNeuroscientific studie ukazuje, jaký kontext role hraje pri rozpoznávání zvuku.Prectete si ted

Pomocí elektrokortikografie s vysokou hustotou - v níz meli úcastníci malé elektrody umístené na vysokou hustotu nad povrchem jejich mozku - Tang a tým sledovali neuronovou aktivitu oblasti mozku, nazývané "superior temporal gyrus" (STG).

Je známo, ze STG hraje klícovou roli pri rozpoznávání prozodie a mluvených slov, nebot tvorí primární zvukovou kuru lidského mozku.

Abychom zjistili, jak neurony v této oblasti reagují na ruzné promenné, tým navrhl soustavu podmínek, v nichz byly tyto vety mluveny, menit obrysy intonace, fonetický obsah - tj. Veta zacínající slovem "Filmy" od jedné, která zacíná slovem "sob" - nebo totoznost mluvcího.

Jak neurony STG reagují na zvuk reci

Vedci zjistili nejen neurony v STG, které by mohly "vyprávet" rozdíl mezi tremi syntetizovanými hlasy, ale také neurony, které by mohly rozlisovat mezi ctyrmi vetami, bez ohledu na to, jaký hlas je vyslovoval.

Konkrétne vedci zaznamenali zvýsené aktivity u nekterých neuronu, kdyz byli vystaveni ruzným souborum zvuku, které tvorí vety. Tyto neurony pracovaly na rozpoznávání vet zalozených na zvucích - nebo fonémech - a bez ohledu na hlas.

Poslední skupina neuronu mohla "rozpoznat" rozdíl mezi ctyrmi intonacními obrysy. Tyto mozkové bunky mely vyssí nebo nizsí aktivitu v závislosti na durazu ve vete, bez ohledu na to, jakou vetu to bylo, nebo na hlas, který to vyslovoval.

Aby overili své nálezy, Tang a tým navrzili algoritmus s cílem predpovedet, jak a jak by neurony reagovaly na ruzné vety vyslovené ruznými recníky.

Zjistili, ze trída neuronu odpovedných za rozlisování ruzných hlasu "soustredila" na tzv. Absolutní roztec, zatímco mozkové bunky, které reagovaly na intonaci, se soustredily na tzv. Relativní roztec.

Absolutní roztec se vztahuje na ruzné úrovne jednotlivých reproduktoru, zatímco relativní roztec se týká toho, jak se stejný hlas mení v roztecí.

"Jedním z [nasich] misí je pochopit, jak mozok prevádí zvuky do smyslu," ríká Tang. "Co zde vidíme, jsou neurony neuronu, které zpracovávají nejen to, co se ríká, ale jak se ríká tato slova."

"Byli jsme schopni ukázat nejen to, kde je prozodie zakódována v mozku, ale také jak, tím, ze vysvetluje cinnost v podmínkách konkrétních zmen ve vokální smycce."

Claire Tang

"Nyní je velkou nezodpovezenou otázkou, jak mozok ovládá nase vokální traktáty, aby tyto intonacní zvuky reci," dodává Dr. Chang. "Doufáme, ze tuto záhadu muzeme brzy vyresit."