Hoe de hersenen spraakgeluiden herkennen wordt onthuld


Hoe de hersenen spraakgeluiden herkennen wordt onthuld

Onderzoekers aan de Universiteit van CaliforniëSan Francisco tonen in een nieuwe studie - gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap - dat de vorming van geluid door onze mond een "akoestische spoor" achterlaat die de hersenen volgt.

Wetenschappers hebben al enige tijd bekend dat het de superieure temporale gyrus is (STG, ook bekend als het gebied van Wernike) waar spraakgeluiden worden geïnterpreteerd. Maar er is niet veel bekend over hoe de hersenen eigenlijk spraak verwerken.

Om dit te onderzoeken, plaatsen de onderzoekers van de Universiteit van CaliforniëSan Francisco (UCSF) neurale opnameapparaten rechtstreeks op het oppervlak van de hersenen van zes patiënten die epilepsiechirurgie ondergaan. Dit zorgde ervoor dat de onderzoekers zeer snelle veranderingen in de hersenen kunnen vastleggen.

De hersenen zijn 'afgestemd' op de spraak

Dit was een van de meest geavanceerde studies van de interpretatie van de spraak van de hersenen. Vorige studies hadden alleen neurale reacties kunnen analyseren op slechts een handvol natuurlijke of gesynthetiseerde spraakgeluiden, maar door de snelheid van de technologie die door het UCSF-team werd gebruikt, konden ze elk soort spraakgeluid in de Engelse taal gebruiken, meerdere keren.

De onderzoekers verzamelden gegevens uit de STG's van de patiënten als ze luisterden naar 500 unieke Engelse zinnen die door 400 verschillende mensen werden gesproken.

Wat de onderzoekers hadden verwacht, waren de hersenen van de patiënten te reageren op "fonemen". Fonemen zijn de afzonderlijke geluidsegmenten die de taal vormen - de onderzoekers geven het voorbeeld van het b geluid in 'jongen'.

In plaats daarvan vonden de onderzoekers dat de hersenen "afgestemd" waren op een nog eenvoudiger taalfunctie - iets linguïsten noemen "functies". Kenmerken zijn onderscheidende "akoestische handtekeningen" die het menselijk lichaam maakt wanneer we onze lippen, tong of stembanden bewegen.

Plosieven en fricatieven

Een soort functie wordt "plosives" genoemd - deze komen voor wanneer de spreker de lippen of tong moet gebruiken om de lucht uit hun longen te belemmeren, waardoor een korte spanning van lucht wordt veroorzaakt. Voorbeelden van plosieven zijn de consonanten p, t, k, b en d.

Een ander soort functie is "fricatie" - deze geluiden zijn wanneer de luchtweg slechts gedeeltelijk wordt belemmerd, waardoor wrijving in het stemkanaal veroorzaakt wordt. S, z en v zijn voorbeelden van fricaten.

Door de gegevens uit de hersenen van de patiënten te analyseren, zagen de onderzoekers de STG's van de patiënten 'verlicht' omdat de deelnemers de verschillende spraakfuncties hoorden. Het team constateerde dat de hersenen de "turbulentie" herkende die door een fricatieve, of het "akoestische patroon" van een plosief, in plaats van individuele fonemen zoals b of z, werd herkend.

Klinkt als 'vormen'

De onderzoekers vergelijken dit systeem voor het interpreteren van de 'vormen' van geluiden naar de manier waarop de hersenen visuele objecten herkennen met randen en vormen. Het visuele systeem stelt ons in staat om bekende objecten te identificeren, ongeacht het perspectief waarnaar we ze bekijken, zodat de onderzoekers het van mening vinden dat de hersenen een gelijkwaardig algoritme toepassen om geluid te begrijpen.

De oudste auteur van het onderzoek, Dr. Edward F. Chang, zegt:

Het zijn de samenhangen van reacties in combinatie die u het hogere idee van een foneme als een compleet object geven. Door alle spraakgeluiden in het Engels te bestuderen, vonden we dat de hersenen een systematische organisatie hebben voor basis geluidseenheden, soortgelijke elementen in de periodieke tabel."

Het UCSF-team hoopt dat hun bevindingen bijdragen aan het lezen van aandoeningen. In een leesstoornis worden de gedrukte woorden onnauwkeurig door de hersenen in de spraak geluiden.

Maar het team vindt dat de bevindingen op zichzelf significant zijn. "Dit is een zeer intrigerende glimp op de spraakverwerking," zegt Chang. "De hersenregio's waar spraak in de hersenen verwerkt is, maar niemand is echt bekend Hoe die verwerking gebeurt."

Kort geleden, Medical-Diag.com Gerapporteerd op een studie die gevonden spraak gebruik maakt van beide kanten van de hersenen - eerder wetenschappers vonden dat slechts een helft van de hersenen werd gebruikt voor spraak en taal.

What is Consciousness? What is Its Purpose? (Video Medische En Professionele 2022).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk