Исследователи из Северо-Западного университета, Университета Питтсбурга и Университета Висконсин-Мэдисона совершили прорыв в изучении обработки речи в мозге. Оказалось, что извилина Гешля, ранее считавшаяся областью ранней обработки звуков, играет ключевую роль в понимании интонации речи. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Извилина Гешля — это часть первичной слуховой коры, расположенная в височной доле головного мозга. Она отвечает за первоначальную обработку звуковых сигналов, превращая акустические колебания в нейронные коды, которые затем интерпретируются как звуки, слова и интонации.
До сих пор считалось, что интонация обрабатывается преимущественно в верхней височной извилине. Однако новое исследование выявило, что извилина Гешля не просто регистрирует звуки, а преобразует изменения тона в осмысленную информацию, влияющую на восприятие акцентов в разговоре.
“Результаты пересматривают наше понимание восприятия речи, — отметил Бхарат Чандрасекеран, один из ведущих авторов исследования. — Мы впервые изучили, как мозг обрабатывает тончайшие изменения высоты голоса, несущие смысловую нагрузку”.
В исследовании участвовали 11 подростков, которые лечились от эпилепсии. В процессе нейрохирургического вмешательства всем участникам были имплантированы электроды в мозг. Это позволило ученым в реальном времени наблюдать за активностью отдельных нейронов.
Обычно изучение речи проводится с помощью датчиков на поверхности головы, но такой метод дает лишь приблизительные данные.
“Наш метод позволил получить высокоточные записи, что было бы невозможно при традиционных исследованиях”, — добавил Тейлор Абель, соавтор работы и глава отделения детской нейрохирургии в Университете Питтсбурга.
В ходе эксперимента пациенты слушали аудиозапись Алисы в Стране чудес, пока ученые отслеживали активность различных областей мозга. Записи активности мозга показали, что извилина Гешля не просто анализирует высоту тона, а кодирует ее как осмысленные языковые элементы. Это значит, что мозг обрабатывает интонационные акценты отдельно от самих звуков слов.
Более того, оказалось, что этот скрытый слой значений формируется гораздо раньше, чем считалось ранее. При этом аналогичные исследования на приматах показали, что их мозг хоть и воспринимает звуковые характеристики, но не способен абстрагировать интонацию, как это делает человек.
“Мы раскрыли скрытый язык речи, и это открывает огромные возможности для медицины, технологий и понимания человеческого общения”, — подытожил Чандрасекеран.
Ранее ученые выяснили, как мы понимаем речь.