Wie das gehirn sprachlaute erkennt, ist offenbart


Wie das gehirn sprachlaute erkennt, ist offenbart

Forscher an der Universität von Kalifornien San Francisco zeigen in einer neuen Studie - veröffentlicht in der Zeitschrift Wissenschaft - dass die Formgebung des Klangs durch unseren Mund "eine akustische Spur" verlässt, die das Gehirn verfolgt.

Die Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass es sich um den überlegenen zeitlichen Gyrus handelt (STG, auch bekannt als "Wernike-Bereich"), wo Sprachlaute interpretiert werden. Aber es ist nicht viel bekannt, wie das Gehirn tatsächlich die Sprache verarbeitet.

Um dies zu untersuchen, platzierten die Forscher der Universität von Kalifornien San Francisco (UCSF) neuronale Aufzeichnungsgeräte direkt auf die Oberfläche des Gehirns von sechs Patienten, die sich einer Epilepsie-Operation unterzogen hatten. Dies ermöglichte es den Forschern, sehr schnelle Veränderungen im Gehirn zu erfassen.

Das Gehirn ist auf die Sprache gestimmt

Dies war eines der fortgeschrittensten Studien der Gehirn-Interpretation der Sprache. Bisherige Studien waren nur in der Lage, neuronale Reaktionen auf nur eine Handvoll natürlicher oder synthetisierter Sprachlaute zu analysieren, aber wegen der Geschwindigkeit der Technik, die das UCSF-Team benutzte, konnten sie jede Art von Sprachklang in der englischen Sprache verwenden, mehrmals.

Die Forscher sammelten Daten aus den STGs der Patienten, da sie 500 einzigartige englische Sätze von 400 verschiedenen Personen gesprochen hatten.

Was die Forscher erwarteten, war, dass die Gehirne der Patienten auf "Phoneme" antworten. Phoneme sind die einzelnen Klangsegmente, die die Sprache ausmachen - die Forscher geben das Beispiel des b-Klanges in "Junge".

Stattdessen fanden die Forscher heraus, dass das Gehirn auf eine noch einfachere Sprache der Sprache "abgestimmt" wurde - was Linguisten "Features" nennen. Features sind unverwechselbare "akustische Signaturen", die der menschliche Körper macht, wenn wir unsere Lippen, Zunge oder Stimmbänder bewegen.

Plosives und Frikative

Eine Art von Merkmal werden als "Plosivstoffe" bezeichnet - diese treten auf, wenn, um einen bestimmten Sprachton zu machen, muss der Sprecher die Lippen oder Zunge benutzen, um die Luft, die aus ihren Lungen fließt, zu behindern, was zu einem kurzen Luftstoß führt. Beispiele für Plosivstoffe sind die Konsonanten p, t, k, b und d.

Eine andere Art von Merkmal sind "Frikative" - ​​diese Geräusche sind, wenn die Atemwege nur teilweise behindert wird, was Reibung im Stimmtrakt verursacht. S, z und v sind Beispiele für Frikative.

Die Analysen der Daten aus dem Gehirn der Patienten, sahen die Forscher die STGs der Patienten "leuchten", da die Teilnehmer die verschiedenen Sprachmerkmale hörten. Das Team stellte fest, dass das Gehirn die "Turbulenz" erkannte, die durch ein Frikativ oder das "akustische Muster" eines Plosivs erzeugt wurde, anstatt einzelne Phoneme wie b oder z.

Klingt als "Formen"

Die Forscher vergleichen dieses System für die Interpretation der "Formen" von Klängen, wie das Gehirn visuelle Objekte mit Kanten und Formen erkennt. Das visuelle System ermöglicht es uns, bekannte Objekte zu identifizieren, unabhängig von der Perspektive, von der wir sie sehen, so dass die Forscher denken, dass es sinnvoll ist, dass das Gehirn einen ähnlichen Algorithmus zum Verständnis von Klang anwenden würde.

Der hochrangige Autor der Studie, Dr. Edward F. Chang, sagt:

Es sind die Konjunktionen von Reaktionen in Kombination, die Ihnen die höhere Vorstellung von einem Phonem als ein komplettes Objekt geben. Durch das Studium aller Sprachlaute auf Englisch, fanden wir, dass das Gehirn eine systematische Organisation für grundlegende Sound-Feature-Einheiten, Art von ähnlichen Elementen in der Periodensystem hat."

Das UCSF-Team hofft, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen werden, um Lesestörungen zu arbeiten. In einer Lesestörung werden gedruckte Wörter ungenau vom Gehirn auf Sprachlaute abgebildet.

Aber das Team denkt, dass die Erkenntnisse in ihrem eigenen Recht bedeutsam sind. "Das ist ein sehr faszinierender Einblick in die Sprachverarbeitung", sagt Chang. "Die Hirnregionen, in denen die Sprache im Gehirn verarbeitet wurde, wurden identifiziert, aber niemand hat es wirklich gewusst Wie diese Verarbeitung passiert."

Vor kurzem, Medical-Diag.com Berichtete über eine Studie, die Sprache fand, verwendet beide Seiten des Gehirns - zuvor Wissenschaftler dachte nur eine Hälfte des Gehirns wurde für Sprache und Sprache verwendet.

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