作者:Edward F. Chang 来源:《自然》 发布时间:2013-2-26 13:58:52
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研究阐明控制平顺讲话的神经编码

 
植入癫痫病人大脑的电极揭示了辅音与元音的清晰发音具有完全不同的大脑活动模式。
 
图片来源:Ref 1
 
试着念一下“黑化肥发灰会挥发,灰化肥挥发会发黑”:就在这一瞬间,你身体的许多部位——嘴唇、舌头、下巴与喉咙——刚刚表演了一场复杂的舞蹈。然而,很少有人知道大脑如何协调这些声道运动,从而帮助哪怕是最笨的人也不会被自己的舌头所“绊倒”。
 
一项空前细致的研究如今为了解控制平顺讲话生成的神经编码提供了新的线索。这些研究成果有助于阐明大脑如何利用肌肉组织声音,并进一步暗示了为何绕口令如此难缠。这项研究发表在最新出版的《自然》(Nature)杂志上。
 
大部分关于声道的神经信息都来源于观察脑部受损的患者或一些非侵入性的成像方法,然而这两者都不能提供有关时间或空间的具体数据。
 
一支美国研究团队如今搜集了毫米及毫秒量级的脑活动数据。利用植入患者大脑皮质中的电极——这是例行术前电生理诊断的一部分,研究人员记录了3名癫痫病人的大脑活动。他们随后观察了当病人明确地说出一系列音节时,大脑发生了哪些活动。
 
复杂的多维统计程序使得研究人员能够筛选海量的数据,进而搞清基础的神经行为模块——神经元随着时间的推移而在不同地点放电的模式——如何整合以形成美式口语的发音。论文的作者、加利福尼亚大学旧金山分校的神经科学家Edward Chang指出,即便讲话中的各个部分“使用了声道中完全相同的部位”,辅音和元音的模式也是完全不同的。
 
这种不同的模式或许有助于解释为什么口误能够以可预见的方式发生:人们经常在所谓的“首音误置”中交换两个辅音(例如将英语“boat tag”念成“tote bag”),或混淆两个元音(例如把“wheel”读成“whale”),但却很少用元音交换辅音。
 
研究人员还发现,大脑协调清晰的发音似乎并不依赖于合成的音素听起来像什么,而就像之前假设的一样,取决于肌肉需要如何运动。这些数据揭示了3类辅音——前舌音(例如“sa”)、后舌音(例如“ga”),以及唇音(例如“ma”)。而元音则被分为两种:需要圆唇和不需要的。(来源:中国科学报 赵熙熙)
 
 
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