“音乐言论”与大脑区域独特的人类
我们人类是唯一的灵长类动物,可以灵活地控制我们的声音的音高。这旋律控制不仅是重要的对我们的歌唱能力:音高波动也传达关键信息在speech-including说话者的情绪,强调的话,还是一个句子是一个语句或一个问题。甚至一些音调语言,比如普通话,使用给否则相同的词不同的含义。
由加州大学旧金山科学家现在,新的研究揭示了人类大脑的什么区域控制喉部的声带,球场或喉头,让我们控制我们的演讲。洞察音高控制铺平了道路先进的大脑假肢可以让人们不能说自然的方式来表达自己。
2018年6月28日发表的研究,细胞,是由本杰明·狄克特博士,博士后研究人员在实验室的资深作者爱德华·f . Chang医学博士,教授,加州大学旧金山分校的神经外科和成员威尔神经科学研究所。他们加入了乔纳森·d·Breshears医学博士和马修·k·伦纳德博士,加州大学旧金山分校的。
权力在喉头
常的实验室最近显示大脑的一部分控制着唇,舌头和喉咙的肌肉产生流体的元音和辅音组合构成主要语音讲话的声音。他们的新研究表明,大脑的不同区域独立支配的“音乐”的演讲。
推动空气通过喉时,你可以控制你的声带振动的速度根据紧张你。就像收紧吉他弦,日趋紧张的折叠通过收缩你的喉部肌肉使他们更快的振动,和结果的声音或演讲中有不同的音高。但只有少数物种有能力学习灵活控制音调。“控制喉的口语发展的一个关键步骤,”狄克特说。
但理解大脑如何控制喉部演讲期间,研究人员需要了解什么是发生在大脑的实时当人们说话的时候,说,谁被任命为威廉·k . Bowes Jr。生物医学研究员,3月2018年。“理解我们如何说话远远超出仅仅知道大脑中语言功能在哪里本地化。更重要的是理解脑细胞是如何编码的命令信号嘴和喉咙的肌肉,使演讲。”
UCSF癫痫中心的神经外科医生,常执行操作切除导致癫痫脑组织。Chang的一些癫痫患者都配有高密度阵列微电极表面上他们的大脑来帮助确定癫痫的起源。从这个病人组研究人员招募志愿者等研究新的研究中,需要一个精确的检查神经活动在特定语言任务。这种方法,称为electrocorticography、ECoG帮助团队确定的大脑区域,特定的神经元集群,被激活时,病人讲话时强调不同的单词。
在新细胞研究中,研究者研究了这些志愿者的大脑调节音高的变化强调不同的单词在句子中的“我从不说她偷了我的钱。”Volunteers read the sentence multiple times, emphasizing a different word each time, which subtly changed the meaning of the sentence. (For example, "I never said she stole my money" implies someone else made the accusation, whereas "I never said she stole my money" implies you accused her of stealing something else.) This way the researchers could look at differences in brain activity due to how speakers emphasized different words in the sentence by changing pitch, without changing the words being spoken.
他们发现在一个脑区激活的神经元,称为背喉运动皮层,与快速音高的变化,比如在不同的单词强调一个句子中去。的皮层区域,越活跃越高演讲者对单词的音调。这是真正的在演讲以及病人唱歌时一个简单的旋律。神经元附近的一个脑区激活当演讲者改变整体距她或他的声音,就像我们有时做当我们说一个高音宠物或者孩子。
之后,当神经外科患者在准备接受脑成像,研究者电刺激神经背侧喉运动皮层。不仅刺激神经元喉部肌肉收缩引起的,但也导致一些病人自发地发声。
更重要的是,研究人员发现,背喉运动皮层也响应时距病人静静地听自己的语音回放。根据狄克特,这个大脑区域似乎并不以同样的方式使用在其他灵长类动物,发现它参与感知以及产生音高变化可能产生线索我们的大脑是如何让我们模仿对方的讲话,并故意改变我们的声音的音高。
距完美的假
狄克特表示,该集团的下一个项目是已经underway-exploring是否能够“逆向工程”如何大脑控制球场:“我们可以预测哪些单词被演讲者强调通过观察他们的神经活动?”
开发一个演讲假体可以借细致入微,自然对那些不能说话的声音是团队追求的另一个方向。“你真的想一个假肢说话者的情感内容,”狄克特说。“是不够的只是捕获的话,因为如此多的我们沟通是我们说些什么。”
进一步探索
