Как наша речь определяется тем, что мы слышим? Команда нейробиологов обнаружила, что ответ варьируется в зависимости от структуры проводящих путей нашего мозга. Исследование, которое отображает, как мы синхронизируем наши слова с ритмом слышимых звуков, предлагает потенциальные методы диагностики расстройств речи и оценки когнитивно-лингвистического развития детей.
"Некоторые люди спонтанно синхронизируют темп своей речи в соответствии с ритмом речи, которую они слышат, в то время как другие этого не делают," объясняет Флоренсия Ассанео, научный сотрудник факультета психологии Нью-Йоркского университета и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Neuroscience. "Независимо от того, синхронизируете вы или нет, прогнозирует функциональные и структурные аспекты нашей языковой мозговой сети, а также нашу способность учить новые слова."
"Эти открытия являются результатом нового поведенческого теста, который показывает, как индивидуальные различия позволяют прогнозировать аудиомоторную синхронизацию и нейрофизиологическую функцию среди других явлений," – добавляет Дэвид Поппель, профессор психологии и нейробиологии Нью-Йоркского университета, директор Института эмпирической эстетики Макса Планка во Франкфурте и старший автор исследования. "Эффективность такого теста как инструмента может привести к новым открытиям в области языковых исследований и, возможно, помочь выявить такие недуги, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона или рассеянный склероз."
Были проведены обширные исследования того, как мы синхронизируем движения нашего тела со звуком, например, постукивая ногой в ритме песни. Но менее понятным является то, как наш мозг функционирует в подобном речевом сценарии, например, подпевании любимой мелодии.
Вопрос о том, тесно связана ли человеческая способность говорить с нашей способностью синхронизироваться с окружающим миром, является важным. Например, известно, что умение дошкольников синхронизировать свое тело с ритмом определяет их языковые способности.
Однако ученые не исследовали, существует ли прямая связь между ритмами речевого образования.е., скоординированные движения языка, губ и челюсти, составляющие речь, и ритмы воспринимаемого звукового сигнала.
"Другими словами, наши рты соединены с нашими ушами?" Ассанео спрашивает.
Чтобы изучить этот вопрос, ученые, в число которых также входили исследователи из Университета Барселоны и Каталонского института исследований и перспективных исследований (ICREA), провели серию экспериментов, в которых испытуемые слушали ритмическую последовательность слогов (e.грамм., "ла," "ди," "фум") и в то же время их просили непрерывно шептать слог "тах".
Результаты, основанные на более чем 300 испытуемых, выявили неожиданное разделение в том, как мы вербализируем звуки в ответ на то, что мы слышим. Некоторые спонтанно синхронизировали свой шепот со слогами (высокие синхронизаторы), в то время как другие оставались невосприимчивыми к внешнему ритму (низкие синхронизаторы).
Это разделение вызвало дополнительные вопросы, например: влияет ли группировка на основе этого теста на то, как устроен мозг людей?? И имеет ли это какие-либо поведенческие последствия с более широким значением?? Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи применили ряд дополнительных методов.
Во-первых, исследователи спросили, различаются ли пути белого вещества, влияющие на обучение и координирующую коммуникацию между различными частями мозга, между группами. Для этого они изучали данные МРТ испытуемых. Здесь команда обнаружила, что у высокосинхронизаторов больше объема белого вещества в путях, соединяющих области восприятия речи (слушания) с областями речевого (говорения), чем у низкосинхронизаторов.
Во-вторых, они использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ), методику, которая отслеживает нейронную динамику, для записи активности мозга, в то время как участники пассивно слушали ритмические последовательности слогов. Высокие синхронизаторы показали большую синхронизацию между мозгом и стимулом, чем низкие синхронизаторы: их нейронная активность колебалась с той же частотой, что и воспринимаемая частота слога в той части мозга, которая связана с речево-моторным планированием.
"Это означает, что области, связанные с производством речи, также задействуются во время восприятия речи, что, вероятно, помогает нам отслеживать внешние ритмы речи," наблюдает за Ассанео.
Наконец, ученые проверили, насколько высокий или низкий синхронизатор предсказывает, насколько хорошо люди запоминают новые слова. В частности, они изучали ранние этапы изучения языка: способность определять звук как слово, даже не зная его значения. Результаты показали, что высокие синхронизаторы лучше усваивают эти слова, чем низкие синхронизаторы.
"В повседневной жизни это может дать преимущество высоким синхронизаторам," отмечает Ассанео. "Например, находясь в чужой стране, им легче улавливать слова на незнакомом языке от людей, говорящих вокруг них."