Tikriausiai girdėjote frazę: „Tai ne tai, ką sakote, tai, kaip jūs sakote“, ir dabar mokslas ją palaiko. Pirmasis tokio pobūdžio tyrimas iš Šiaurės Vakarų universiteto komunikacijos mokyklos, Pitsburgo universiteto ir Viskonsino-Madisono universitetas atskleidžia smegenų regioną, ilgai žinomą dėl ankstyvojo klausos apdorojimo, vaidina daug didesnį vaidmenį aiškinant kalbą, nei anksčiau suprantama.
Daugiadalykinis tyrimas, paskelbtas Gamtos ryšiai Rado smegenų regioną, žinomą kaip Heschl's Gyras, ne tik proceso garsai – tai paverčia subtilius žingsnio pokyčius, žinomus kaip prosodija, į prasmingą kalbinę informaciją, kuri nurodo, kaip žmonės supranta pabrėžimą, ketinimą ir dėmesį pokalbyje.
Ilgus metus mokslininkai manė, kad visi prosodijos aspektai pirmiausia buvo apdorojami aukštesniame laikiniame Gysru – smegenų regione, žinomu dėl kalbos suvokimo.
Bharathas Chandrasekaranas, tyrimo bendras tyrėjas ir Roxelyn bei Richard Pepper Komunikacijos mokslų ir sutrikimų departamento šiaurės vakarų departamento profesorius ir pirmininkas, teigė, kad išvados ginčija ilgalaikes prielaidas apie tai, kaip, kur, kur ir greitis, kuriuo prosodija apdorojama smegenyse.
„Rezultatai iš naujo apibrėžia mūsų supratimą apie kalbos suvokimo architektūrą“, – teigė Chandrasekaranas. „Mes praleidome kelis dešimtmečius tyrinėdami, kaip kalbama smegenyse, tačiau tai yra pirmasis tyrimas, tiriantis, kaip subtilūs pikio variantai, kurie taip pat perduoda prasmę, yra apdorojami smegenyse.”
Retas tyrimų dalyvių rinkinys
Chandrasekaranas bendradarbiauja su Pitsburgo universiteto medicinos mokyklos vaikų neurochirurgijos vadovu dr. Taylor Abel, siekdamas studijuoti klausos informacijos apdorojimą 11 paauglių pacientų, kuriems buvo atlikta neurochirurgija dėl sunkios epilepsijos. Jie visi turėjo elektrodus, implantuotus giliai smegenų žievėje, kuri yra kritiška pagrindinės kalbos funkcijai.
„Paprastai komunikacijos ir kalbotyros tyrimai priklauso nuo neinvazinių įrašų iš odos paviršiaus, todėl jis tampa prieinamas, bet ne labai tikslus“,-teigė Abelis. „Bendradarbiavimas tarp neurochirurgijos ir mokslininkų ir neuromokslininkų, kaip ir mūsų, leido mums rinkti aukštos kokybės smegenų veiklos įrašus, kurie kitaip nebūtų buvę įmanomi, ir sužinoti apie smegenų apdorojimo mechanizmus visiškai nauju būdu.”
Norėdami ištirti, kaip smegenys iššifruoja kalbos melodiją, tyrėjai dirbo su reta pacientų grupe, kuriai elektrodai buvo implantuojami į savo smegenis kaip gydymo epilepsijoje. Nors šie pacientai aktyviai klausėsi „Alice In Wonderland“ audio knygos įrašymo, mokslininkai realiuoju laiku stebėjo veiklą keliuose smegenų regionuose.
Naudodamiesi intracerebriniais įrašais iš elektrodų, giliai paciento smegenyse, tyrėjai pažymėjo, kad Heschl's Gyrus skyrius apdorojo subtilius balso žingsnio pokyčius – ne lygiai taip pat patikimas, bet kaip prasmingi kalbiniai vienetai. Smegenys užkodavo žingsnio akcentus atskirai nuo garsų, kurie sudaro žodžius.
„Mūsų tyrimas ginčija ilgalaikes prielaidas, kaip ir kur smegenys pasirenka natūralią kalboje melodiją-šie subtilūs žingsnio pokyčiai, padedantys perteikti prasmę ir ketinimus“,-sakė G. Nike Gnanateja iš UW-Madison komunikacijos mokslų ir sutrikimų departamento bei pirmojo tyrimo autoriaus.
„Nors šie žingsnių modeliai skiriasi kiekvieną kartą, kai mes kalbame, mūsų smegenys sukuria stabilias reprezentacijas, kad juos suprastų.”
Gnanateja sako, kad tyrimas taip pat atskleidė, kad paslėptas prasmės sluoksnis, kurį nešioja prosodiniai kontūrai – kalbos kilimas ir kritimas – yra užkoduotas daug anksčiau klausos apdorojime, nei manyta anksčiau.
Panašūs tyrimai buvo atlikti nežmoginiais primatais, tačiau tyrėjai nustatė, kad šioms smegenims trūko šios abstrakcijos, nepaisant to, kad apdorojant tuos pačius akustinius užuominas.
Atrakindami paslėptą kalbos sluoksnį, Chandrasekaranas ir jo komanda nustatė, kaip smegenys apdoroja žingsnio akcentus, atskleisdami didelę įtaką įvairioms sritims.
„Mūsų išvados galėtų pakeisti kalbos reabilitaciją, AI varomus balso padėjėjus ir supratimą apie tai, kas daro žmogišką bendravimą išskirtiniu“,-sakė jis.
Ankstyvojo prosodinio apdorojimo supratimas gali sukelti naujų kalbų ir kalbos sutrikimų intervencijų, tokių kaip autizmas, distrosodija pacientams, kuriems buvo insultas, ir kalbomis pagrįstų mokymosi skirtumų.
Tyrime taip pat pabrėžiamas unikalus kalbinės patirties vaidmuo žmonių komunikacijoje, nes nežmoginiams primatams trūksta galimybės apdoroti pikio akcentus kaip abstrakčias kategorijas.
Be to, šios išvados galėtų žymiai sustiprinti AI pagrįstų balso atpažinimo sistemas, suteikiant galimybę joms geriau valdyti prosodiją, priartinant natūralios kalbos apdorojimą prie žmogaus kalbos suvokimo imitavimo.