我们的大脑会发出时间戳来处理我们听到的单词
我们的大脑为传入声音的顺序“打上时间戳”,使我们能够正确处理我们听到的单词,这是一组心理学和语言学研究人员进行的一项新研究。它的发现发表在《自然通讯》杂志上,为神经功能的复杂性提供了新的见解。
“要理解语音,你的大脑需要准确地解释语音的身份和发音顺序,才能正确识别所说的话,”该论文的第一作者、当时纽约大学博士生 Laura Gwilliams 解释道。这项研究,现在是加州大学旧金山分校的博士后研究员。“我们展示了大脑是如何实现这一壮举的:不同的声音对不同的神经群体做出反应。而且,每个声音都带有时间标记,自它进入耳朵以来已经过去了多少时间。这让听者可以同时知道顺序以及某人所说的声音的身份,以正确弄清楚该人在说什么。”
虽然大脑在处理单个声音中的作用已经得到了很好的研究,但对于我们如何管理构成语音的快速听觉序列,我们还有很多不知道的地方。对大脑动力学的进一步了解可能会导致解决神经系统疾病,这些疾病会降低我们理解口语的能力。
在Nature Communications研究中,科学家们旨在了解大脑如何处理语音的身份和顺序,因为它们展开得如此之快。这很重要,因为您的大脑需要准确地解释语音的身份(例如,柠檬)和它们的发音顺序(例如,1-2-3-4-5)才能正确识别所说的单词(例如“柠檬”而不是“甜瓜”)。
为此,他们记录了 20 多个人类受试者(所有以英语为母语的人)的大脑活动,同时这些受试者听了两个小时的有声读物。具体来说,研究人员将受试者的大脑活动与区分一种声音与另一种声音的语音特性(例如“m”与“n”)相关联。
研究人员发现,大脑使用缓冲区处理语音,从而保持过去三个语音声音的运行表示——即时间戳。结果还表明,大脑通过在听觉皮层的神经元之间传递信息,同时处理多个声音,而不会混淆每个声音的身份。
2023 年将返回纽约大学心理学系担任助理教授的 Gwilliams 解释说:“我们发现,每个语音都会引发一系列神经元在听觉皮层的不同位置放电。这意味着有关每个单独声音的信息在语音词中,'kat' 以可预测的方式在不同的神经群体之间传递,这有助于用其相对顺序为每个声音打上时间戳。”
该研究的其他作者是巴黎高等师范学院的 Jean-Remi King、纽约大学语言学系和纽约大学阿布扎比研究所教授 Alec Marantz,以及纽约大学心理学系教授兼 Ernst Struengmann 董事总经理 David Poeppel德国法兰克福神经科学研究所。