Ujawniono obszar mózgu kontrolujący tonację ludzkiej mowy
Nowe badanie mózgu lokalizuje region mózgu odpowiedzialny za naszą zdolność do zmiany wysokości naszego głosu. Odkrycia mogą pomóc w stworzeniu bardziej naturalnie brzmiącej protetycznej skrzynki głosowej.
Ludzie mają krtań lub krtań, w przeciwieństwie do innych naczelnych.
Jako gatunek możemy wytwarzać płynną mowę, która może wywołać reakcję emocjonalną.
Jest to dar niebios dla całego gatunku, ale stanowi obciążenie dla osób z problemami z krtani.
Dla tych, którzy od urodzenia nie potrafią mówić lub tracą mowę w późniejszym życiu, użycie robota może tylko bardzo pomóc.
Stephen Hawking i jego syntezator głosu to jeden z najbardziej godnych uwagi przypadków, w których człowiek używa protetycznej skrzynki głosowej.
Ale chociaż fizyk był w stanie wypowiedzieć dowolne słowo w słowniku, jego maszyna nie mogła położyć nacisku na pewne słowa ani sprawiać wrażenia, że Hawking zadaje pytanie, a nie po prostu wypowiada zdanie.
Grupa badaczy dostrzegła potencjał urządzenia, które mogłoby dać osobom bez działającej skrzynki głosowej realistycznie brzmiący głos.
Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco rozpoczął pierwsze kroki w kierunku takiego odkrycia, określając, który obszar mózgu jest odpowiedzialny za kontrolowanie wysokości głosu w ludzkiej mowie.
Znaczenie boiska
Tonacja pozwala nam przekazać nastrój lub akcent podczas mówienia. Wysokie i niskie tony powstają w wyniku wibracji strun głosowych. Te z kolei są kontrolowane przez napięcie w fałdach, które pochodzi z napinania mięśni, powodując szybsze wibracje.
Badanie, które zostało opublikowane w czasopiśmie Komórka, mające na celu sprawdzenie, które obszary mózgu zostały aktywowane podczas tworzenia różnych tonów. Można to zrobić tylko poprzez badanie mózgów ludzi, gdy mówią w czasie rzeczywistym.
Na szczęście starszy autor dr Edward F. Chang jest neurochirurgiem, który pracuje z wieloma pacjentami z padaczką. Mózgi niektórych pacjentów są wyposażone w maleńkie elektrody, które mogą pomóc w określeniu przyczyny napadu.
Korzystając z tej samej metody wykrywania, zwanej elektrokortykografią, naukowcy zrekrutowali ochotników z tej grupy pacjentów z padaczką.
Wszyscy zostali poproszeni o powtórzenie następującego zdania: „Nigdy nie powiedziałem, że ukradła moje pieniądze”. Za każdym razem uczestnicy zostali poinstruowani, aby położyć nacisk na inne słowo w celu zmiany znaczenia zdania (i wysokości głosu).
Dokładnie badając aktywność mózgu, zespół odkrył, że neurony w jednym konkretnym obszarze mózgu - grzbietowej korze ruchowej krtani - były aktywowane, gdy zmieniał się ton. Kiedy boisko stało się wyższe, obszar wykazywał większą aktywność.
Oprócz zbadania aktywności naukowcy pobudzili również elektrycznie neurony w tym obszarze. Spowodowało to zginanie mięśni krtani, a nawet wywoływało odpowiedź głosową u niektórych pacjentów.
Uczestnicy doświadczyli również odsłuchiwania własnych głosów, co wywołało reakcję w okolicy grzbietu.
Rozwijanie protetyki
Wyniki mogą pomóc naukowcom w ustaleniu, w jaki sposób ludzki mózg naśladuje głosy innych.
Oczywiście to w pewnym stopniu przyczyni się do wyjaśnienia, jak działają mózgi osób podszywających się pod inne osoby, ale ma to większe znaczenie; może pomóc skonstruować protetyczną skrzynkę głosową, która zapewni pacjentom naturalny głos, umożliwiając im mówienie w bardziej realistyczny i mniej monotonny sposób.
„Naprawdę chciałbyś mieć protezę, która przenosi emocjonalną zawartość mówiącego. Nie wystarczy po prostu uchwycić słowa, ponieważ wiele z tego, co przekazujemy, to sposób, w jaki coś mówimy ”.
Główny autor Benjamin Dichter
Naukowcy nie ukończyli jeszcze swojej pracy. Oprócz badania możliwości opracowania takiej protezy, badacze zajmują się również „inżynierią odwrotną” kontroli wysokości tonu mózgu.
Oznacza to próbę przewidzenia, które słowo jest podkreślane, po prostu poprzez badanie aktywności neuronalnej mózgu.
Jedno jest pewne: o ludzkim głosie można dowiedzieć się o wiele więcej.
