Giới thiệu về lời nói: Bộ não hình thành từ như thế nào

bản tóm tắt: Các nhà nghiên cứu đã có một khám phá mang tính đột phá về cách bộ não con người hình thành từ ngữ trước khi nói. Bằng cách sử dụng cảm biến Neuropixels, họ có thể lập bản đồ cách biểu thị các nơ-ron và nhóm âm thanh lời nói trong ngôn ngữ.

Nghiên cứu này không chỉ làm sáng tỏ các bước nhận thức phức tạp liên quan đến việc tạo ra lời nói mà còn mở ra khả năng điều trị rối loạn ngôn ngữ và ngôn ngữ. Công nghệ này có thể dẫn đến việc tạo ra các bộ phận giả giọng nói nhân tạo, mang lại lợi ích cho những người bị rối loạn thần kinh.

Sự kiện chính:

  1. Nghiên cứu sử dụng các cảm biến Neuropixels tiên tiến để ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh trong não, cho thấy cách chúng ta suy nghĩ và tạo ra từ ngữ.
  2. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh được dành riêng cho cả việc nói và nghe, đồng thời tiết lộ các chức năng não riêng biệt để sản xuất và hiểu ngôn ngữ.
  3. Những phát hiện này có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị rối loạn ngôn ngữ và ngôn ngữ, đồng thời dẫn đến việc tạo ra các giao diện não-máy cho lời nói nhân tạo.

nguồn: Harvard

Sử dụng các kỹ thuật ghi não tiên tiến, một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu từ Bệnh viện Đa khoa Massachusetts trực thuộc Harvard cho thấy các tế bào thần kinh trong não người phối hợp với nhau như thế nào để cho phép mọi người nghĩ về những từ họ muốn nói và sau đó phát ra chúng thành tiếng thông qua lời nói.

Các phát hiện này cung cấp một bản đồ chi tiết về cách các âm thanh lời nói như phụ âm và nguyên âm được thể hiện trong não từ lâu trước khi chúng được nói ra và cách chúng liên kết với nhau trong quá trình sản xuất ngôn ngữ.

Tác phẩm được xuất bản ở thiên nhiênNó có thể dẫn đến những cải thiện trong sự hiểu biết và điều trị các rối loạn ngôn ngữ và ngôn ngữ.

Tác giả chính Zev Williams cho biết: “Mặc dù việc nói bình thường có vẻ dễ dàng nhưng bộ não của chúng ta thực hiện nhiều bước nhận thức phức tạp trong quá trình tạo ra giọng nói tự nhiên—bao gồm nghĩ ra những từ chúng ta muốn nói, lên kế hoạch cho các chuyển động bằng lời nói và tạo ra những lời nói có chủ đích”. Phó giáo sư phẫu thuật thần kinh tại MGH và Trường Y Harvard.

READ  Những hình ảnh đầu tiên từ tàu vũ trụ Trung Quốc trên sao Hỏa có thể mất một khoảng thời gian để đến Trái đất

“Bộ não của chúng ta thực hiện những kỳ tích này với tốc độ đáng kinh ngạc – khoảng ba từ mỗi giây trong lời nói tự nhiên – và với rất ít lỗi đáng chú ý. Tuy nhiên, làm thế nào chính xác để đạt được kỳ tích này vẫn còn là một bí ẩn.”

Khi họ sử dụng công nghệ tiên tiến có tên Neuropixels để ghi lại hoạt động của các tế bào thần kinh đơn lẻ ở vỏ não trước trán, vùng trán của não người, Williams và các đồng nghiệp đã xác định được các tế bào liên quan đến sản xuất ngôn ngữ có thể làm nền tảng cho khả năng nói. Anh ấy nói. Họ cũng phát hiện ra rằng có những nhóm tế bào thần kinh riêng biệt trong não dành riêng cho việc nói và nghe.

Williams cho biết: “Việc sử dụng cảm biến Neuropixels ở người lần đầu tiên được tiên phong tại MGH. “Những cảm biến này rất đáng chú ý – chúng nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc người, nhưng chúng cũng chứa hàng trăm kênh có khả năng ghi lại hoạt động của hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm tế bào thần kinh riêng lẻ cùng một lúc.”

Williams đã làm việc để phát triển các kỹ thuật ghi âm với Sidney Cash, giáo sư thần kinh học tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts và Trường Y Harvard, người cũng giúp chỉ đạo nghiên cứu.

Nghiên cứu cho thấy các tế bào thần kinh thể hiện một số yếu tố cơ bản liên quan đến việc xây dựng lời nói như thế nào – từ những âm thanh lời nói đơn giản được gọi là âm vị cho đến việc nhóm chúng thành các chuỗi phức tạp hơn như âm tiết.

Ví dụ, phụ âm 'da', được tạo ra bằng cách chạm lưỡi vào vòm miệng cứng phía sau răng, là cần thiết để tạo ra từ 'dog'. Bằng cách ghi lại từng tế bào thần kinh, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một số tế bào thần kinh trở nên hoạt động trước khi âm thanh đó được phát ra thành tiếng. Các tế bào thần kinh khác phản ánh những khía cạnh phức tạp hơn của việc xây dựng từ, chẳng hạn như việc nhóm các âm thanh cụ thể thành các âm tiết.

READ  Các nhà nghiên cứu cho biết tin nhắn văn bản đơn giản này có thể khuyến khích mọi người đi tiêm chủng

Thông qua kỹ thuật của họ, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng có thể xác định một cách đáng tin cậy âm thanh lời nói mà mỗi cá nhân sẽ phát âm trước khi họ phát âm chúng. Nói cách khác, các nhà khoa học có thể dự đoán sự kết hợp của các phụ âm và nguyên âm sẽ được tạo ra trước khi các từ thực sự được nói ra. Khả năng này có thể được tận dụng để chế tạo các bộ phận giả hoặc giao diện não-máy có khả năng tạo ra giọng nói tổng hợp, có thể mang lại lợi ích cho nhiều bệnh nhân.

Arjun Khanna, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Williams, cho biết: “Sự gián đoạn trong mạng lưới lời nói và ngôn ngữ đã được quan sát thấy trong một loạt các rối loạn thần kinh – bao gồm đột quỵ, chấn thương sọ não, khối u, rối loạn thoái hóa thần kinh, rối loạn phát triển thần kinh, v.v.” của các nhà nghiên cứu đó”. Đồng tác giả của nghiên cứu.

“Hy vọng của chúng tôi là sự hiểu biết tốt hơn về các mạch thần kinh cơ bản hỗ trợ khả năng nói và ngôn ngữ sẽ mở đường cho việc phát triển các phương pháp điều trị cho những rối loạn này”.

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ mở rộng công việc của họ bằng cách nghiên cứu các quá trình ngôn ngữ phức tạp hơn, cho phép họ điều tra các câu hỏi liên quan đến cách mọi người chọn từ họ định nói và cách não tập hợp các từ thành câu để truyền đạt suy nghĩ và cảm xúc của một người cho người khác. .

Giới thiệu về Nghiên cứu Ngôn ngữ và Tiếng nói

tác giả: Truyền thông MGH
nguồn: Harvard
giao tiếp: Truyền thông MGH – Harvard
hình ảnh: Hình ảnh được ghi có vào Tin tức khoa học thần kinh

Tìm kiếm ban đầu: Mở quyền truy cập.
Các thành phần thần kinh đơn lẻ của việc tạo ra lời nói ở người“Bởi Zev Williams và cộng sự. thiên nhiên


một bản tóm tắt

Các thành phần thần kinh đơn lẻ của việc tạo ra lời nói ở người

Con người có thể tạo ra sự kết hợp của các chuyển động ngôn từ cực kỳ đa dạng để tạo ra lời nói có ý nghĩa. Khả năng phối hợp các chuỗi âm thanh cụ thể, phân đoạn và liên hợp chúng trên thang thời gian dưới giây, cho phép chúng ta tạo ra hàng nghìn âm thanh từ và là thành phần cơ bản của ngôn ngữ. Tuy nhiên, các đơn vị và cấu trúc tế bào cơ bản giúp chúng ta lập kế hoạch và tạo ra các từ trong khi nói vẫn chưa được biết đến nhiều.

READ  Hy vọng mới trong việc ngăn ngừa bệnh Lyme được tìm thấy trong mồ hôi của con người

Ở đây, bằng cách sử dụng các bản ghi Neuropixels mật độ cao, sắc nét có khả năng lấy mẫu trên cột vỏ não ở người, chúng tôi đã phát hiện ra các tế bào thần kinh ở vỏ não trước trán chiếm ưu thế về ngôn ngữ, mã hóa thông tin chi tiết về cách sắp xếp ngữ âm và hình thành các từ nổi bật trong quá trình tạo ra giọng nói tự nhiên.

Những tế bào thần kinh này thể hiện thứ tự và cấu trúc cụ thể của các sự kiện phát âm trước khi phát âm và phản ánh sự phân chia chuỗi giọng hát thành các phân đoạn riêng biệt. Họ cũng dự đoán chính xác các thành phần âm vị, âm tiết và hình thái của các từ sắp xuất hiện và chứng minh động lực có trật tự theo thời gian.

Nói chung, chúng tôi chứng minh cách các hỗn hợp tế bào này được tổ chức rộng rãi dọc theo cột vỏ não và cách các mô hình hoạt động của chúng chuyển từ lập kế hoạch khớp nối sang sản xuất. Chúng tôi cũng chỉ ra cách các tế bào này theo dõi cấu trúc chi tiết của phụ âm và nguyên âm một cách đáng tin cậy trong quá trình nhận thức và cách chúng phân biệt cụ thể các quá trình liên quan đến việc nói với các quá trình liên quan đến nghe.

Cùng với nhau, những phát hiện này tiết lộ một tổ chức có cấu trúc đáng chú ý và chuỗi mã hóa các biểu hiện âm vị học của các tế bào thần kinh trước trán ở người và chứng minh một quá trình tế bào có thể hỗ trợ việc tạo ra giọng nói.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *