音と言葉は脳内で別々に同時に処理されます–ScienceDaily

by REVOLUSYNAPSE
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長年の研究の後、神経科学者は言語の音を処理する人間の脳の新しい経路を発見しました。 調査結果は、ジャーナルで8月18日に報告されました 細胞は、聴覚と音声の処理が並行して行われることを示唆しており、脳が音響情報を処理してからそれを言語情報に変換するという長年の理論と矛盾しています。

言語の音は、耳に届くと、蝸牛によって電気信号に変換され、側頭葉の聴覚野と呼ばれる脳の領域に送られます。 科学者たちは何十年もの間、聴覚皮質での音声処理は、工場の組立ラインと同様に、一連の経路をたどると考えてきました。 最初に、一次聴覚野が音の周波数などの単純な音響情報を処理すると考えられていました。 次に、上側頭回(STG)と呼ばれる隣接する領域が、子音や母音など、音声にとってより重要な特徴を抽出し、音を意味のある単語に変換します。

しかし、この理論の直接的な証拠は、非常に高い時空間分解能で聴覚皮質全体からの非常に詳細な神経生理学的記録を必要とするため、欠けています。 一次聴覚野は、人間の脳の前頭葉と側頭葉を分離する裂け目の奥深くに位置しているため、これは困難です。

「それで、私たちはその証拠を見つけることを望んでこの研究に入りました-音の低レベルの表現から単語の高レベルの表現への変換」とカリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経科学者で神経外科医のエドワード・チャンは言いますサンフランシスコ。

Changと彼のチームは、7年間にわたって、腫瘍の除去や発作の焦点の特定などの医学的理由で脳手術を受けなければならなかった9人の参加者を研究してきました。 これらの手順では、言語と発作のマッピングのために神経信号を収集するために、聴覚皮質全体を覆うように小さな電極のアレイが配置されました。 参加者はまた、聴覚皮質がどのように音声を処理するかを理解するために録音を分析することを志願しました。

「この研究は、脳の表面から直接これらすべての領域を同時にカバーし、音から言葉への変換を研究することができたのは初めてです」とチャンは言います。 この地域の活動を研究する以前の試みは、主にその地域にワイヤーを挿入することを含み、それは限られた数のスポットでのみ信号を明らかにすることができました。

参加者のために短いフレーズや文章を演奏したとき、研究者たちは、従来のモデルが提案するように、一次聴覚野から隣接するSTGへの情報の流れを見つけることを期待していました。 その場合は、2つの領域を次々にアクティブ化する必要があります。

驚いたことに、チームは、STGにあるいくつかの領域が、文章が再生されたときに一次聴覚野と同じくらい速く反応することを発見しました。これは、両方の領域が同時に音響情報の処理を開始したことを示唆しています。

さらに、臨床言語マッピングの一部として、研究者は参加者の一次聴覚野を小さな電流で刺激しました。 従来のモデルが示唆するように、音声処理が連続経路に従う場合、刺激は患者の音声認識を歪める可能性があります。 それどころか、参加者は刺激によって誘発された聴覚ノイズの幻覚を経験しましたが、それでも彼らは彼らに言われた言葉をはっきりと聞いて繰り返すことができました。 しかし、STGが刺激されたとき、参加者は人々が話すのを聞くことができたと報告しました、「しかし言葉を理解することはできません」。

「実際、患者の1人は、音節が言葉で入れ替わっているように聞こえると言いました」とチャンは言います。

最新の証拠は、音声処理の従来の階層モデルが単純化されすぎており、おそらく正しくないことを示唆しています。 研究者たちは、STGが一次聴覚野での処理とは独立して機能する可能性があると推測しています。

音声処理の並列性は、子供が音声を識別するのに苦労している失読症などの状態を治療する方法について、医師に新しいアイデアを与える可能性があります。

「これは重要な前進ですが、この並列聴覚システムはまだよく理解されていません。調査結果は、音声情報のルーティングが私たちが想像していたものとは大きく異なる可能性があることを示唆しています。それは確かに答えよりも多くの質問を提起します」とチャンと言います。

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