并非先听见声音后理解语义 大脑语音处理可“多线程”工作
小电极阵列收集听觉皮层神经信号的方式 ， 通俗来讲就是通过电极直接捕获皮层表面的神经信号 ， 由于外侧颞上回暴露在外侧颞叶 ， 因此可通过皮层脑电图记录方法获取 。
【语音|并非先听见声音后理解语义 大脑语音处理可“多线程”工作】——倪广健 天津大学医学部副主任、智能医学工程教育部工程研究中心副主任
◎本报采访人员 陈 曦
大脑是如何听懂语言的？几十年来 ， 科学家们一直认为听觉皮层中的语音处理就像工厂的流水线一样 ， 按照先后不同处理工序串联在一起 ， 最终转化成有意义的单词 。
然而这一理论近日遭到了挑战 ， 一项发表在《细胞》杂志上的研究结果表明 ， 大脑对听觉和语言的处理是并行进行的 。
这种语音处理的并行性质推翻了长期以来的相关假设 ， 可能会为医生提供新的思路 ， 以治疗患有阅读障碍等问题的儿童 ， 帮助他们顺利识别语音 。
传统假设中大脑如何“听懂”语言
“人脑在听觉环境中处理语音信息时 ， 传统理论认为听觉皮质处理信息的过程是自上而下的 。 当含有语意的声音传到耳中 ， 耳蜗将其转换成电信号 ， 在初级听觉皮层分析声谱 ， 在次级听觉区域提取音素 ， 在外侧和腹侧颞叶皮层提取单词 ， 顶叶和额叶区域基于语法和语义属性并结合时间信息 ， 进行单词顺序推断并最终理解句子的含义 。 ”天津大学医学部副主任、智能医学工程教育部工程研究中心副主任倪广健介绍 。
“语音感知的经典层次模型是假设声音信息首先在初级听觉皮层接收 ， 然后通过与外侧颞上回连接转化为更复杂的表征 。 ”倪广健说 ， 这是因为先前有关听觉机制的研究主要基于解剖模型 ， 认为大脑遵循一种从初级到高级的层次渐进处理模式 ， 高级听觉区域对复杂的语音和音乐有更强的反应 。
一直以来 ， 这一理论缺乏直接证据的支持 ， 因为它需要整个听觉皮层在极高时空分辨率的条件下记录详细的神经生理学信息 。 但是初级听觉皮层位于大脑额叶和颞叶的深处 ， 因此想进行探究并不容易 。
此次最新研究对人类初级和次级听觉皮层功能组织的研究结论与先前一致 ， 但在赫氏回和颞上回的起始区发现了早期独立处理的证据 ， 而非传统认为的遵循语音简单串行的皮层处理层次 。 可以确定的是 ， 皮层前部和中部颞上回 ， 具有明显的并行处理和潜在的长潜伏期串行处理 ， 说明听觉皮层具有分布式的专业处理单元 ， 每个单元代表了语音信号中不同的声学和语音线索 ， 它们的组合创造了丰富的语音理解体验 。
非侵入技术探究大脑受限于时空分辨率
推荐阅读
- 领域|上海市电子信息产业“十四五”规划：以集成电路为核心先导
- 教父|“博客教父”方兴东抢先体验荣耀Magic V，独创技术加持或成折叠屏市场拐点
- 内心|SUBTLE PIONEER先锋计划：于微妙瞬间传递先锋力量，共同蓄力生长
- 先决条件|商汤科技徐立：对科技发展判断的领先是筑起行业壁垒的先决条件
- 战略|科力尔电机荣获第一届“新湖南贡献奖先进集体”！
- 电子|高交会论道：巨型柔性电子产业正在孕育，宜加快布局抢占先机
- 语音|广发信用卡打造智能“好声音”，语音机器人服务人次过亿
- 语音|3K元档罕见大尺寸 70英寸小米电视4开启预售
- 高层次人才|紧盯“科技创新+先进制造” 东莞发布人才新政
- 市场|2022年，抖音到底该怎么涨粉？