你正沿著繁忙的城市街道散步。周圍的地鐵列車，交通和音樂來自店面。突然間，你意識到你聽到的一個聲音就是有人在說話，而且當你注意他們所說的話時，你正以不同的方式傾聽。

大腦如何做到這一點?它發(fā)生的速度有多快?馬里蘭大學的研究人員正在更多地了解大腦在接受口語時所經(jīng)歷的自動過程。

神經(jīng)科學家已經(jīng)理解了一段時間，當我們聽到可理解語言的聲音時，我們的大腦反應不同于我們聽到非語音聲音或人們用我們不知道的語言說話時的反應。當我們聽到某人用熟悉的語言說話時，我們的大腦會迅速轉(zhuǎn)移到注意力，通過將語音轉(zhuǎn)化為單詞來處理語音，并理解所說的內(nèi)容。

在Cell Press / Elsevier期刊“ 當代生物學 ” 發(fā)表的一篇新論文中，“從聽覺到語言表達的快速轉(zhuǎn)變”，馬里蘭州的研究人員能夠看到大腦中的位置，以及大腦的快速 - 以毫秒為單位 -神經(jīng)元從處理語音轉(zhuǎn)換到處理語音的基于語言的單詞。

該論文由馬里蘭大學醫(yī)學院系統(tǒng)研究所(ISR)博士后研究員Christian Brodbeck，馬里蘭大學醫(yī)學院的L. Elliot Hong和Jonathan Z. Simon教授撰寫，他在生物學和電氣學系擔任三重任命。計算機工程以及ISR。

西蒙說：“當我們聽別人說話的時候，我們大腦處理過程中的變化就是不關心將它識別為一個單詞的聲音。” “事實上，只要語言信息可用，就會發(fā)生這種情況。”

當它從事語音感知時，大腦的聽覺皮層會分析復雜的聲學模式，以檢測帶有語言信息的單詞。它似乎通過預測可能聽到的內(nèi)容如此有效地，至少部分地這樣做：通過學習最頻繁的信號語言，大腦可以預測接下來會發(fā)生什么。人們普遍認為，這個過程 - 在大腦的上顳葉中雙側(cè)定位 - 涉及識別聲音的中間，語音水平。

在馬里蘭州的研究中，研究人員繪制并分析了參與者的神經(jīng)大腦活動，同時傾聽單個講話者講述故事。他們使用腦磁圖(MEG)，這是一種常見的非侵入性神經(jīng)影像學方法，它采用非常靈敏的磁力計來記錄大腦內(nèi)部電流產(chǎn)生的自然磁場。受試者通常位于MEG掃描儀下方或下方，MEG掃描儀類似于全頭發(fā)吹風機，但包含一系列磁傳感器。

該研究表明，大腦能夠以高度專業(yè)化和自動化的方式快速識別構(gòu)成音節(jié)的語音和從僅處理聲學信息到語言信息的過渡。大腦必須跟上人們以每秒約三個字的速度講話。它部分地通過在聲音進入耳朵后大約十分之一秒內(nèi)將語音與其他類型的聲音區(qū)分開來實現(xiàn)這一點。

“我們通常認為大腦早期處理的必須只是在聲音水平，而不考慮語言，”西蒙指出。“但如果大腦可以立即考慮語言知識，那么它實際上會更準確地處理聲音。在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)大腦在最早的階段就可以利用語言處理。”

在研究的另一部分，研究人員發(fā)現(xiàn)人們在嘈雜的環(huán)境中有選擇地處理語音。

在這里，參與者在“雞尾酒派對”場景中聽到兩位發(fā)言者的混合，并被告知聽一個而忽略另一個。參與者的大腦只是始終如一地處理他們被告知要注意的對話的語言，而不是他們被告知要忽略的對話。他們的大腦在檢測單詞形式的水平上停止處理無人看管的語音。

“這可能揭示了我們大腦的語音感知中的'瓶頸'，”布羅德貝克說。“我們認為詞匯感知在我們的大腦中起作用，同時考慮到傳入的語音信號與許多不同的詞語之間的匹配?？赡苓@種機制涉及的心理資源限制了可以同時嘗試多少個不同的選項，使其成為可能。不可能同時關注一個以上的演講者。“

這項研究為進一步研究我們的大腦如何將聲音解釋為單詞奠定了基礎。例如，大腦如何以及何時決定說出哪個單詞?有證據(jù)表明，大腦實際上是通過可能性進行篩選，但目前還不知道大腦如何成功地將選擇范圍縮小到一個單詞，并將其與正在進行的話語的意義聯(lián)系起來。此外，由于可以測量語音的哪個部分足夠清晰以便作為單詞的組成部分進行處理，因此研究人員可以在受試者不能或不理解如何報告時測試聽力理解。它恰當。