Нейробиологи выяснили, что мозг учится говорить совсем не так, как думали раньше

Нейробиологи выяснили, что мозг учится говорить совсем не так, как думали раньше. Это открытие опровергает прежние научные представления и поможет модернизировать методы восстановления речи после инсульта, а также усовершенствовать нейроинтерфейсы.

Способность человека осваивать речь и запоминать слова зависит не от моторных центров мозга, управляющих губами и языком, а от зон восприятия звуков и физических ощущений.

Чтобы проверить, какие именно зоны мозга удерживают речевую память, специалисты из Университета Макгилла (Канада) и Йельской школы медицины (США) провели эксперимент с участием добровольцев. Сначала исследователи в реальном времени изменяли голос говорящих людей и возвращали его в наушники в искаженном виде — это заставляло участников на ходу подстраивать артикуляцию, запуская процесс речевого обучения.

Затем применили метод транскраниальной магнитной стимуляции, чтобы на время избирательно подавить активность трех зон коры больших полушарий: слуховой, соматосенсорной (отвечает за осязание и положение органов чувств в пространстве) и моторной. Спустя сутки исследователи проверили, насколько хорошо закрепились новые речевые навыки.

Оказалось, когда ТМС отключала слуховую или соматосенсорную кору, люди практически полностью теряли способность воспроизводить измененные звуки, которые они учили накануне. В то же время подавление моторной коры никак не повлияло на долговременную память и удержание новых навыков. Результаты исследования опубликовал журнал Proceedings of the National Academy of Sciences.

Sensory basis of speech motor learning and memory

doi 10. 1073/ pnas. 2525468123

Интересно, что этот вывод перекликается с прошлыми работами той же научной группы, изучавшей моторику конечностей. Тогда эксперименты с движениями рук и кистей показали схожий результат: когда исследователи искусственно угнетали сенсорные зоны коры, это точно так же мешало испытуемым осваивать и удерживать новые физические навыки. Это указывает на глобальный и универсальный принцип работы механизмов памяти в человеческом мозге.

По словам ученых, нейробиология традиционно фокусировалась на лобных моторных областях как на главных двигателях речи.

«Классический подход в нейробиологии концентрировался на фронтальных моторных зонах как на ключевых триггерах движения. Наша работа меняет это понимание, наглядно доказывая, что обучение человеческой речи — по своей природе глубоко сенсорный процесс», — объяснил профессор Университета Макгилла Дэвид Остри (David Ostry), один из авторов статьи. Его коллега из Йельского университета Нишант Рао (Nishant Rao) добавил, что мозг создает новые речевые воспоминания за счет изменений именно в слуховых и соматосенсорных областях.

На картинке видим вот что:

Experimental setup. (A) Participant in the speech motor learning task. (B) For an example word stimulus “dep,” the Upper plot shows the time-domain signal; the Lower plot shows the spectrogram of the same signal, with the traces showing schematic of first and second formant frequencies. (C) Experimental design in which rectangular gray patches indicate noise feedback trials, and the numbers in brackets indicate number of trials in that block. (D, Left) TMS stimulation sites for M1, S1, and STG conditions; (Right) zoomed view of the rectangular area shown at the left (cs: central sulcus, prcs: precentral sulcus, pocs: postcentral sulcus, ls: lateral sulcus, sts: superior temporal sulcus). (E) Motor evoked potential (right genioglossus muscle) from left hemisphere tongue area motor cortex. Solid line and shaded region indicate mean and SE respectively, the vertical arrow indicates the TMS single stimulation pulse. Panels A and B adapted from ref. 12, which is licensed under CC BY 4.0.

Ученые выяснили, что мозг учится говорить совсем не так, как думали раньше.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: