国际 2023-02-07 14:46

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来自日内瓦大学(UNIGE)和Hopitaux Universitaires de Geneva (HUG)的一个研究小组成功地识别出当我们对自己说话时大脑产生的某些信号。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。当人类说话时,大脑的不同区域必须被激活。然而,在神经系统受损后,这些区域的功能可能会严重受损。例如,肌萎缩侧索硬化症(或沙可氏病)会使用于说话的肌肉完全瘫痪。在其他情况下,例如,中风后,负责语言的大脑区域可能会受到影响:这被称为失语症。然而,在许多病例中,患者想象单词和句子的能力仍然部分发挥作用。因此,解码我们内心的语言是神经科学研究者的一大兴趣。但是这项任务并不容易,正如UNIGE医学院基础神经科学系的科学家Timothee Proix解释说:“已经进行了几项关于口语解码的研究,但关于想象语言解码的研究却少得多。这是因为,在后一种情况下,与外显语言相比,相关的神经信号是微弱和可变的。因此,它们很难通过学习算法解码。”也就是说,通过计算机程序。当一个人大声说话时,他或她会在特定的时刻发出声音。因此,研究人员可以将这些有形的元素与相关的大脑区域联系起来。在想象语言的情况下,这个过程就不那么容易了。

科学家们还没有明确的信息表明个体内部形成的词语或句子的顺序和节奏。大脑中被招募的区域数量也较少,活跃度也较低。为了感知这种特殊语言的神经信号,UNIGE团队与两家美国医院合作,使用了13名住院患者。他们通过直接植入患者大脑的电极收集数据,以评估他们的癫痫障碍。“我们让这些人说一些话,然后想象这些话。每一次,我们都回顾了几个已知与语言有关的大脑活动频带,”安妮-丽丝·吉劳德解释道,她是UNIGE医学院基础神经科学系的教授,也是巴黎海选研究所新任命的主任。研究人员观察了这些患者说话时不同大脑区域产生的几种频率,包括口头或内部。“首先,这种振荡被称为θ (4-8Hz),对应于音节朗诵的平均节奏。然后是伽马频率(25-35Hz),在大脑中形成语音的区域观察到。第三,β波(12-18Hz)与认知效率更高的区域有关,例如,被请求预测和预测对话的演变。最后,当一个人说话时,会观察到高频率(80-150Hz)。”UNIGE医学院临床神经科学系助理教授、HUG副医生Pierre Megevand解释道。多亏了这些观察,科学家们能够证明低频和某些频率(尤其是beta和gamma)之间的耦合包含了破译想象语言的必要信息。他们的研究还表明,颞叶皮层是最终破译内部语言的一个重要区域。这个特殊的大脑区域位于大脑的左外侧,参与处理与听觉和记忆有关的信息,但它也包含了韦尼克区(Wernicke’s area)的一部分,负责对单词和语言符号的感知。这些结果是神经活动重建语言的一个重大进展。研究小组总结道:“但要想破译想象中的语言,我们还有很长的路要走。”(ANI)