Zona creierului care controlează tonul vorbirii umane dezvăluit
Un nou studiu al creierului localizează regiunea creierului responsabilă de capacitatea noastră de a schimba tonul vocii noastre. Descoperirile ar putea ajuta la crearea unei casete vocale protetice cu un sunet mai natural.
Oamenii au o casetă vocală sau laringe, spre deosebire de orice alt primat.
Ca specie, putem produce o vorbire fluidă care poate provoca un răspuns emoțional.
Aceasta este o mână de Dumnezeu pentru specie în general, dar este o povară pentru indivizii cu probleme cu laringele.
Pentru cei care fie sunt născuți în imposibilitatea de a vorbi, fie care își pierd vorbirea mai târziu în viață, folosirea unui dispozitiv robotizat poate ajuta atât de mult.
Stephen Hawking și sintetizatorul său vocal sunt unul dintre cele mai notabile cazuri ale unui om care folosește o casetă vocală protetică.
Dar, deși fizicianul a fost capabil să rostească orice cuvânt în dicționar, mașina sa nu putea pune accent pe anumite cuvinte sau să dea impresia că Hawking punea o întrebare, mai degrabă decât să spună o declarație.
Un grup de cercetători a recunoscut potențialul unui dispozitiv care ar putea oferi celor care nu au o casetă vocală funcțională o voce realistă.
Echipa - cu sediul la Universitatea din California, San Francisco - a început primii pași către o astfel de descoperire, determinând ce zonă a creierului este responsabilă pentru controlul tonului în vorbirea umană.
Importanța pitch-ului
Pitch ne permite să transmitem starea de spirit sau accentul atunci când vorbim. Tonurile înalte și joase sunt create de vibrația corzilor vocale. Acestea, la rândul lor, sunt controlate de tensiunea în pliurile care provin din flexia mușchilor, provocând o vibrație mai rapidă.
Studiul, care a fost publicat în jurnal Celula, urmărea să vadă ce zone cerebrale au fost activate atunci când au fost create diferite pitch-uri. Acest lucru se poate face doar prin studierea creierului oamenilor, în timp ce vorbesc în timp real.
Din fericire, autorul principal Dr. Edward F. Chang este un neurochirurg care lucrează cu un număr de pacienți cu epilepsie. Unii dintre creierii pacienților săi sunt echipați cu electrozi minusculi care pot ajuta la determinarea originii unei crize.
Folosind aceeași metodă de detectare, cunoscută sub numele de electrocorticografie, oamenii de știință au recrutat voluntari din acest grup de pacienți cu epilepsie.
Toți au fost rugați să repete următoarea propoziție: „Nu am spus niciodată că mi-a furat banii”. De fiecare dată, participanții au fost instruiți să pună accent pe un cuvânt diferit pentru a schimba sensul propoziției (și tonul vocii lor).
Studiind îndeaproape activitatea creierului, echipa a constatat că neuronii dintr-o anumită zonă a creierului - cortexul motor laringian dorsal - au fost activate atunci când pitch-ul a fost modificat. Când pitch-ul a devenit mai ridicat, zona a arătat mai multă activitate.
Pe lângă examinarea activității, cercetătorii au stimulat și neuronii electrici din această zonă. Acest lucru a determinat mușchii laringelui să se flexeze și chiar a determinat un răspuns vocal la unii pacienți.
Participanții au experimentat, de asemenea, ascultarea propriilor voci, ceea ce a provocat un răspuns în zona dorsală.
Dezvoltarea protezelor
Rezultatele ar putea ajuta oamenii de știință să-și dea seama cum creierul uman reușește să imite vocile altora.
Desigur, acest lucru va merge într-un fel spre a explica modul în care funcționează creierul imitatorilor, dar are o importanță mai mare; ar putea ajuta la proiectarea unei casete vocale protetice care să ofere pacienților o voce naturală, permițându-le să vorbească într-un mod mai realist și mai puțin monoton.
„Ți-ar plăcea foarte mult ca o proteză să poarte conținutul emoțional al vorbitorului. Nu este suficient să surprindem doar cuvintele, deoarece o mare parte din ceea ce comunicăm este modul în care spunem ceva. "
Autorul principal Benjamin Dichter
Cercetătorii nu și-au terminat încă munca. Împreună cu studierea modului în care ar putea fi dezvoltată o astfel de proteză, aceștia caută și „ingineria inversă” a controlului pitch al creierului.
Aceasta înseamnă încercarea de a prezice ce cuvânt este subliniat doar prin studierea activității neuronale a creierului.
Un lucru este clar: mai sunt multe de învățat despre vocea umană.
