Niedawne badania neuronaukowe zidentyfikowały kluczową sygnaturę neuronową rozpoznawania słów: szybki spadek aktywności mózgu o wysokiej wartości gamma, występujący około 100 milisekund po granicy słowa. Odkrycie rzuca światło na sposób, w jaki mózg przekształca ciągłe strumienie dźwięków w odrębne jednostki znaczenia. Jest to proces, który od dawna pozostaje tajemnicą ze względu na brak wyraźnej separacji akustycznej między słowami w mowie naturalnej.
Iluzja granic słów
Mowa ludzka nie składa się z schludnych pakietów pojedynczych słów. Przerwy w słowach są tak samo powszechne, jak przerwy między nimi, szczególnie w szybkiej rozmowie lub w nieznanych językach, gdzie dźwięki mają tendencję do zacierania się. Oznacza to, że nasz odbiór poszczególnych słów nie jest podyktowany wyłącznie fizycznymi właściwościami dźwięku, ale raczej wewnętrznymi procesami poznawczymi.
Neurobiolog Edward Chang i jego zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco zidentyfikowali bezpośrednią korelację neuronową granic słów, badając szybkie fale mózgowe (wysoka gamma) w obszarach percepcji mowy. Ich wyniki opublikowane w Nuron pokazują, że fale te stale słabną natychmiast po wypowiedzeniu każdego słowa.
„O ile mi wiadomo, po raz pierwszy mamy bezpośrednią korelację neuronową słów” – wyjaśnia Chang. „To bardzo ważne”.
Podpisy neuronowe w różnych językach
Zespół badawczy dalej badał to zjawisko w kilku językach. Badanie opublikowane w Nature wykazało, że osoby mówiące po angielsku, hiszpańsku i chińsku wykazywały podobną redukcję aktywności w zakresie wysokich częstotliwości gamma podczas słuchania swojego języka ojczystego. Jednak ta reakcja jest słabsza i mniej spójna podczas przetwarzania nieznanej mowy. Osoby dwujęzyczne wykazują wzorce podobne do rodzimych w obu językach, a osoby uczące się języka angielskiego wykazują silniejsze reakcje neuronalne w miarę wzrostu ich biegłości językowej.
Sugeruje to, że mózg nie tylko reaguje na wzorce akustyczne, ale aktywnie organizuje mowę w oparciu o wyuczone struktury językowe. Im bardziej znany jest język, tym wyraźniejszy staje się sygnał neuronowy granic słów.
Interakcja dźwięku i znaczenia
Chociaż odkrycia te stanowią poważny przełom, pozostają pytania dotyczące wpływu zrozumienia na rozpoznawanie słów. Niektórzy badacze sugerują, że mózg może wykrywać wzorce niezależnie od zrozumienia, inni zaś sugerują, że znaczenie odgrywa kluczową rolę – podobnie jak napisy zwiększają klarowność stłumionego dźwięku.
Praca Changa podważa tradycyjny pogląd na przetwarzanie języka, który zakładał oddzielne obszary mózgu dla dźwięku, słów i znaczenia. Zamiast tego jego badania pokazują, że wszystkie te poziomy struktury są przetwarzane w tych samych obszarach, zacierając granice między analizą akustyczną i poznawczą.
Zasadniczo mózg nie tylko słyszy dźwięki; aktywnie konstruuje słowa z ciągłego strumienia dźwięku, korzystając z wyuczonych wzorców i synchronizacji neuronowej. Przyszłe badania z wykorzystaniem sztucznych języków będą miały kluczowe znaczenie dla pełnego zrozumienia złożonej zależności pomiędzy przetwarzaniem dźwięku, znaczeniem i mechanizmami rozpoznawania słów w mózgu.
