嘈雜壞境中，大腦是如何識別聲音的？

　　中科院物理所2016-11-06 09:51:56

　　

　　嘈雜而清晰

　　我們面對面交談時，傳遞的信號不只言語一種。我們可以通過身體姿勢，面部表情以及頭部和眼球的動作進行交流，也可以通過人說話的節奏交流。一個很好的例子就是連續說話時的發音頻率——約每秒3-7個。一次對話中，傾聽者會調整到這種節奏並依此來估計說話者接下來所發音節的時刻。這使得傾聽者更容易聽清談話的內容。

　　其他信號也在傳遞著。例如即使沒人說話，我們也能通過大腦成像技術知曉，大腦中負責聽覺的一部分能夠以相似的發音頻率產生節律性活動。當我們聽別人講話時，這些大腦活動就會調整到與音節結構相適應的頻率。然後，腦波律動就會追蹤說話者的語音信號並與之匹配。

　　

　　節奏完美匹配

　　眾所周知，傾聽者也可以通過講話者的唇部動作接收信號。這些動作往往發生在言語之前——例如，張開嘴巴，它們能對講話者要說的內容提供很好的暗示。然而即便聽不到任何語言，唇部動作含有的信息也足夠使受訓觀察者明白講話的內容——因此，一些人可以讀唇。到目前為止，我們仍不清楚傾聽者的大腦如何處理這些動作信息。

　　對口型

　　這就是我們最近研究的主要內容。我們已經了解不僅講話者的聲帶可以產生髮音節奏，其唇形變化也可以。我們想要探究在持續講話過程中，傾聽者的腦波是否會與講話者的唇形變化相一致，就如同腦波與講話聲音那樣去相匹配——這一點對於理解講話內容是否很重要。

　　我們的研究首次證實了確實是這樣。我們記錄了44個健康志願者在看敘事類電影時的大腦活動。我們發現如同大腦的聽覺部分，大腦視覺部分也會產生某種韻律。連續講話過程中，這些腦部活動會自動與講話者嘴唇產生的發音韻律相匹配。我們在原有講話中添加寫雜訊讓傾聽變得更加困難，這意味著講故事的人的唇形變化對於理解講話內容更加重要，兩種韻律間的配合就更加準確。

　　

　　唇形相助

　　另外，我們發現傾聽者大腦中控制唇形變化的部分也會產生腦電波與講話者的唇形變化相匹配。這些腦電波與講話者大腦控制部分產生的腦電波匹配的越好，傾聽者對講話內容的理解就越好。這就證實了控制講話的大腦區域對於理解講話內容同樣重要，這也暗示了有聽覺障礙的人可以去學習讀唇來理解講話內容。證實了這一點之後，我們還要弄清楚雙向交流過程中是否同樣產生大腦節奏性活動。

　　為什麼這些觀點很有趣？因為假如真是如此：通過使腦部韻律與講話韻律匹配（類似於把收音機調到特定頻率收聽某一電台）建立一種交流渠道后，交談往往就起作用了。我們的結果表明必要時可以採取其他方式形成相匹配的韻律進行溝通。那麼我們不僅可以讓自己調整到與講話者聲帶發聲的節奏相匹配的韻律，同樣可以與它們唇形變化的節奏相匹配。除了運用大腦聽覺部分外，我們還可以通過大腦中的視覺部分和唇形變化控制部分達到這樣的效果。

　　你也無需專門去訓練讀唇——這就是為什麼在酒吧或聚會這樣嘈雜的環境中大多數人仍能互相交流的原因。

　　翻譯：戎有英 審校：海帶絲

　　來源：知道日報