我们听到的声音如何变成我们大脑中的单词

你走在一条繁忙的城市街道上。周围的地铁列车、车流、音乐都来自店面。突然，你意识到你听到的声音之一是有人在说话，当你注意他们说的话时，你是在用不同的方式听。

大脑是如何做到这一点的？它发生的有多快？马里兰大学的研究人员正在进一步了解大脑在接受口语时所经历的自动过程。

神经科学家已经知道，当我们听到可理解的语言声音时，我们的大脑与我们听到非语音声音或人们用我们不知道的语言说话时的反应不同。当我们听到有人用熟悉的语言说话时，我们的大脑会迅速转移注意力，通过转换成单词来处理发音，并理解所说的内容。

在Cell Press/Elsevier journal Current Biology发表的一篇新文章“从听觉到语言表达的快速过渡”中，马里兰州的研究人员能够看到大脑中的哪里以及大脑中的神经元从处理语音转换到处理基于语音的单词的快速时间(以毫秒计)。

本文由马里兰大学医学院系统研究所(ISR)博士后研究员克里斯蒂安布罗德贝克(Christian Brodbeck)和马里兰大学医学院教授l埃利奥特洪(L. Elliot Hong)和乔纳森z西蒙(Jonathan Z. Simon)共同撰写。他在生物和电子工程系担任了三个职位。工程和ISR。

西蒙说，“当我们听别人说话时，我们大脑处理的变化是，我们不在乎把它识别为一个单词的声音。”"事实上，只要有语言信息，这种情况就会发生."

当它从事语音感知时，大脑的听觉皮层将分析复杂的声学模式，以检测具有语言信息的单词。通过预测可能听到的内容，它似乎如此有效地做到了这一点，至少部分如此：通过学习最常见的信号语言，大脑可以预测接下来会发生什么。一般认为，这个过程——大脑颞叶上部的双侧定位——包括识别声音的中间语音水平。

在马里兰的研究中，研究人员绘制并分析了参与者在听个别演讲者讲述故事时的神经大脑活动。他们使用脑磁图(MEG)，这是一种常见的无创神经成像方法，使用非常敏感的磁力计来记录大脑内部电流产生的自然磁场。受试者通常位于脑磁图扫描仪的下方，该扫描仪类似于完整的吹风机，但包含一系列磁传感器。

这项研究表明，大脑可以以高度专业和自动的方式快速识别音节，并从只处理声音信息过渡到语言信息。大脑必须跟上人们每秒钟说三个词的速度。这部分是通过在声音进入耳朵后的十分之一秒内将语音与其他类型的声音区分开来。

“我们通常认为大脑必须只处理早期的声音水平，而不考虑语言，”西蒙指出。“但如果大脑能够立即考虑语言知识，那么它实际上会更准确地处理声音。在我们的研究中，我们发现大脑可以在最早的阶段使用语言处理。”

在这项研究的另一部分，研究人员发现，人们在嘈杂的环境中选择性地处理语音。

在这里，参与者在“鸡尾酒会”场景中听到两个扬声器的混合声音，并被告知要听其中一个，忽略另一个。参与者的大脑只持续处理他们被告知要注意的对话的语言，而不是他们被告知要忽略的对话。他们的大脑在检测单词形式的水平上停止处理无人注意的语音。

“这可能揭示了我们大脑语音感知的‘瓶颈’，”布罗德贝克说。“我们认为词汇感知在我们的大脑中发挥着作用，考虑到了传入的语音信号和许多不同单词之间的匹配。也许这种机制所涉及的心理资源限制了可以同时尝试多少个不同的选项，使得同时关注一个以上的发言者成为可能。”

这项研究为进一步研究我们的大脑如何将声音解释为单词奠定了基础。例如，大脑如何以及何时决定说哪个单词？有证据表明，大脑实际上通过可能性进行筛选，但尚不清楚大脑如何成功地将选择范围缩小到一个词，并将其与正在进行的话语的意义相关联。此外，由于可以测量语音的哪一部分足够清晰，可以作为一个单词的组成部分进行处理，因此研究人员可以在受试者不能或不理解如何报告时测试听力理解。很合适。

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