Найден механизм кодировки гласных в речевом центре мозга

Центр речи в человеческом мозге «кодирует» гласные звуки при помощи похожей на треугольник совокупности нервных клеток, управляющей положением языка внутри рта при произнесении того или иного звука, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на публикацию израильских нейрофизиологов в журнале Nature Communications.

Человек издает гласные звуки, поднимая язык на определенную высоту к нёбу и отодвигая его на определенное расстояние от зубов. Данная особенность человеческой речи позволила лингвистам составить «треугольник гласных», классифицирующий гласные звуки в большинстве языков мира по положению языка во время речи. Треугольник представляет собой карту, на которой отмечается положение языка при произнесении гласных.

Группа биологов под руководством Ицхака Фрида из Тель-Авивского университета (Израиль) выяснила, что человеческий мозг использует этот же треугольник для кодировки гласных звуков, проследив за активностью нервных клеток во фронтальной и теменной коре.

Фрид и его коллеги посетили несколько неврологических клиник в Соединенных Штатах и собрали группу из 11 добровольцев, страдавших от неизлечимых форм эпилепсии. В мозг таких больных встраивают множество электродов для поиска неправильно работающих нейронов и их последующего удаления хирургическим путем. Как правило, между операцией и имплантацией электродов проходит продолжительное время, что позволяет нейрофизиологам привлекать эпилептиков для изучения работы мозга.

Эксперимент авторов статьи проходил следующим образом: ученые заходили в палату к пациенту, включали аудиоплеер, который издавал серию из трех случайных слогов.

Биологи записывали сигналы, поступающие из нейронов в коре мозга, и просили своих подопечных произнести одиночные гласные или слоги из согласного и гласного звуков. В общей сложности исследователям удалось получить информацию по активности около 700 нервных клеток во фронтальной и теменной коре и определить их роль в работе центра речи.

Оказалось, что всего 110 из семи сотен изученных клеток мозга были задействованы в формировании гласных звуков. Большинство из них были расположены в верхней височной извилине и в передней поясной коре. Оба этих отдела мозга задействованы в работе центров слуха и речи, а также некоторых других высших нервных функций.

По словам Фрида и его коллег, нервные клетки в этих частях коры были организованы в отдельные группы, каждая из которых отвечала за подготовку к произнесению одного из гласных звуков. В целом, эти нейроны были организованы в подобие двухмерной карты, напоминавшей по своей структуре фонетический «треугольник гласных».

Как считают ученые, подобные структуры могут существовать и в других регионах мозга. Дальнейшее изучение таких зон поможет создать устройства, считывающие будущие звуки из центра речи и транслирующие во внешний мир. Это поможет вернуть речь инвалидам и парализованным людям, потерявшим способность членораздельно говорить в результате несчастных случаев или болезней, заключают авторы статьи.