Новое исследование показывает, что область, пересекающая складчатую поверхность верхней части мозга, называемая дорсальной прецентральной извилиной, играет важную роль в том, как люди используют звук своего голоса, чтобы контролировать, как они хотят, чтобы слова звучали.

Исследователи говорят, что способность воспринимать реплики собственного голоса во время разговора давно признана необходимой для беглой речи. Также признается способность каждого человека осуществлять почти немедленную адаптацию на основе этих сигналов, например, замедлять речь, чтобы лучше артикулировать многосложные слова, или повышать голос, чтобы преодолеть громкий фоновый шум.

Новое исследование, проведенное исследователями из Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете, было сосредоточено на полудюжине субрегионов мозга . , или коры головного мозга, поскольку известно, что они контролируют движения рта, губ и языка людей, чтобы сформировать слова и участвовать в обработке того, что они слышат сами. Но точная роль каждого субрегиона в речевой обратной связи в реальном времени до сих пор оставалась неясной, отчасти из-за трудностей прямого доступа к мозгу для изучения, пока люди живы и разговаривают.

Опубликованные в онлайн-журнале PLOS Biology 3 февраля результаты нового исследования показали, что в то время как три области коры в первую очередь участвуют в исправлении ошибок речи, включая верхнюю височную извилину и супрамаргинальную извилину , только одна, дорсальная прецентральная извилина, доминирует, когда задержки в речи, означающие ошибки обратной связи, были максимальными. Эти короткие задержки обратной связи варьировались от 0 миллисекунд до более 200 миллисекунд и были разработаны для имитации невнятной речи в реальной жизни.

«Наше исследование впервые подтверждает критическую роль дорсальной прецентральной извилины в поддержании контроля над речью во время разговора и обеспечении того, чтобы мы произносили наши слова так, как хотим», — говорит старший исследователь и нейробиолог Адин Флинкер, доктор философии.

Флинкер говорит, что команда планирует дальнейшие исследования механизмов обратной связи мозга для управления речью. В частности, команда пытается объяснить, отвечает ли дорсальная прецентральная извилина за создание начальной памяти мозга о том, как «должны» звучать произнесенные слова, и за обнаружение любых ошибок в том, как эти слова были фактически произнесены после включения «базового сигнала». в движениях мышц, необходимых для образования слов.

«Теперь, когда мы полагаем, что знаем точную роль дорсальной прецентральной извилины в контроле над ошибками речи, возможно, можно сосредоточить лечение на этой области мозга при таких состояниях, как заикание и болезнь Паркинсона, которые связаны с проблемами с задержкой речи. обработка речи в мозгу», — говорит Флинкер, доцент кафедры неврологии NYU Langone Health.

Для исследования исследователи проанализировали тысячи записей с более чем 200 электродов, помещенных в каждый из мозгов 15 человек с эпилепсией, которые уже должны были пройти обычную операцию, чтобы точно определить источник их припадков. Все пациенты, в основном мужчины и женщины в возрасте от 30 до 40 лет, были зарегистрированы в 2020 году в Нью-Йоркском университете в Лангоне, который также финансировал исследование.

Пациенты добровольно выполняли стандартные тесты на чтение во время запланированного перерыва в операции, произнося вслух слова и короткие утверждения. Все были в наушниках, чтобы все, что они говорили, можно было записать и воспроизвести, пока они говорят.

Затем исследователи зафиксировали электрическую активность в большинстве субрегионов мозга пациентов, поскольку пациенты слышали, как они говорят, и поскольку эта обратная связь все чаще задерживалась на миллисекунды. Такие тесты с обратной связью были разработаны для безопасного изучения того, как человеческий мозг запоминает и обрабатывает речь. Исследователи говорят, что вводя ошибки в обычную речь, они могут затем сравнивать и сопоставлять электрические сигналы, чтобы определить, как различные части мозга функционируют и контролируют речь.

Помимо Флинкера, в исследовании участвовали и другие исследователи NYU Langone: ведущий исследователь Muge Ozker, Ph.D.; и соисследователи исследования Вернер Дойл, доктор философии; и Оррин Девинский, MD.