新しい研究によると、脳波のタイミングが私たちの話し言葉の知覚を形成することが明らかになりました。研究者たちは、より起こりやすい音や単語が、脳波の興奮しにくいフェーズで知覚され、逆に、あまり起こりやすくないものは興奮しやすいフェーズで認識されることを発見しました。
曖昧な音声刺激とMEG記録を使用して、神経のタイミングが言語理解にどのように影響するかを示しました。この研究は、話し言葉の知覚における予測符号化理論に重要な意味を持ちます。
主な事実
- 脳波のタイミングは、音声や単語の知覚に影響を与えます。
- より起こりやすい音は、脳波の興奮しにくいフェーズで知覚されます。
- この発見は、言語理解と予測符号化における神経タイミングの役割を支持します。
出典: マックス・プランク研究所
脳波のタイミングは私たちの環境の知覚に影響を与えます。出来事のタイミングが関連する脳波のタイミングと一致する場合、私たちはそれらを知覚しやすくなります。
主任科学者サンネ・テン・オーバーと彼女の共著者たちは、神経のタイミングが話し言葉の知覚にも影響を与えるかどうかを調べました。話し言葉の音や単語の確率は脳波に符号化され、この情報が単語を認識するために使われているのでしょうか？
研究チームはまず、音声や単語に対して曖昧な刺激を作成しました。例えば、"da" と "ga" の最初の音は確率が異なります："d" の方が "g" よりも一般的です。また、オランダ語の "dat"（「それ」）と "gat"（「穴」）も単語の頻度が異なります："dat" は "gat" よりも一般的です。それぞれの刺激ペアに対して、中間的な発音の音声刺激を作成しました。
次に、参加者はこれらの曖昧な刺激を聞き、何を聞いたと思うか（例えば、"dat" または "gat"）を選ぶように求められました。チームは磁気脳波計（MEG）を使用して脳波のタイミングを記録しました。
興奮しやすいフェーズ
研究者たちは、刺激が脳波の「興奮しにくい」フェーズで提示された場合、脳波が知覚をより起こりやすい音や単語に偏らせることを発見しました。逆に、刺激が「興奮しやすい」脳波フェーズで提示された場合、知覚はあまり起こりやすくない音や単語に偏りました。
これは、出来事の確率とそのタイミングの両方が人々の知覚に影響を与えることを意味します。音声に関連する脳領域と単語の処理に関連する脳領域は、それぞれの音や単語の出現確率に敏感であることが分かりました。計算モデルは、神経のタイミングと知覚の関係を確認しました。
予測符号化
「私たちは、脳波が言語単位の確率に基づいて予測し処理する脳の能力を強化する時間構造を提供することを結論付けました」と、テン・オーバー氏は述べています。
「予測可能な音声や単語は活性化の閾値が低く、私たちの脳波はこれを反映しています。何かの確率に関する知識と、それが何であるか（どの音素か、どの単語か）は協力して言語理解を作り上げます。」
「この研究は予測符号化理論に重要な影響を与えます」と、上級著者のアンドレア・マーティンは述べています。
「私たちは、情報処理のタイミング（またはフェーズ）が、何かがどれほど起こりやすい出来事として解釈されるかに直接影響を与え、それがどの単語や音として聞こえるかを決定することを示しています。」
「音声と言語処理の分野では、神経振動の神経通信の役割に多くの重点が置かれてきました。しかし、私たちは、フェーズ符号化の特性も音声入力の解釈や単語の認識に使用されていることを示しています。」
音声処理および神経科学に関するこの研究ニュースについて
著者: アニーキ・コーポラル
出典: マックス・プランク研究所
連絡先: アニーキ・コーポラル – マックス・プランク研究所
画像: Neuroscience Newsにクレジット
元の研究: オープンアクセス
タイトル: 「脳波は私たちが聞く言葉を形作る」
著者: サンネ・テン・オーバー ほか
掲載誌: PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences)
リンク先はアメリカのNeuroscience Newsというサイトの記事になります。（原文：英語）