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大脑是怎么读懂唇语的?

科普小知识2021-11-26 03:55:49
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发表在《神经科学杂志》上的一项新研究表明,即使听不到声音,大脑活动也可以通过阅读唇语与声波同步。

听到声音会激活我们的听觉皮层,使其与传入声波的节奏同步。唇读是识别无声语言的有效工具,但我们仍然不知道它如何帮助大脑处理不存在的声音。

Bourguignon等研究人员使用脑磁图来测量健康成人在听故事或看无声视频时的大脑活动。尽管视频中没有声音,但参与者的听觉皮层仍然与视频中女性发出的声波同步。

这种同步类似于那些真正听过这个故事的人,表明通过阅读唇语,大脑可以从视觉信息中收集听觉信息。

大脑是怎么读懂唇语的?

图来自:Bourguignon等人/JEurosci 2019

研究人员认为,这种能力是由视觉皮层活动和嘴唇运动同步引起的。

这个信号被发送到大脑的其他区域,这些区域将运动信息转换成声音信息,从而产生声音同步。

阅读唇语可以使大脑合成无声的听觉特征。

在困难的环境中,读对方的嘴唇有助于理解对话。然而,大脑如何从无声的视觉语言中提取对话的意义仍在争论之中。

为了阐明这种可能性,研究人员使用脑磁图评估了28名健康成人(17名女性)在听一个没有视觉输入(只有声音)的口语故事和看一个说话者默默地讲另一个故事(只有视频)时的大脑皮层活动。

对于只看视频的人来说,他们的听觉皮层活动被频率低于1hz的缺失听觉信号所携带。这一过程的特征是左半球听觉-语言-大脑延迟70毫秒,而只听音频的人延迟20毫秒。

这些发现表明,大脑可以使用无声唇读信号来合成早期听觉皮层的听觉语言表征。该研究的数据显示了以下潜在的振荡机制:观察嘴唇运动首先调节早期视觉皮层的神经元活动,频率与声音嘴唇运动相匹配;然后,从右角回提取嘴唇运动的慢特征,并映射到相应的语音特征。这些信息然后被输入到听觉皮层,或者有助于语音分析。

唇读根据通过观察说话者的发音和面部手势获得的视觉信息来解码语音。众所周知,唇读可以提高听觉语言理解能力,尤其是当语音质量下降时。有趣的是,即使参与者不知道丢失的听觉信号应该是什么,听觉皮层仍然会被激活。

根据神经科学汇编的蝌蚪工作人员