Обнаружен новый путь обработки речи мозгом

Американские нейробиологи опровергли устоявшуюся теорию о том, что речь сперва обрабатывается  в первичной слуховой коре, а затем преобразуется в слова в других областях мозга. Ученые доказали, что звуки и речь обрабатываются параллельно в разных областях слуховой коры. Своим исследованием они поделились в журнале Cell. 

Credit: Cell

На протяжении десятилетий считалось, что обработка речи в слуховой коре идет последовательно, напоминая конвейер на фабрике. Предполагалось, что сначала в первичной слуховой коре обрабатывается простая звуковая информация, например, частоты звуков. Затем соседняя область, верхняя височная извилина (superior temporal gyrus, STG), извлекает из этого потока согласные и гласные и складывает их в слова. 

Исследователи под руководством нейробиолога Эдварда Чанга из Калифорнийского университета в течение семи лет изучали процессы в слуховой коре пациентов, которые перенесли операцию на головном мозге, например, для удаления опухоли или лечения эпилепсии. Пациентам вживили в мозг сеть электродов для сбора сигналов о приступах и предложили поучаствовать в исследовании по обработке речи слуховой корой.

Ученые ожидали,  что смогут обнаружить поток информации, который идет из первичной слуховой коры в верхнюю височную извилину. В этом случае две области должны были активироваться  последовательно.  Но к удивлению исследователей, при прослушивании речи области верхней височной извилины и первичной слуховой коры реагировали одновременно.

Кроме того, ученые стимулировали первичную слуховую кору пациентов небольшими электрическими токами.  Участники эксперимента слышали шум,  вызванный стимулами (например, постукивание и жужжание), но могли при этом распознать и повторить сказанные им слова. Однако при стимуляции верхней височной извилины расслышать речь испытуемые уже не могли.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что традиционная иерархическая модель распознавания речи мозгом чрезмерно упрощена и, вероятно, неверна. Ученые предполагают, что обработка речи в верхней височной извилине идет независимо от первичной слуховой коры. Возможно, благодаря этому открытию получится понять механизмы и научиться лечить дислексию — состояние, при котором сложно различать звуки речи, научиться читать и писать.

Текст: Вера Васильева

Parallel and distributed encoding of speech across human auditory cortexby Edward F. Chang et al in Cell. Published August 2021.