大腦新皮質(zhì)(neocortex)中的神經(jīng)元不僅能處理聽到了哪些字句，還能分析這些單詞的表達(dá)方式。這些神經(jīng)元在聽到高音和低音時(shí)會(huì)有不同的表現(xiàn)。

　　新浪科技訊 北京時(shí)間8月29日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，科學(xué)家確定了一處對理解語言至關(guān)重要的腦區(qū)。該區(qū)域的神經(jīng)元會(huì)對音高的變化做出反應(yīng)，而音高對理解語言的含義具有關(guān)鍵作用。

　　音調(diào)對語言來說十分重要。即使完全相同的字句，用不同的音調(diào)說出來，含義便可能千差萬別。例如，“小紅喜歡橘子。”是一句陳述句，但如果句末的音調(diào)有所變化，就變成了疑問句，“小紅喜歡橘子?”人類十分擅長辨認(rèn)音調(diào)，即使變調(diào)也不影響我們辨認(rèn)音樂旋律。

　　一些神經(jīng)元會(huì)根據(jù)句子中的重音落在較低音的位置改變自身活動(dòng)，無論說的是哪個(gè)句子、說話的人是誰。

　　加州大學(xué)舊金山分校的神經(jīng)科學(xué)家克萊爾·唐(Claire Tang)和同事們在研究了十名癲癇患者后，找到了與這種能力相關(guān)的腦細(xì)胞。唐女士表示：“我們實(shí)驗(yàn)室的任務(wù)之一是，弄清大腦如何將聲音轉(zhuǎn)化為特定含義。”

　　“我們發(fā)現(xiàn)，大腦新皮質(zhì)(neocortex)中的神經(jīng)元不僅能處理聽到了哪些字句，還能分析這些單詞的表達(dá)方式。”

　　在該團(tuán)隊(duì)發(fā)布的一段視頻中，顳葉顳上回(STG)中的腦細(xì)胞被做了重點(diǎn)標(biāo)注。隨著句子音調(diào)升高，該腦區(qū)的神經(jīng)活動(dòng)也會(huì)隨之增加。

　　研究人員向受試者播放幾段語調(diào)不同的合成語音，同時(shí)通過大腦植入物監(jiān)測受試者的腦電波。在等待手術(shù)期間，志愿者們需要佩戴電極，防止大腦受損。實(shí)驗(yàn)中，他們需要聽四句話的錄音，每句錄音由不同的合成音重復(fù)三次。四句話分別是“人類重視真誠的行為”(Humans value genuine behaviour)、“電影消耗的能量很少”(Movies demand minimal energy)、“馴鹿是一種視覺動(dòng)物”(Reindeer are a visual animal)、以及“律師會(huì)給出相關(guān)意見”(Lawyers give a relevant opinion。

　　該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一些神經(jīng)元能夠根據(jù)平均音高、分辨出三種合成音。還有一些神經(jīng)元?jiǎng)t能根據(jù)單詞發(fā)音分辨出四個(gè)句子的區(qū)別，例如，無論說話的人是誰，“馴鹿”和“律師”聽起來都是不一樣的。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，說話時(shí)的音調(diào)變化可以說是人類交流的基礎(chǔ)，就像旋律于音樂而言一樣。

　　此外，還有一組神經(jīng)元可以分辨出四種不同的調(diào)型。無論聽到的是哪個(gè)句子、無論說話人是誰，這些神經(jīng)元只依據(jù)句子重音改變自身活動(dòng)強(qiáng)度。

　　利用研究數(shù)據(jù)，科學(xué)家找到了在聆聽內(nèi)容不同、但音調(diào)模式相同的句子時(shí)，反應(yīng)完全相同的腦區(qū)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元對男性和女性聲音的反應(yīng)差別很大，因?yàn)槟信舾呖芍^截然不同。

　　該研究發(fā)現(xiàn)，說話時(shí)的音調(diào)變化可以說是人類交流的基礎(chǔ)，就像旋律于音樂而言一樣。在普通話等聲調(diào)語言中，音調(diào)的變化可以徹底改變某個(gè)字詞的含義。而即使像英語這樣的非音調(diào)語言，音調(diào)的不同也能大大影響說話的意思。

　　大腦在瞬息之間破譯音調(diào)的變化，這種能力著實(shí)驚人。而每個(gè)人都有自己慣用的音高和說話風(fēng)格，有些人聲音低沉，有的人則嗓音高亢。大腦必須在理解字詞、句子結(jié)構(gòu)的同時(shí)，追蹤并分析音調(diào)的變化，整個(gè)過程不過短短幾毫秒。實(shí)驗(yàn)中所用的四個(gè)句子長度和結(jié)構(gòu)相同，可以用四種不同的聲調(diào)朗讀出來：平緩、重音落在第一個(gè)單詞、重音落在第三個(gè)單詞、或者疑問句。

　　接著，研究人員讓受試者聆聽數(shù)百位男性和女性朗讀的句子，同時(shí)分別尋找大腦中對較高音調(diào)和較低音調(diào)敏感的區(qū)域。

　　研究顯示，負(fù)責(zé)判斷說話者身份的神經(jīng)元更關(guān)注絕對音高，負(fù)責(zé)檢測音調(diào)變化的神經(jīng)元?jiǎng)t更關(guān)注相對音高，即某段錄音中不同時(shí)刻的音調(diào)變化。唐女士指出：“對我而言，這是此次研究中最令人激動(dòng)的部分。我們不僅弄清了負(fù)責(zé)分析音律的是哪個(gè)腦區(qū)，還通過解釋音調(diào)發(fā)生某種特定變化時(shí)的腦活動(dòng)、破解了大腦分析音律的方式。”

　　高級作者愛德華·常教授(Edward Chang)補(bǔ)充道：“目前仍未得到解答的一個(gè)關(guān)鍵問題是，大腦是如何控制說話的音域、改變說話音調(diào)的?希望我們不久便能揭開這一謎團(tuán)。