Ученые раскрыли секрет обучения речи с помощью сенсорных зон мозга

Новое исследование ученых из Университета Макгилла и Медицинской школы Йеля, может изменить научное понимание механизмов освоения речи и повлиять на разработку будущих технологий распознавания речи и систем коммуникации на основе мозговой активности.

Долгие годы специалисты были уверены, что изучение и запоминание сложных движений, необходимых для речи, зависит прежде всего от моторных областей мозга — тех участков, которые контролируют движения лица, рта и голосового тракта. Новое исследование показало критическую важность слуховой и соматосенсорной систем для освоения и сохранения новых речевых паттернов.

«Сенсомоторная нейронаука традиционно фокусировалась на фронтальных моторных областях как на основных движущих силах движения. Наше исследование меняет это понимание, показывая, что обучение речи у человека по своей природе в значительной степени сенсорно», — отмечает профессор психологии Университета Макгилла Дэвид Остри.

Чтобы выяснить, как различные области мозга способствуют обучению речи, ученые сначала изменяли речь участников в реальном времени и воспроизводили измененную версию через наушники. Это побуждало участников адаптировать свои речевые паттерны. Затем команда использовала транскраниальную магнитную стимуляцию — неинвазивный метод стимуляции мозга — чтобы временно нарушить активность в трех ключевых областях мозга, задействованных в речи: слуховой коре, соматосенсорной коре и моторной коре.

Через 24 часа авторы работы оценивали, насколько хорошо участники сохранили новые речевые паттерны. Логика была простой: если определенная область мозга важна для изучения и хранения речевых воспоминаний, нарушение ее работы должно помешать запоминанию.

Результаты убедительно подтвердили важность сенсорной обработки. Когда активность в слуховой или соматосенсорной коре была нарушена, участники гораздо хуже запоминали речевые движения. Напротив, нарушение работы моторной коры практически не повлияло на сохранение навыка.

Эта работа вписывается в более широкую программу изучения того, как пластичность сенсорных систем мозга поддерживает обучение и память. Ранее та же группа ученых выяснила, что вмешательство в сенсорные зоны при обучении движениям руки и кисти тоже нарушает формирование и удержание новых навыков.

Практический вывод: будущие системы восстановления речи после инсульта, вероятно, должны в большей степени опираться не только на моторные центры, но и на сенсорные области. Если речевые воспоминания хранятся прежде всего в зонах мозга, которыми он слышит и чувствует движение, то и эффективные реабилитационные методики должны целенаправленно тренировать эти сигналы, а не только «заставлять» мышцы снова двигаться.

Ранее ученые разработали шапку, которая читает мысли.