人腦是如何聽懂諷刺的？科學家找到理解音調關鍵腦區|音調|神經元|大腦

大腦新皮質（neocortex）中的神經元不僅能處理聽到了哪些字句，還能分析這些單詞的表達方式。這些神經元在聽到高音和低音時會有不同的表現。新浪科技訊 北京時間8月29日消息，據國外媒體報道，科學家確定了一處對理解語言至關重要的腦區。該區域的神經元會對音高的變化做出反應，而音高對理解語言的含義具有關鍵作用。音調對語言來說十分重要。即使完全相同的字句，用不同的音調說出來，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？」人類十分擅長辨認音調，即使變調也不影響我們辨認音樂旋律。

一些神經元會根據句子中的重音落在較低音的位置改變自身活動，無論說的是哪個句子、說話的人是誰。加州大學舊金山分校的神經科學家克萊爾·唐（Claire Tang）和同事們在研究了十名癲癇患者後，找到了與這種能力相關的腦細胞。唐女士表示：「我們實驗室的任務之一是，弄清大腦如何將聲音轉化為特定含義。」「我們發現，大腦新皮質（neocortex）中的神經元不僅能處理聽到了哪些字句，還能分析這些單詞的表達方式。」在該團隊發布的一段視頻中，顳葉顳上回（STG）中的腦細胞被做了重點標註。隨著句子音調升高，該腦區的神經活動也會隨之增加。

人腦是如何聽懂諷刺的？研究人員向受試者播放幾段語調不同的合成語音，同時通過大腦植入物監測受試者的腦電波。在等待手術期間，志願者們需要佩戴電極，防止大腦受損。實驗中，他們需要聽四句話的錄音，每句錄音由不同的合成音重複三次。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）、「馴鹿是一種視覺動物」（Reindeer are a visual animal）、以及「律師會給出相關意見」（Lawyers give a relevant opinion。該研究團隊發現，一些神經元能夠根據平均音高、分辨出三種合成音。還有一些神經元則能根據單詞發音分辨出四個句子的區別，例如，無論說話的人是誰，「馴鹿」和「律師」聽起來都是不一樣的。

該研究發現，說話時的音調變化可以說是人類交流的基礎，就像旋律於音樂而言一樣。此外，還有一組神經元可以分辨出四種不同的調型。無論聽到的是哪個句子、無論說話人是誰，這些神經元只依據句子重音改變自身活動強度。利用研究數據，科學家找到了在聆聽內容不同、但音調模式相同的句子時，反應完全相同的腦區。研究人員還發現，神經元對男性和女性聲音的反應差別很大，因為男女音高可謂截然不同。該研究發現，說話時的音調變化可以說是人類交流的基礎，就像旋律於音樂而言一樣。在普通話等聲調語言中，音調的變化可以徹底改變某個字詞的含義。而即使像英語這樣的非音調語言，音調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的變化，這種能力著實驚人。而每個人都有自己慣用的音高和說話風格，有些人聲音低沉，有的人則嗓音高亢。大腦必須在理解字詞、句子結構的同時，追蹤並分析音調的變化，整個過程不過短短几毫秒。實驗中所用的四個句子長度和結構相同，可以用四種不同的聲調朗讀出來：平緩、重音落在第一個單詞、重音落在第三個單詞、或者疑問句。接著，研究人員讓受試者聆聽數百位男性和女性朗讀的句子，同時分別尋找大腦中對較高音調和較低音調敏感的區域。研究顯示，負責判斷說話者身份的神經元更關注絕對音高，負責檢測音調變化的神經元則更關注相對音高，即某段錄音中不同時刻的音調變化。唐女士指出：「對我而言，這是此次研究中最令人激動的部分。我們不僅弄清了負責分析音律的是哪個腦區，還通過解釋音調發生某種特定變化時的腦活動、破解了大腦分析音律的方式。」高級作者愛德華·常教授（Edward Chang）補充道：「目前仍未得到解答的一個關鍵問題是，大腦是如何控制說話的音域、改變說話音調的？希望我們不久便能揭開這一謎團。」（葉子）
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