Esimerkiksi, kun sanotaan "Onko se sinä, joka teit sen?" nousevalla intonaatiolla, se viittaa kysymykseen, kun taas "Onko se sinä, joka teit sen." laskevalla äänensävyllä tarkoittaa väitettä. Samoin sanan painottaminen antaa sille erityisen painoarvon ja siten aikomuksen; esimerkiksi kun sanotaan "se on [SINÄ], joka teit sen": se osoittaa syyttävästi keskustelukumppaniamme. Tuore tutkimus paljastaa, että aivomme käsittelevät näitä melodisia vivahteita paljon aikaisemmin kuin aiemmin luultiin, kiitos tuntemattoman aivoalueen.
Tämä löytö, joka julkaistiin Nature Communications -lehdessä, parantaa ymmärrystämme kielen havainnoinnista. Analysoimalla epileptisten potilaiden aivotoimintaa, tutkijat ovat tunnistaneet Heschlin gyryn, aivokuoren osan, keskeisen roolin äänenkorkeuden vaihteluiden, joita kutsutaan prosodiaksi, tulkinnassa. Nämä usein huomaamattomat vaihtelut ovat kuitenkin olennaisia aikomuksen ja tunteen ymmärtämiseksi sanojen takana.
Heschlin gyry: paljon enemmän kuin pelkkä äänten prosessor
Heschlin gyry, osa kuuloaivokuorta, on tähän asti pidetty vain äänten havaitsemisena. Tutkijat ovat löytäneet, että se myös muuntaa äänenkorkeuden vaihtelut merkityksellisiksi kielellisiksi tiedoiksi. Näin ollen tämä alue ei vain käsittele raakaa ääntä, vaan luokittelee äänenkorkeuden painotuksia merkityksen erottamiseksi.Kyky tulkita prosodia on ainutlaatuinen ihmisille. Makakeilla suoritetut kokeet ovat osoittaneet, että vaikka nämä eläimet havaitsevat samat akustiset vaihtelut, ne eivät käsittele niitä kielellisinä yksikköinä. Tämä viittaa siihen, että tämä taito on seurausta käsityksestämme kielestä.
Käyttämällä intrakraniaalisia tallenteita epileptisten potilaiden aivoista, tutkijat ovat havainneet, että Heschlin gyry koodaa äänenkorkeuden vaihtelut erillisiksi kielellisiksi yksiköiksi. Näitä yksiköitä, joita kutsutaan äänenkorkeuden painotuksiksi, käsitellään erikseen sanojen muodostavista äänistä, paljastaen tämän aivoalueen odottamattoman erikoistumisen.
Käytännön vaikutuksia terveyteen ja teknologiaan
Nämä tulokset voisivat parantaa kielellisten häiriöiden, kuten autismi tai aivohalvauksen jälkeisten seurausten, hoitoa. Ymmärtämällä paremmin, miten aivot käsittelevät prosodiaa, terapiat voisivat muuttua tarkemmin kohdennetuiksi ja tehokkaammiksi. Esimerkiksi erityiset harjoitukset voisivat auttaa potilaita tulkitsemaan intonaatioita paremmin, parantaen siten heidän päivittäistä viestintää.Lisäksi tämä löytö voisi parantaa puheentunnistusjärjestelmiä. Tällä hetkellä ääniavustajat kamppailevat tulkitakseen sanojen takana olevia emotionaalisia vivahteita tai aikomuksia. Integroimalla nämä mekanismit teknologiat voisivat muuttua intuitiivisemmiksi ja inhimillisemmiksi, mahdollistaen luonnollisemman vuorovaikutuksen ihmisen ja koneen välillä.
Tämä edistysaskel avaa uusia näkymiä neurotieteiden tutkimukseen. Tutkimalla tarkemmin Heschlin gyryn roolia, tiedemiehet voisivat löytää uusia keinoja hoitaa muita neurologisia häiriöitä, jotka liittyvät kuulo- tai kielihavaintoihin. Nämä löydöt voisivat myös valaista aivomekanismeja, jotka liittyvät kielten oppimiseen.
Syvemmälle: Miten aivot käsittelevät ääniä?
Aivot purkavat ääniä useissa vaiheissa. Ensinnäkin, ensisijaiset kuuloalueet, kuten Heschlin gyry, käsittelevät perusakustisia ominaisuuksia, kuten äänenkorkeutta, voimakkuutta ja sävyä. Nämä tiedot siirretään sitten erikoistuneempiin alueisiin syvempää analyysiä varten.Seuraavaksi alueet, kuten ylätemporaligyry, osallistuvat näiden äänten tulkitsemiseen kielellisessä kontekstissa. Ne mahdollistavat fonemien, sanojen ja lauseiden erottamisen.
Nämä tiedot välitetään sitten assosiatiivisiin alueisiin, jotka yhdistävät ne muistiin, tunteisiin ja muihin kognitiivisiin toimintoihin. Tämä selittää, miksi tietty intonaatio voi herättää muistoja tai aiheuttaa emotionaalisia reaktioita.