Израильское исследование объясняет как мозг формирует речь

Свободное общение кажется нам таким естественным, что мы редко задумываемся, какую колоссальную работу при этом проделывает мозг. Недавнее исследование, проведенное израильскими учеными в сотрудничестве с международной командой, раскрывает, как именно мозг превращает мысли и звуки в осмысленную речь и обратно — в понимание.

Израильские ученые и ИИ исследуют речь на уровне мозга

Исследование опубликовано в престижном журнале Nature Human Behaviour. Работа была выполнена под руководством доктора Ариэля Гольдштейна из Еврейского университета Иерусалима в сотрудничестве с NYU Langone Health, Google Research и Принстонским университетом. Ученые использовали уникальную комбинацию методов наблюдения за мозговой активностью и новейших моделей искусственного интеллекта.

Язык на трех уровнях как мозг воспринимает речь

В исследовании участвовали пациенты с эпилепсией, которым в рамках диагностики временно установили электроды на поверхность коры головного мозга. В течение нескольких дней пациенты вели обычные разговоры с родственниками, врачами и друзьями. Это позволило ученым записать более 100 часов естественных диалогов — 50 часов в момент восприятия речи и 50 часов во время речепроизводства.

Для анализа мозговой активности использовалась модель преобразования речи в текст Whisper от OpenAI. Эта модель позволила разделить язык на три уровня:

• акустический (звуки),

• речевой (структура слов и предложений),

• языковой (смысл, семантика).

Каждый из этих уровней сопоставлялся с конкретной мозговой активностью, что позволило составить карту, показывающую, какие области мозга участвуют в каждом этапе речевого процесса.

Последовательность работы мозга при разговоре

Одно из главных открытий исследования заключается в том, что мозг обрабатывает речь в строгой последовательности. При производстве речи сначала активируются участки, отвечающие за формирование смысла, затем — за структурирование речи, и только потом — за артикуляцию. А при восприятии речи этот путь идет в обратном порядке: сначала мозг улавливает звук, потом преобразует его в слова, а затем интерпретирует смысл.

Интересно, что мозг заранее подготавливается к разговору. Пока человек еще слушает собеседника, его мозг уже начинает формировать ответ. Это объясняет, почему беседа обычно протекает без длительных пауз.

Революционные перспективы для медицины и технологий

Сочетание нейробиологии и ИИ открывает новые горизонты для медицины. Благодаря таким исследованиям ученые смогут точнее понять механизмы нарушений речи и разработать более эффективные способы помощи людям с афазией, неврологическими расстройствами и послеинсультными состояниями. Также это важно для создания нейроинтерфейсов — устройств, которые смогут преобразовывать мысли в речь у людей, потерявших возможность говорить.

Как мы можем помочь пациентам с речевыми нарушениями

В Манор Медикал Центре особое внимание уделяется пациентам с неврологическими и речевыми нарушениями. Мы сотрудничаем с ведущими специалистами, применяем передовые методы диагностики и лечения. Наши пациенты получают индивидуальный подход, современные технологии и заботу, основанную на последних научных открытиях.

Если вы или ваши близкие столкнулись с трудностями в речи после инсульта, травмы или при неврологических заболеваниях, не откладывайте лечение. Специалисты Манор Медикал Центра помогут вам пройти полную диагностику и начать эффективную терапию. Свяжитесь с нами сегодня и получите консультацию экспертов.