大脑是如何处理语言的？

就语音来说，无论是发出或接收，都会在神经元产生一个电活动，神经科学家们以“大脑皮质振动”来测量。为了了解语音，对于其他的认知或感官过程，大脑会对它接收到的信息，进行分解、汇总，并且给这些信息连贯的意义。但研究者们不能确定振动是否是神经元电活动的信号，以及这些振动在语音处理中是否扮起着积极作用。

最近发表在《人体神经科学前沿》与《E生活》的两篇刊物中，阐明了振动的重要性。当振动产生出错，就会被归于显著的语音障碍。Anne-Lise Giraud教授和她的的团队们在日内瓦大学药学院创建出一个神经元微电路的计算机模型之后，得出了如下的结论，即神经元振动在解码口语中扮演着一个至关重要的角色，独立于说话者的语速和口音。

如果神经科学家们疑虑过很长一段时间，大脑皮质的振动是否有助于大脑对感官刺激的解读，那它们的真正的作用将永远得不到证明。大脑活动实质上是有律动性的且表现出规律的电变化，根据它们的波长而分类。最为人所知α波、β波、γ波、δ波、θ波和mu-波，被检测出与认知活动或状态的种类相关。比如，α波与清醒和放松状态有关，β波在紧张精神集中时出现等等。而语音使得γ波和θ波协同产生。

音节振动

为了精确的鉴定当人脑听到语音时神经生物学的工作过程，Anne-Lise Giraud团队以及来自巴黎高等师范学校的合作者们创建出一个能再现脑电波的神经元微电路的计算机模型。他们的目的是探究θ波和γ波协同振动是否能在听觉皮质中检测出来，这点对于理解和产生语音来说很重要，又或是，他们仅仅只是在大脑电活动时神经元同时产生而已。有专家指出两种语音处理的振动模型，以及θ波和γ波是如何在对偶网络中工作的。他们用一个庞大的有不同语速和口音的英语语料库做实验，研究者们观察到这种协同振动以一种智能的方式把单词分裂，即它们会适应说话者的语速，并且不光能精确的检测出音节障碍，还能进行音节认定。θ波振动能以一种灵活的方式跟随着音节速度，并能同步γ波的活动，这能加密音位。

音节构成的口语的最小单元，并帮助构成单词和使之去与其他单词区分开来。同步这两种振动对于准确理解语音来说显然是一个至关重要的。这些结果，被发表在《E生活》上，确认了大脑皮质振动在解密口语中的重要意义。

语速失调的病理

但当系统故障时，特别是在阅读障碍和自闭症的情况下，会发生什么呢？科学家们观察到有阅读障碍的人会显示出γ波异常活动，波表现出音位划分。既然阅读障碍音节划分不受影响，患有阅读障碍的人就能准确无误的理解，然而，由于心理表征的格式与通用的音位表征格式不匹配，学习书面语只是把音位结合成单词，就变得很困难。

而对自闭症患者，在另一方面，研究者们发现语音信息没有在正确的地方被划分，这使得语音解密受阻。在检测出十三位患有自闭症的患者的功能性核磁共振成像和脑电图之后，结果表明他们没有具体的问题，研究者们还注意到，自闭症患者们的γ波和θ波的活动不会协同发出：θ波跟不上语音的调制和γ波的调节，而这对语音发出的单词详细解密是必不可少的。大多数自闭症患者都患有的语音障碍，继而就能用听觉振动的快与慢之间的不平衡来解释，有些异常情况能防止皮质感觉中枢对信息的解译，也能协调相干概念的表示的能力。

此外，研究表明，失调得越厉害，语言障碍越严重，同样地，自闭症的症状总的来说就如此。“当然，自闭症障碍不能概括为对语音解密的无能，” Anne-Lise Giraud教授强调说，“听觉皮质的异常振动和自闭症病症的程度的强烈的相互关联，揭示了大脑皮层微电路的故障必然存在于大脑的某处。这种现象很可能是一种对感官信息的分割与编码更为普遍的问题。”这些结果被发表在最新的《人体神经科学前沿》上。

神经科学家们现在正致力于研究他们的下一项实验：尝试改变异常振动的节律，如果他们成功了，将会观测出语音和其他认知功能短期和长期干预后的结果数据。

文章来源：University of Geneva