图片突出显示了位于大脑顶部的背侧中央前回(红色部分)。资料来源:纽约大学格罗斯曼医学院
研究结果可能有助于治疗语言障碍
一项新的研究显示，一个横跨大脑顶部折叠表面的区域，被称为背侧中央前回，在人们如何使用自己的声音来控制自己想要的发音方面发挥着重要作用。
研究人员表示，在说话时从自己的声音中获取线索的能力，长期以来一直被认为是流利讲话的关键。人们还发现，每个人都有可能根据这些线索做出近乎即时的适应，比如放慢说话速度以更好地说出多音节词，或提高声音以克服巨大的背景噪音。
格罗斯曼为首的研究人员在纽约大学医学院,新的研究集中在大脑的表层的六个亚区,或大脑皮层,因为他们已知控制人们搬嘴,嘴唇,舌头组成单词,有一个角色在处理他们听到自己说什么。但每个子区域在实时语音反馈中的确切作用迄今仍不清楚，部分原因是人们在活着说话时，很难直接进入大脑进行研究。
这项新研究的结果于2022年2月3日发表在《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)杂志上。研究结果显示，虽然大脑皮层的三个区域主要参与纠正言语错误，包括颞上回和边缘上回，但只有一个区域，即中央前回，在言语延迟时占主导地位。意味着反馈错误，被最大化。这些简短的反馈延迟范围从0毫秒到200毫秒以上，旨在模仿现实生活中的说话含糊不清。
“我们的研究第一次证实了中枢前回的关键作用，它在我们说话时保持对语言的控制，并确保我们按自己想要的方式发音，”该研究的高级研究员兼神经科学家亚丁·弗林克博士说。
弗林克博士表示，该团队计划进一步研究大脑控制语言的反馈机制。尤其是团队试图解释背中央前回是否负责生成大脑的初始内存口语词汇是如何“应该”声音和注意到的任何错误的这句话实际上是说“基本信号”后变成所需的肌肉运动形式的单词。
“现在我们认为我们知道背中央前回的精确作用在控制错误的言论,是可能的治疗集中在大脑的这个区域口吃和帕金森病等条件,都涉及推迟大脑的语音处理的问题,“纽约大学格罗斯曼医学院神经内科助理教授弗林克博士说。
在这项研究中，研究人员分析了安置在15名癫痫患者大脑中的200多个电极的数千份记录，这些患者已经计划进行常规手术，以确定他们癫痫发作的来源。2020年，纽约大学朗格尼分校(NYU Langone)对所有患者进行了记录，其中大多数是30多岁和40多岁的男性和女性，该学院也资助了这项研究。
患者自愿在手术休息期间进行标准化阅读测试，大声朗读单词和简短的陈述。所有人都戴着耳机，这样他们说的话就可以被录下来，并在他们说话的时候播放给他们听。
然后，当病人听到自己说话时，当反馈以毫秒为单位逐渐延迟时，研究人员记录了病人大脑大部分亚区域的电活动。开发这种音频反馈测试是为了安全地研究人类大脑如何学习和处理语言。研究人员说，通过引入正常语言中的错误，他们可以比较和对比电信号，以确定大脑的不同部分是如何运作和控制语言的。
参考文献:“在人类语言产生过程中，皮层网络处理听觉错误信号以保持流利”，作者Muge Ozker, Werner Doyle, Orrin Devinsky和Adeen Flinker, 2022年2月3日，PLOS Biology。DOI: 10.1371 / journal.pbio.3001493
除了Flinker博士，参与这项研究的其他NYU Langone研究员包括研究首席研究员Muge Ozker博士，以及研究联合研究员Werner K. Doyle博士和Orrin Devinsky博士。
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