هل لاحظت الارتفاع الطفيف في نبرة الصوت عندما يسأل شخص ما سؤالًا؟ أو التركيز على بعض الكلمات لنقل الأهمية؟ يبدو أن أدمغتنا تعالج هذه الفروق الصوتية في وقت أبكر بكثير – وفي منطقة دماغية مختلفة – مما كان يعتقده العلماء لعقود.
تكشف الأبحاث الجديدة التي نُشرت في 3 مارس في مجلة Nature Communications أن التلافيف هيسكل، وهي منطقة دماغية كانت تُعتبر سابقًا مسؤولة فقط عن معالجة الأصوات الأساسية، تلعب دورًا معقدًا في تفسير لحن الكلام، المعروف تقنيًا باسم “البروساودي”. تتحدى هذه الاكتشافات الافتراضات القديمة حول كيفية استخراج أدمغتنا للمعنى من طريقة نطق الكلمات.
قال بهارات تشاندراسخاران، الباحث الرئيسي المشارك وأستاذ ورئيس قسم علوم الاتصال والاضطرابات بجامعة نورث وسترن: “تعيد النتائج تعريف فهمنا لهندسة إدراك الكلام. لقد قضينا عقودًا من الزمن نبحث في تفاصيل كيفية تجريد الكلام داخل الدماغ، لكن هذه هي الدراسة الأولى التي تحقق كيف يتم معالجة التغيرات الطفيفة في النبرة التي تنقل أيضًا المعنى.”
الكهربائيات تكشف عن معالجة خفية
استفادت الدراسة متعددة المؤسسات من فرصة بحث نادرة: الوصول إلى 11 مريضاً مراهقاً يخضعون لعلاج الصرع الشديد وكان لديهم كهربائيات مزروعة داخل أدمغتهم. سمح هذا الإعداد الفريد للعلماء بتسجيل النشاط العصبي بدقة غير مسبوقة أثناء استماع المشاركين إلى كتاب صوتي بعنوان “مغامرات أليس في بلاد العجائب”.
أوضح الدكتور تايلور إيبيل، رئيس جراحة الأعصاب للأطفال بمدرسة الطب بجامعة بيتسبرغ والذي شارك في الدراسة: “عادةً ما تعتمد الأبحاث المتعلقة بالتواصل واللغويات على تسجيلات غير جراحية من سطح الجلد، مما يجعلها متاحة ولكن ليست دقيقة جدًا. سمحت لنا التعاون بين علماء الأعصاب وجراحي الأعصاب مثل تعاوننا بجمع تسجيلات عالية الجودة لنشاط الدماغ لم يكن بالإمكان الحصول عليها بطريقة أخرى.”
تتبع الباحثون بشكل خاص كيف عالج الدماغ “اللكنة النغمية” – تلك التغيرات الطفيفة في النبرة التي تشير إلى أي الكلمات تحمل أهمية أكبر أو تنقل معاني محددة خلال التعبير. على سبيل المثال، الفرق بين قول “لم آخذ كتابك” (مما يعني أنك أخذت شيئًا آخر) مقابل “لم آخذ كتابك” (مما يعني أنك أخذت كتاب شخص آخر).
نظام عصبي متخصص
أظهرت النتائج أن تلافيف هيسكل تفعل أكثر بكثير من مجرد معالجة الصوت – فهي تخلق تمثيلات مجردة لأنماط النغمات، محولة التغيرات الصوتية الدقيقة إلى فئات لغوية ذات معنى. تتعامل هذه المنطقة الدماغية مع البروساودي ككيان صوتي منفصل عن معالجة الكلمات الفعلية المنطوقة.
“تحد دراستنا الافتراضات القديمة حول كيفية وأين يلتقط الدماغ اللحن الطبيعي للكلام – تلك التغييرات الطفيفة في النبرة التي تساعد على نقل المعنى والنوايا”، قال جي. نيكي غناناتا جا من قسم علوم الاتصال والاضطرابات بجامعة ويسكونسن-ماديسون والمشارك الأول المؤلف للدراسة. “على الرغم من أن هذه الأنماط النغمية تختلف كل مرة نتحدث فيها ، إلا أن أدمغتنا تخلق تمثيلات مستقرة لفهمها.”
اقترحت النظريات السابقة أن هذا المستوى من معالجة الكلام يحدث بشكل أساسي في التلافيف الزمنية العليا ، وهي منطقة تقع أبعد على طول مسار المعالجة السمعية. بدلاً من ذلك ، يبدو أن أدمغتنا تبدأ بتفسير هذه الأنماط النغمائية ذات المعنى مبكرًا جدًا ضمن سلسلة المعالجة.
مهارة إنسانية فريدة
لتأكيد ما إذا كانت هذه القدرة قد تكون فريدة للبشر ، أجريت التجارب الموازية مع الرئيسيات غير البشرية. رغم أنها تعالج نفس المعلومات الصوتية ، إلا أن أدمغة الرئيسيات لم تخلق تمثيلات مجردة لللكنات النغمائية كما فعلت عقول البشر – مما يشير إلى أن هذه القدرة قد تكون خاصة بتجربة اللغة البشرية.
This finding highlights the specialized nature of human communication, حيث يمكن للقردة معالجة المعلومات الصوتيه الخام بلحن الكلام لكنها تفتقر للأجهزة العصبية لتصنيف وتفسير تلك الأنماط بالطريقة المتطورة التي تقوم بها عقول البشر.
أكثر من “ماذا” إلى “كيف”
< p > يوفر الاكتشاف دليل علمي للمثل القائل إنه ليس فقط ما تقوله ولكن كيف تقوله . تمتلك عقولنا دوائر عصبية متخصصة تستخرج المعاني من الألحان الصوتيه مما يمكّننا تفسير التركيز والنوايا والسياق العاطفي .< p > تعتبر نماذج الارتفاع مهمة للتواصل اليومي . تساعد على التفريق بين الأسئلة والعبارات وتدلّ على السخرية أو السخر , وتبرز المعلومات المهمة . بدونها سيكون الحديث أحادي اللون وسيضيع الكثيرمن المعاني .
< h 2 > تطبيقاته تتجاوز العلوم الأساسية < / h 2 >
< p > يمكن لفهم كيفية معالجة الدماغ للبروساودي ان يكون له آثار واسعة الانتشار . كما ذكر تشاندراسخاران : ” يمكن لنتائجنا تحويل إعادة تأهيل الكلام ومساعدين الذكاء الاصطناعي المدعومين بالصوت وفهمنا لما يجعل التواصل البشري فريدًا.”
< p > بالنسبة للأفراد الذين يعانون حالات معينة مثل اضطراب طيف التوحد أو أولئك الذين يتعافون بعد سكتة تؤثرعلى نماذج كلامهم , قد تؤدي هذا البحث الى علاجات أكثر استهدافا تعالج عملية البروساودي بشكل خاص.< / p >
< p > يمكن أيضا تحسين نظم الذكاء الاصطناعي التي تتفاعل مع البشر عبر الحديث . غالبا ما تكافح مساعدو الأصوات الحاليون لتفسير التنغيم والتركيز, لكن فهم أفضل لكيفيه قيام العقول البشرية بمعالجة ميزاتها قد يؤدي الى تفاعلات ذكاء اصطناعي تبدو طبيعية وأكثر حدسية.< / P >
< P > أجريت البحث بواسطة مدرسة الاتصالات بجامعة نورث وسترن بالتعاون مع جامعة بيتسبرغ وجامعة ويسكونسن-ماديسون, بدعم مالي من المعاهد الوطنية للصحة.< / P >
< P > بينما يستمر العلماء بفك رموز الآليات العصبية المركبة وراء التواصل البشري, تعتبرهذه الدراسة بمثابة تذكير بأن فهم الخطاب ينطوي على أكثر بكثيرمن مجرد فك رموز الكلمات – بل يتعلق أيضًا بتفسير الأنماط اللحن الغنية التي تمنح تلك الكلمات معناها الكامل.< / P >
