2011年1月31日,星期一

为什么Broca的区域在语音感知过程中活跃?

功能成像文献中有关语音感知的一个现在很普遍的发现是,布罗卡的区域在语音感知过程中很活跃。激活程度有时不如听觉皮层中发现的那么强烈或一致,但是它在那里,因此需要一些解释。有几种可能性。 (我说的是Broca的区域,就好像它是一个功能区域一样,不是,但现在我们将对其进行介绍。)

1. Broca的区域驱动语音分析(即,语音感知的运动理论是正确的)。
2. Broca的区域通过一些预测编码过程(清晰度驱动的前向模型或合成分析)来支持/调制语音分析。
3. Broca的区域激活是附带现象的-它仅反映了关联网络中的扩展激活,对语音感知没有任何作用。
4. Broca的区域活动反映了反应选择中涉及的更高阶过程(例如,认知控制)。

由于先前已阐明的原因,我们可以快速排除#1,例如, 这里.

关于其他可能性,我认为这个问题仍有待辩论。作为此辩论的补充,请考虑以下最近发表的(epub-online)调查结果: Vaden等。

在一项功能磁共振成像研究中,听众听到的单词集合的变音符概率不同,这是一种反映单词的词法属性的方法(密度也受到操纵,但没有显示出有力的效果)。任务是监视单词集中偶尔出现的非单词-将这些试验排除在分析范围之外。目的是尝试识别对单词的词法属性敏感的神经区域。

人们可能期望在听觉皮层处理的相对早期阶段会发现这种影响,这是基于以下标准层次的假设:单词识别首先分析分段级别的信息,然后将其用于访问适当的词汇语音代码,通常认为这是在STS中编码/处理。但是,Vaden等。在听觉皮层,甚至整个颞叶都没有发现影响。相反,激活 布罗卡地区 (〜pars opercularis)被调整为音律频率的函数:由较高的音律频率的单词组成的单词集在Broca区域产生了更大的活动。有趣的是,受试者没有意识地知道单词会根据组成它们的声音序列的频率而变化,但是Broca的领域肯定会这样。

那么这是什么一回事?这是否意味着运动理论是正确的? Broca所在地区是否在语音信息的早期分析中至关重要?不。 (再次参考上面#1可能不正确的原因。)一定是其他原因。

认知控制?受试者试图寻找偶尔的非单词。也许光变调节改变了认知决策的负荷……这是可能的,但是不可能的:在布罗卡地区没有发现邻域密度的影响,这被专门认为是诱发竞争,因此应该影响决策过程。此外,认知控制作用倾向于涉及更多的前部区域。

前瞻性预测?是的,可能。高音律频率项与更多可预测性相关。遇到可预测的模式时,Broca的区域可能会感到兴奋。

表位的?是的,可能。高音律频率的项目可能在语音的听觉和运动表征之间具有更强的关联;关联越强,人们看到的激活就越广泛。

这就是我真正在想的事情。基本上,音素序列的听觉表示和运动表示之间的关联强度是驱动相关性的原因,例如在表现象中。为什么存在这些关联?因为语音产生的目标是再现特定的“声音”。为了完成这个制作任务,我们需要将声音和运动联系起来。那些更频繁的听觉运动代码关联更紧密,从而导致更多的激活。但是,尽管对此效果的基本解释与语音产生比语音感知更多,但语音系统可能会利用这种情况并以前向预测的方式利用此信息来增强感知。

回到单词识别的层次模型问题,有趣的是,在听觉区域中没有出现音趋变概率的这种影响。这与语音识别不一定涉及对段级别单元的访问的观点相一致。但也有可能是,音变概率不是分段处理的好指标。

参考文献

Vaden,K.,Piquado,T.,&Hickok,G.(2011)。口语词的词法属性调节Broca区域的活动,但不是颞颞皮层的活动:对语音识别模型的启示 认知神经科学杂志,1-10 DOI: 10.1162 / jocn.2011.21620

没意见: