مغز چگونه کلمات را تفکیک می‌کند؟ کشف سیگنالی که نقش کلید اسپیس را دارد

پژوهش‌های نوین در حوزه علوم اعصاب، سازوکار شگفت‌انگیز مغز در تفکیک جریان پیوسته‌ی گفتار به کلمات مجزا را فاش کرده‌اند. یافته‌های دانشمندان نشان می‌دهد برخلاف تصور رایج، مرز میان واژگان نه در امواج صوتی خروجی از دهان، بلکه در سیگنال‌های الکتریکی پیچیده درون جمجمه شکل می‌گیرد.

گفتار در حالت طبیعی فاقد شکاف‌های آکوستیک شفاف است و توقف‌های صوتی میان هجاها تفاوت ساختاری چندانی با فواصل بین کلمات ندارند. این پدیده هنگام مواجهه با زبانی ناشناخته به‌خوبی نمایان می‌شود؛ وقتی که کلمات مثل جریانی لغزنده و مبهم از صداها در هم ذوب شده‌اند.

پرسش کلیدی درباره‌ی چگونگی برش‌زدن جریان سیال صدا توسط مغز، محور مطالعات اخیر ادوارد چانگ، متخصص برجسته‌ی مغز و اعصاب در دانشگاه کالیفرنیا، قرار گرفته است. تیم پژوهش دکتر چانگ در مقاله‌ای تازه، امواج مغزی بسیار سریعی را رصد کردند که با فرکانس ۷۰ تا ۱۵۰ بار در ثانیه در قشر شنوایی نوسان می‌کنند.

امواج که با نام گامای سطح بالا یا های‌گاما (High-gamma) شناخته می‌شوند، دقیقاً ۱۰۰ میلی‌ثانیه پس از عبور از مرز یک واژه، دچار افت ناگهانی در توان سیگنال می‌شوند. عملکرد افت ناگهانی درست مانند فضای خالی یا کلید اسپیس در متون نوشتاری است که پایان یک کلمه را برای افراد مسلط به آن زبان نشانه‌گذاری می‌کند.

دکتر چانگ معتقد است کشف تازه برای نخستین بار یک همبستگی عصبی مستقیم برای واحد «واژه» در مغز ارائه می‌دهد که دستاوردی بنیادین در درک پردازش زبان محسوب می‌شود. مطالعات تکمیلی در نشریه‌ی نیچر نیز تأیید کرده است که سخنوران بومی زبان‌های مختلف، از جمله انگلیسی و ماندارین، واکنش‌های مشابهی در امواج های‌گاما نسبت به زبان مادری خود نشان می‌دهند. نوسانات مذکور در هنگام گوش‌دادن به زبان‌های بیگانه با چنین شدت و تداومی مشاهده نمی‌شود، مگر در افراد دوزبانه که مغزشان در هر دو زبان الگویی مشابه افراد بومی از خود ساطع می‌کند.

اولینا فدورنکو، دانشمند علوم اعصاب در مؤسسه فناوری ماساچوست، یافته‌های تازه را گامی بلند برای درک فرآیند قطعه‌بندی گفتار می‌داند، هرچند معتقد است هنوز ابهاماتی درباره‌ی نقش «درک معنا» در این فرآیند وجود دارد. احتمال می‌رود مغز صرفاً الگوهای صوتی تکرارشونده را شناسایی کند یا اینکه معنای کلمات مانند زیرنویس فیلم، صداهای مبهم را شفاف‌سازی کند. تعامل میان لایه‌های مختلف پردازش زبان می‌تواند چنان پیچیده باشد که حتی ساختارهای سطح بالا نیز بر ادراک اولیه‌ی صداها اثر بگذارند.

فرضیه‌های پذیرفته‌شده‌ی علوم اعصاب که بر پردازش مجزای صدا، واژه و معنا در نواحی اختصاصی مغز تأکید داشتند، اکنون با داده‌های جدید به چالش کشیده شده‌اند. سیگنال‌های مرتبط با مرز کلمات دقیقاً در همان نواحی شناسایی صداهای گفتاری رخ می‌دهند که نشان‌دهنده‌ی یکپارچگی عمیق در تحلیل زبان است. مغز انسان به جای پله‌پله‌ طی‌کردن سطوح زبانی، فرآیند محاسبه‌ی صدا و واژه را به‌صورت هم‌زمان و در بستری واحد پیش می‌برد.

پژوهش در نشریه‌ی Neuron منتشر شده است.