Linguist tunes in to pitch processing in brain
http://www.physorg.com/news122400499.html
February 16, 2008
根據普渡（Purdue）大學一位神經語音學家（neurophonetics）表示，頭腦比起先前所認為的，有更多部份是忙著處理來自語言與其他聲音的音調（pitch）。
"透過處理音調語言（tonal languages，譯註：如漢語、台語、客語等）中音調模式不同階段的腦部活動，我們發現在腦幹中的早期活動是由個人的語言經驗所塑造，即使此人進入睡眠狀態時亦然，也因此，我們現在相信它在說話感知中，較我們先前所想，扮演更大的角色，" 語言學教授 Jackson T. Gandour 說。
Gandour 正在 2/16 American Association for Advancement of Science 年會的「Brain Basis of Speech」會期中簡報來自於他數種音調處理研究的資訊。
"人人皆有腦幹，不過它會變得不一樣，端賴在行為上與此人相關的聲音（sounds），例如，他或她母語的聲音，" Gandour 說。
腦幹位於聽覺路徑的早期，大約是自聽覺訊號進入耳朵起，大約 7-9 毫秒的時間。這接近在耳蝸與聽覺神經中音調處理開始之處，大約 0-2 毫秒。
"我們現在知道有數個腦部區域涉及語言聲音的處理，那是我們先前所不知的，" 他說。"我們對於將聲音翻譯成意義時，音調資訊如何被分析、變換與重現在腦部的不同層次中，知道的甚至更少。更進一步的了解將賦予我們更好的理解，這些腦部區域扮演什麼角色，而這種資訊能幫助具有溝通失調或腦部損傷的人們。"
Gandour 與普渡聽覺電流生理學家 Ananthanarayan Ravi Krishnan 在這個腦幹的研究上共同合作，他比較音調語言北京話（Mandarin）年輕成人演講者與那些說英語者（一種非音調語言）腦中的電流活動。世上大多數的語言都是音調語言。他們利用音節（syllables）上音調的轉調（inflections ）來指出字彙間的差異。例如，在北京話中，「ma」這個音在平調（level tone）中代表「媽」，在上升調（rising tone）中代表「麻」，在降升調（falling-rising tone）當中代表「馬」，在降調（falling tone）中則代表「罵」。
"我從來都沒預料到我們會發現，語言經驗會塑造腦幹運作的方式，" Gandour 說。"這個構想是這樣，這種感覺訊號經歷一組變換，那比我們原本所想要更加複雜。我覺得我們已經開闢了新天地，而且我們才正要往一條新的研究大道走下去。"
Gandour 亦與普渡生醫工程師 Thomas Talavage 以及 Indiana 大學醫學中心的同事共同合作，使用功能性造影技術 PET 與 fMRI 來顯示大腦皮層等級的血流活動。
這些資料揭露說話的旋律（melody）並非在單一區域或特定腦半球中被處理，而是佔用多個區域，包括涉及二半球的大規模網路。
"此外，我們發現這些網路並非被界定於語言處理，相反地，是與更普遍的感覺運動（sensory-motor）以及認知過程交互作用，除了那些與語言相關連的部份之外，" 他說。
Gandour 及其同僚已經證明，當說話的旋律被處理時，左、右二半腦之間有動態的相互作用。處理資訊的音調佔用右半腦中的神經機制，而左半球區域則調停語言學資訊的處理，他說。
Gandour 將他在腦部及語言上的研究計畫比喻為，某人嘗試理解房子不同部位的結構與功能。從閣樓窗看過去顯示關於語言的元素、規則與表現減去腦部的理論。移動到第二樓則提供語言的神經生物學的第一手觀察。科學家在這層樓評估病患語言能力的缺陷（那起因於腦部的其中一邊受到傷害），以決定正常語言功能所需區域是什麼。
"然而，第二樓的窗戶很重要，只有當我們抵達第一層樓時，我們才開始看見真正的腦部活動，" Gandour 說。"透過腦部成像技術的使用，在實驗對象正履行語言任務時，我們能確實同步觀看二個腦半球中的活動，告訴我們在正常的人類腦中，腦部兩邊的哪個區域參與了語言功能。"
"在地下室那一層，你會在地下室發現什麼東西？在一間房子裡，那是好酒。在一個人身上，那是中腦。這是我們發出美好音調的地方。而且正如同好酒需要時間釀造，我們的腦袋也得花時間建構美好的音調。"
Gandour 在神經語音學的研究，橫跨將近 30 年：腦損害缺陷（1979-2000）；功能性神經造影（1998-現今）；與聽覺電生理學（2004-現今）。
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