当你走在繁忙的城市街道时，周围地铁、汽车和店面音乐的声音充斥着你的耳朵。突然，你意识到有人在说话，当你注意他们所说的话时，其实你正在以不同的方式倾听。大脑是如何做到这一点的呢？它发生的速度有多快？为解开这些谜团，美国马里兰大学的研究人员正在研究关于大脑学习口语时的工作流程。
神经科学家们已经发现，大脑对听到可理解的话语与听到非语言声音或听不懂的语言的反应是不同的。当我们听到某人用熟悉的语言说话时，我们的大脑会迅速转移注意力，将语音转换成单词处理，从而理解正在说的内容。
近日发表在《当代生物学》期刊的论文——“从听觉到语言表达的快速转变”由系统学研究所的博后研究员Christian Brodbeck、马里兰大学医学院的L. Elliot Hong博士后和Jonathan Z.Simon教授撰写。实验中，研究人员能够观测大脑神经元从处理声音到处理基于语音的转换发生在大脑的哪个部位，以及有多快——以毫秒为单位。
Simon教授说：“当我们听别人说话时，大脑瞬间就可以把听到的语音识别为一个单词。事实上，一旦语言信息变得可用，这种情况就会发生。”此时，大脑的听觉皮层参与言语感知，它分析复杂的声音以发现带有语言信息的单词。大脑似乎非常有效地做到了这一点，并且部分是通过预测它可能听到的内容：通过学习最频繁的信号语言，大脑可以预测接下来会发生什么。一般认为，该过程的发生区域是大脑颞上叶的双侧。
在马里兰大学的研究中，研究人员绘制并分析了参与者在听一个说话者讲故事时的大脑神经活动。他们使用的脑磁图（MEG）是一种常见的无创神经成像方法。受试者通常坐在MEG扫描仪下或躺在里面，该扫描仪类似于全头吹风机，但包含一组磁传感器，使用非常灵敏的磁力计记录大脑内部电流产生的自然磁场。
研究表明，大脑能够快速识别构成语音的音节，并以高度专业化和自动化的方式从处理声音信息过渡到处理语言信息。大脑必须跟上人们大约每秒三个字的说话速度。在某种程度上，声音进入耳朵后大约十分之一秒内就可以将语音与其他类型的声音区分开来。
Simon指出：“我们通常认为，大脑在这么短的时间里所进行的处理应该只是停留在声音水平上，而不考虑语言。但是，如果大脑能立刻从语音中获取信息，它实际上会更准确地处理声音。”
在研究的另一部分中，研究人员发现人们在嘈杂的环境中可以有选择地处理语音。该实验中，被试者在“鸡尾酒会”场景中听到两个发言者同时说话，并被告知只听一个而不听另一个。研究组发现被试者的大脑会持续地处理他们被要求注意的发言者的讲话，而自动停止分析那些不被要求注意的语言。
Brodbeck说：“这可能揭示了我们大脑语言感知的‘瓶颈’。我们认为大脑的词汇感知能力是在听到的语音信号与许多不同单词之间的匹配过程中产生的。这种机制可能涉及精神资源，而精神资源对同时尝试多种不同的选择有限制，因此不可能同时听多个发言者讲话。”
这项研究为我们了解大脑如何将声音转化为单词奠定了基础。例如，大脑如何以及何时决定说哪一个词？有证据表明大脑实际上通过可能性筛选单词，但目前还不清楚大脑是如何成功地将选项缩小到一个单词，并将其与正在进行的话语含义联系起来的。此外，有可能测量语音的那一部分是清晰到足以作为单词的组成部分，所以当受试者不能或不理解该如何准确的表达时，研究人员可以进行听力理解测试。
编译：小贝
审稿：阿淼
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