Тричастий звукомовний аналізатор у мозку допомагає нам розрізняти різні інтонації в різних голосах.
Мова - це не тільки те, що ми говоримо, але і те, як ми говоримо. Щоб правильно зрозуміти чужі слова, ми повинні, зрозуміло, знати значення слів, але, крім того, ми повинні уважно слухати інтонацію, з якою їх вимовляють: звуки мовлення відрізняються за тривалістю і за висотою, і залежно від того, підвищується інтонація або знижується, сенс висловлювання може змінюватися.
Є мови, в яких інтонування несе величезне смислове навантаження (наприклад, в північнокитайській мові виділяють чотири тони, і значення вимовної фрази на кожному тоні буде різним), але і в «звичайних», нетональних мовах інтонація відіграє велику роль; для прикладу можна взяти фразу «Сашко грає у футбол», яка при одному і тому ж порядку слів, але з різним інтонуванням, буде або ствердною, або питальною, або набуде іронічного відтінку тощо.
З іншого боку, не варто забувати, що голоси у всіх людей різні, у когось голос низький, у когось високий, хтось звик розтягувати слова, хтось весь час говорить дуже швидко. Тобто розрізнити і правильно інтерпретувати інтонацію - дуже і дуже непросте завдання, і можна припустити, що у мозку для цього є спеціальний апарат.
Раніше нейробіологи вже встигли з'ясувати, що за інтонаціями і висотою звуків мови стежать нервові центри в скроневих і лобних частках кори, зокрема, до «музики слів» особливо прислухається верхня скронева звивина. Експерименти дослідників з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско допомогли зрозуміти, як саме ці центри працюють.
Едвард Чанг (Edward Chang) і його колеги працювали з хворими на епілепсію, яким належала хірургічно видалити небезпечну ділянку мозку, що генерує припадки. У таких випадках пацієнта спочатку піддають «мініоперації», вводячи в мозок електроди - зчитуючи мозкову електричну активність, можна точно дізнатися, де саме починається епілептична активність. Зазвичай у таких випадках паралельно з медичною процедурою проводять і якісь фундаментальні дослідження. Ось і зараз добровольці з електродами в голові вислуховували кілька простих фраз, кожну з яких вимовляли з різними інтонаціями, а нейробіологи стежили, як на різні інтонації відгукуються нервові центри, що відповідають за аналіз чужої мови.
Дослідникам у результаті вдалося знайти у верхній скроневій звивині групу нейронів, які оцінювали середню висоту мовних звуків. У той же час тут же виявили й інші нейрони, які залишалися байдужі до висоти, але зате реагували саме на фонеми як вони є - ці клітини займалися тим, що розрізняли слова за звучанням; саме завдяки їм ми не плутаємо слово «Саша» зі словом «футбол», адже ім'я і назва гри звучать по-різному. Нарешті, третя група нейронів оцінювала зміну в інтонації - вони працювали по-різному в залежності від того, яке слово у фразі несло смислове наголосу, звучало питання чи твердження і т. д.
Автори роботи також побудували модель, що дозволяє передбачати активність звукомовних нейронів щодо тих чи інших звукових параметрів. Модель протестували на декількох сотнях фраз, промовлених різними людьми, і змодельована активність цілком узгоджувалася з тим, як ведуть себе справжні нейрони (повністю результати експериментів описані в статті в Science).
Таким чином, в мозку в межах великого звукомовного аналізатора вдалося знайти три підвідділи, які окремо допомагають нам зрозуміти, хто говорить (мається на увазі аналіз середньої висоти звучить мови, тобто, власне кажучи, оцінка голосу конкретної людини), що вона говорить (розрізнення фонем), і як саме говорить (оцінка інтонації). Очевидно, ці ж підвідділи допомагають не тільки слухати, але говорити, і в найближчому майбутньому автори роботи збираються з'ясувати, як звукомовні нейрони працюють при налаштуванні власної мови.