Когнитивисты «Сириуса» провели первое в своем роде исследование процесса обработки речи
Сотрудники Научного центра когнитивных исследований Университета «Сириус» выяснили, где локализованы мозговые системы, вовлеченные в обработку естественной речи у детей на разных этапах их развития. Расскажем, как они это сделали и для чего это нужно.
Сегодня в психофизиологии набирают популярность исследования нейронного отслеживания — суть этого феномена в синхронизации между мозговой активностью и речевым стимулом. При таком подходе ученые используют естественные стимульные материалы — например, аудиозаписи рассказов и сказок, подкасты.
Классическим методом исследования психофизиологических механизмов речи считается регистрация вызванных потенциалов — усредненных ответов мозга на предъявляемые человеку стимулы. Их регистрируют с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Благодаря этому подходу был получен огромный объем данных о механизмах множества когнитивных процессов.
Для записи ЭЭГ-сигнала используется специальная шапочка с электродами Фото: © пресс-служба «Сириуса»
Однако применение этого метода связано с некоторыми ограничениями. Например, требуется специальный стимульный материал: отдельные звуки, буквы, слоги или слова, предъявляемые испытуемым отдельно друг от друга и выровненные по различным характеристикам. Такие стимулы не похожи на обычную, естественную речь, а значит, при их использовании страдает валидность научной работы. Это мешает делать корректные выводы о работе мозга в обычных, а не лабораторных условиях.
Ученые выделяют несколько компонентов естественной речи: акустический, фонологический, лексический и семантический. Исследования с участием взрослых людей показывают, что нейронное отслеживание различных компонентов естественной речи зависит от внимательности прослушивания стимулов испытуемым, уровня его словарного запаса и владения языком, а также от наличия речевых расстройств (например, дислексии). При этом до сих пор не проводилось подобных исследований на детях. Особенно важно было собрать данные в широком возрастном диапазоне, охватывающем разные этапы развития речи и критические периоды общего психического развития. Именно эту важную работу и провели сотрудники Научного центра когнитивных исследований Университета «Сириус».
Для своего проекта они отобрали 52 ребенка в возрасте от трех до восьми лет. Детям давали слушать сказки и рассказы о животных, параллельно регистрируя их мозговую активность с помощью ЭЭГ. Нейронное отслеживание изучили на двух уровнях: акустическом (огибающая речевого сигнала, отражающая изменения его громкости во времени) и семантическом (значения смыслового несходства слов в предложениях). Ученые зафиксировали повышение уровня нейронного отслеживания обеих изучаемых характеристик с увеличением возраста детей и с развитием их способности к пониманию устной речи.
Антон Рогачев работает по направлению «Нейробиология устной и письменной речи при расстройствах развития»
Фото: © Пресс-служба «Сириуса»
«На акустическом уровне эта связь наиболее выражена в правой височной области, которую связывают с декодированием акустических и фонологических особенностей речи, а на семантическом уровне — в левой фронто-центральной и правой теменно-затылочной областях. Там, как предполагается, расположены мозговые системы, отвечающие за лексическую и семантическую обработку речи», — объясняет младший научный сотрудник Научного центра когнитивных исследований Университета «Сириус» Антон Рогачев.
Результаты научной работы показали расположение мозговых систем, вовлеченных в обработку естественной речи у детей на разных этапах развития. Ученые «Сириуса» рассчитывают, что полученные ими данные будут полезны в разработке объективных методик изучения способностей к восприятию устного общения. Это особенно важно для детей с особенностями развития, в случаях с которыми привычные когнитивно-поведенческие методы не подходят.
