Kawasan otak yang mengawal nada pertuturan manusia terungkap
Kajian otak baru menentukan kawasan otak yang bertanggungjawab atas kemampuan kita untuk mengubah nada suara kita. Penemuan ini dapat membantu mewujudkan kotak suara prostetik yang lebih semula jadi.
Manusia mempunyai kotak suara, atau laring, tidak seperti primata lain.
Sebagai spesies, kita dapat menghasilkan ucapan yang lancar yang dapat menimbulkan tindak balas emosi.
Ini merupakan anugerah bagi spesies secara umum, tetapi ini membebankan individu yang mempunyai masalah dengan laring mereka.
Bagi mereka yang dilahirkan tidak dapat bercakap atau kehilangan pertuturan mereka di kemudian hari, menggunakan alat robot hanya dapat membantu.
Stephen Hawking dan synthesizer suaranya adalah salah satu kes manusia yang paling terkenal menggunakan kotak suara prostetik.
Tetapi walaupun ahli fizik dapat menuturkan sebarang kata dalam kamus, mesinnya tidak dapat memberi penekanan pada kata-kata tertentu atau memberi kesan bahawa Hawking mengajukan pertanyaan daripada sekadar mengemukakan pernyataan.
Sekumpulan penyelidik telah menyedari potensi peranti yang dapat memberikan suara yang realistik kepada mereka yang tidak mempunyai kotak suara yang berfungsi.
Pasukan itu - yang berpusat di University of California, San Francisco - telah memulai langkah pertama menuju penemuan seperti itu dengan menentukan kawasan otak mana yang bertanggung jawab untuk mengawal nada suara manusia.
Kepentingan padang
Pitch membolehkan kita menyampaikan mood atau penekanan ketika bercakap. Nada tinggi dan rendah diciptakan oleh getaran pita suara. Ini, pada gilirannya, dikendalikan oleh ketegangan pada lipatan yang berasal dari otot yang melenturkan, menyebabkan getaran lebih cepat.
Kajian itu, yang diterbitkan dalam jurnal Sel, bertujuan untuk melihat kawasan otak mana yang diaktifkan ketika nada yang berbeda dibuat. Ini hanya dapat dilakukan dengan mempelajari otak orang ketika mereka bercakap dalam masa nyata.
Nasib baik, pengarang kanan Dr Edward F. Chang adalah pakar bedah saraf yang bekerja dengan sejumlah pesakit epilepsi. Sebilangan otak pesakitnya dilengkapi dengan elektrod kecil yang dapat membantu menentukan asal-usul kejang.
Dengan menggunakan kaedah pengesanan yang sama, yang dikenali sebagai elektrokortikografi, para saintis merekrut sukarelawan dari kumpulan pesakit epilepsi ini.
Mereka semua diminta untuk mengulangi kalimat berikut: "Saya tidak pernah mengatakan dia mencuri wang saya." Setiap kali, para peserta diarahkan untuk memberi penekanan pada kata yang berbeza untuk mengubah makna kalimat (dan nada suara mereka).
Dengan mengkaji aktiviti otak dengan teliti, pasukan mendapati bahawa neuron di satu kawasan otak tertentu - korteks motorik laring dorsal - diaktifkan ketika nada diubah. Apabila padang menjadi lebih tinggi, kawasan itu menunjukkan lebih banyak aktiviti.
Selain memeriksa aktiviti, penyelidik juga merangsang elektrik neuron di kawasan ini. Ini menyebabkan otot-otot laring melentur dan bahkan mendorong tindak balas vokal pada beberapa pesakit.
Peserta juga mengalami mendengar suara mereka sendiri, yang menimbulkan tindak balas di kawasan punggung.
Membangunkan prostetik
Hasilnya dapat membantu para saintis untuk mengetahui bagaimana otak manusia berjaya meniru suara orang lain.
Sudah tentu, ini akan menjelaskan bagaimana otak peniru berfungsi, tetapi ia lebih penting; ia dapat membantu membuat kotak suara prostetik yang memberikan suara semula jadi kepada pesakit, yang membolehkan mereka bercakap dengan cara yang lebih realistik dan kurang monoton.
"Anda benar-benar menyukai prostetik untuk membawa kandungan emosi pembicara. Tidak cukup sekadar menangkap kata-kata kerana banyak yang kita sampaikan adalah bagaimana kita mengatakan sesuatu. "
Penulis utama Benjamin Dichter
Penyelidik belum menyelesaikan kerja mereka. Seiring dengan mempelajari bagaimana prostesis seperti itu dapat dikembangkan, mereka juga mencari "rekayasa terbalik" pengendalian nada otak.
Ini bererti cuba meramalkan perkataan mana yang ditekankan hanya dengan mengkaji aktiviti saraf otak.
Satu perkara yang jelas: ada banyak lagi yang perlu dipelajari mengenai suara manusia.
