Нейробиологи впервые изучили процесс речи в прямом электрофизиологическом эксперименте и установили, что сложность произнесения скороговорок объясняется близостью механики производства звуков, которые в них используются. Работа опубликована в журнале Nature, а ее краткое содержание приводит NatureNews.

Проведение эксперимента стало возможным благодаря согласию трех пациентов с тяжелой формой эпилепсии. В рамках подготовки к операции на мозге им были имплантированы электроды, считывающие возбуждение в зоне коры, ответственной за производство речи. Это позволило получить беспрецедентно подробную информацию об активности нейронов, которые управляют движениями речевого аппарата.

Сопоставив речь пациентов с активностью коры, и проведя сложный статистический анализ, ученые смогли узнать, какие группы нейронов отвечают за какие звуки и насколько эти звуки близки друг другу с точки зрения работы мозга. Одним из результатов работы стало дерево родства звуков, подобное тому, которое составляют лингвисты.

Кроме того, ученые смогли объяснить, почему в человеческой речи встречается спунеризм («вагоноуважаемый глубокоуважатый») и чем отличаются скороговорки от обычных фраз. Оказалось, что при спунеризме заменяются, а в скороговорках специально используются близкие в нейрофизиологическом плане звуки (например «с» и «ш»), за производство которых отвечают пересекающиеся группы нейронов. Если в скороговорке заменить часть близких звуков на неродственные, такая фраза станет произноситься легко.

Ранее благодаря помощи пациента с таким же состоянием нейробиологам удалось найти у человека зону распознавания лиц. Так же как и речь, распознавание лиц не может изучаться на животных моделях, а данные на человеке, получаемые с помощью томографии, в этих случаях обычно очень неточны.