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Nossos cérebros usam carimbos de tempo para Processar as Palavras que Ouvimos




O cérebro processa a fala usando um buffer, mantendo um "carimbo de tempo" dos últimos três sons da fala. Os achados também revelam que o cérebro processa múltiplos sons ao mesmo tempo sem misturar a identidade de cada som, passando informações entre neurônios no córtex auditivo.

Fonte: NYU

Nossos cérebros "marcam o tempo" a ordem dos sons recebidos, permitindo-nos processar corretamente as palavras que ouvimos, mostra um novo estudo por uma equipe de pesquisadores de psicologia e linguística.

Suas descobertas, que aparecem na revista Nature Communications, oferecem novas percepções sobre os meandros da função neurológica.

"Para entender a fala, seu cérebro precisa interpretar com precisão a identidade dos sons da fala e a ordem de que eles foram proferidos para reconhecer corretamente as palavras que estão sendo ditas", explica Laura Gwilliams, principal autora do artigo, uma estudante de doutorado da NYU na época da pesquisa e agora bolsista de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, São Francisco.

"Mostramos como o cérebro consegue esse feito: Diferentes sons são respondidos com diferentes populações neurais. E, cada som é carimbado com o tempo passado desde que entrou no ouvido. Isso permite que o ouvinte saiba tanto a ordem quanto a identidade dos sons que alguém está dizendo para descobrir corretamente que palavras a pessoa está dizendo."

Embora o papel do cérebro no processamento de sons individuais tenha sido bem pesquisado, há muito que não sabemos sobre como gerenciamos as sequências auditivas rápidas que constituem a fala. A compreensão adicional da dinâmica do cérebro pode potencialmente levar a enfrentar aflições neurológicas que diminuem nossa capacidade de entender a palavra falada.

No estudo Nature Communications, os cientistas tiveram como objetivo entender como o cérebro processa a identidade e a ordem da fala, dado que eles se desdobram tão rapidamente. Isso é significativo porque seu cérebro precisa interpretar com precisão tanto a identidade dos sons da fala (por exemplo, l-e-m-o-n) quanto a ordem que eles foram pronunciados (por exemplo, 1-2-3-4-5) para reconhecer corretamente as palavras que estão sendo ditas (por exemplo, "limão" e não "melão").


Para isso, eles gravaram a atividade cerebral de mais de 20 indivíduos humanos — todos falantes nativos de inglês — enquanto esses sujeitos ouviam duas horas de um audiolivro. Especificamente, os pesquisadores correlacionavam a atividade cerebral dos sujeitos em relação às propriedades dos sons da fala que distinguem um som do outro (por exemplo, "m" vs "n").

Os pesquisadores descobriram que o cérebro processa a fala usando um buffer, mantendo assim uma representação em execução — ou seja, carimbo de tempo — dos últimos três sons da fala.

Os resultados também mostraram que o cérebro processa múltiplos sons ao mesmo tempo sem misturar a identidade de cada som, passando informações entre neurônios no córtex auditivo.

"Descobrimos que cada som de fala inicia uma cascata de neurônios disparando em diferentes lugares do córtex auditivo", explica Gwilliams, que retornará ao Departamento de Psicologia da NYU como professor assistente em 2023.

"Isso significa que as informações sobre cada som individual na palavra fonética 'k-a-t' são passadas entre diferentes populações neurais de forma previsível, o que serve para carimbar cada som com sua ordem relativa."


Os outros autores do estudo foram Jean-Remi King of École normale supérieure em Paris, Alec Marantz, professor do Departamento de Linguística da NYU e do NyU Abu Dhabi Institute, e David Poeppel, professor do Departamento de Psicologia da NYU e diretor-gerente do Instituto Ernst Struengmann de Neurociência em Frankfurt, Alemanha.

Original Research: Open access.

“Neural dynamics of phoneme sequences reveal position-invariant code for content and order” by Laura Gwilliams et al. Nature Communications



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