大脑对中文声韵母的处理在线视频

我们下面再跟大家讲一个

更加有趣的脑机接口的故事

知道我们人类最为神奇的

一个脑功能就是语言

比如说我现在正在给大家讲课

在我的大脑里 在研究发现

在大脑的前部这个位置

事实上在我讲话的时候

是非常活跃的 当然

现在越来越多的研究表明

可能不仅仅是这里

还有一个大脑的网络

一直延伸到我们大脑的后面

都在参与到这个过程里边

但在你的大脑里面

你正在听我讲课

然后你能够很好的

理解我说了什么

在你的大脑里面

实际上在这片红色的位置

通常我们把它叫做

语言的颞叶皮层

这些颞叶的区域

和我们刚才提到的

就是蓝色的大脑前额叶的

处理区域

它们形成了一个

语言的功能网络

这个语言的功能网络

就可以支持我们平时 听 说

这样的语言的沟通

我们有没有办法通过

刚才我们讲的

颅内脑电的记录技术

比如说我有机会把一些电极

放到这些地方去

那么 我通过分析这些

电极的信号 能不能够猜出来

你想要说的是什么

或者你听到的是什么

这件事情这是一个想法

我们要把它变成现实

有很多神经工程的工作要做

首先 我们在临床做癫痫

神经外科手术的病人当中

他们通常会做两次手术

第一次把这个电极放到那些

可疑的大脑区域里边去

病人可以在病房里生活

一两个礼拜 戴着电极

那么 在这一两个礼拜里面

事实上 临床上的要求

是要能够通过分析这些电极

知道病人癫痫的发作

从哪里起源的 传播到哪里去

让这些病人去跟我们聊天

或者是让他们听一些

声音的材料 成语

汉字的散文 那么这样

他的大脑活动都被记录下来

我们就有办法去做定量的分析

找到究竟我们大脑是如何处理

这些语言的声音信息的

我们做的第一步工作

就是设计出一系列的声音信号

从最简单的一个纯音

比如说哆来咪发梭哆

一直到我讲话里边

出现的这些音节

把这些材料都放给病人听

那病人的大脑里边

可能在某一些特殊的地方

就会出现很强烈的

我们叫高频的颅内脑电

就像我们在画面里面看到的

在60到140赫兹

我们能看到一个非常强烈的

脑电活动的反应

我们给病人听了很多声音材料

各种各样的声音材料以后

我们就可以筛选出来

哪些地方是仅仅喜欢那些

简单的声音 音调

哆来咪发梭

哪些地方喜欢的是汉字的音节

通过一些数学的方法

我就可以找出来

原来这里 特别是刚才我讲的

大脑的颞叶皮层

这片红色的区域

通常对语言的材料 音节

成语 这些都是非常敏感的

把这些位置找出来

就是我们研究的重点

那这时候我们还去

让病人配合我们

做一个更有趣的事情

我们给他放朱自清的散文

许地山的散文

让他们听这些散文

当然要集中注意力 为什么

病人在听这些散文的时候

这些散文里面有各种各样的

汉字的这个声音

我就可以去看

他的大脑里边

究竟是怎么去反应每一个汉字

不一样的声音的

父亲说 你们爱吃花生吗

我们争着答应 爱

谁能把花生的好处说出来

姐姐说 花生的味儿美

哥哥说 花生可以榨油

我说 花生的价钱便宜

谁都可以买来吃 都喜欢吃

这就是它的好处

就像我们在这个视频里

看到的这样

我们给他放的是《落花生》

这个散文

随着声音的往前移动

你会看到 下面这几个都是

大脑不同位置的电极

它们对《落花生》

这篇散文的反应

看上去好像没有什么规律

但是你仔细的多听几遍

你会发现

在第一个电极上

每当wo这个声音出现的时候

这个电极就比较红色的

很亮的 很强的这个响应

这说明这个电极

第一个电极是很喜欢wo

这个声音的

你看第二个电极

每当有后鼻音ang eng

这些音节出现的时候

第二个电极的响应就比较强

而第三个你什么也看不到

基本上它没有什么

跟声音相关的规律

比如说我们把我们所有的声音

都分成几类

看它们包含a o e i u v

这些基本的音素

把它分成比如说5 6类

这个时候你就可以给每个电极

多做一些分析

把这些整个散文切成

一个一个音节去看

我能讲出声音

你能听到这些

汉语里边的这些声母 韵母

都是因为大脑里有这些

神经细胞的群体

我举几个例子

比如说像这样一幅图里面

告诉大家的

这个电极的神经细胞

它喜欢的就是以a

作为主原音的

所有的这一类的声音

你看到红色的就是对

它喜欢的声音的响应

蓝色的就是它不喜欢的

那类声音

比如说i

我们通常把a叫做后原音

而i这样的叫前原音

再看下面这个电极

它就是完全相反

它喜欢i这样的前原音

所以你看到 事实上

在这么小的一个位置里面

每一群神经细胞

它们的喜好都不同

最后 它们在做什么

事实上 就是它们互相的配合

这群喜欢a 那群喜欢ou

大家配合起来 就把我们

日常说话里边 所有的声音

都给他在大脑里边处理好了

如果掌握了所有的这些规律

我如果把这些信号记录下来

我分析一下

我就能够反过来推算出来

或者猜出来 你现在想说的

是哪个音 你想说的是哪个字

哪个词 或者你听到的是

哪个字 哪个词

这都是从理论上来说

是可以做得到的

事实上 在我们的实验室里边

我们已经在一定程度上能够

解读出来我们要说的内容

或要听到的内容

这么一个有趣的问题

很多人都问

说是不是中国人的脑袋

处理语言和欧美的人

他们是不一样的

因为我们的语言体系

是不一样的 对吧

我们也做了一个非常有趣的

比较的试验

我们把中国人的

20 30个电极的数据

拿来做一个分析

做了这么样一个云图

你看到实际上很有趣

在这个云图里边

有一部分原音在右上角

有一部分在左下角

说明它们分得很清楚

而且有个非常规律的分布

在美国的病人上面

他们讲英文 把这些音节

也做了类似的研究

发现 也有一个云图的分布

是我们大脑里边的

所有这些音节的云图

特别是大家看到的

它们在空间的排布上

无论是汉语还是英语

它的音位的云图

是有类似的地方

这说明人类的语言还是有

很多相同的规律的