Rivelata l'area del cervello che controlla il tono del linguaggio umano
Un nuovo studio sul cervello individua la regione del cervello responsabile della nostra capacità di cambiare il tono della nostra voce. I risultati potrebbero aiutare a creare una scatola vocale protesica dal suono più naturale.
Gli esseri umani hanno una casella vocale, o laringe, a differenza di qualsiasi altro primate.
Come specie, possiamo produrre un linguaggio fluido che può suscitare una risposta emotiva.
Questa è una manna dal cielo per la specie in generale, ma è un peso per gli individui con problemi alla laringe.
Per coloro che sono nati incapaci di parlare o che perdono la parola più tardi nella vita, l'uso di un dispositivo robotico può solo aiutare molto.
Stephen Hawking e il suo sintetizzatore vocale sono uno dei casi più importanti di un essere umano che utilizza una scatola vocale protesica.
Ma sebbene il fisico fosse in grado di pronunciare qualsiasi parola nel dizionario, la sua macchina non poteva porre l'accento su certe parole o dare l'impressione che Hawking stesse facendo una domanda piuttosto che semplicemente un'affermazione.
Un gruppo di ricercatori ha riconosciuto il potenziale di un dispositivo che potrebbe dare a chi non ha una scatola vocale funzionante una voce dal suono realistico.
Il team - con sede presso l'Università della California, San Francisco - ha avviato i primi passi verso una tale scoperta determinando quale area del cervello è responsabile del controllo del tono nel linguaggio umano.
L'importanza del tono
Il tono ci consente di trasmettere l'umore o l'enfasi quando si parla. I toni alti e bassi sono creati dalla vibrazione delle corde vocali. Questi, a loro volta, sono controllati dalla tensione nelle pieghe che proviene dalla flessione dei muscoli, provocando una vibrazione più rapida.
Lo studio, che è stato pubblicato sulla rivista Cellula, mirava a vedere quali aree del cervello venivano attivate quando venivano create diverse altezze. Questo può essere fatto solo studiando il cervello delle persone mentre parlano in tempo reale.
Fortunatamente, l'autore senior Dr. Edward F. Chang è un neurochirurgo che lavora con un numero di pazienti con epilessia. Alcuni dei cervelli dei suoi pazienti sono dotati di minuscoli elettrodi che possono aiutare a determinare l'origine di una crisi.
Utilizzando lo stesso metodo di rilevamento, noto come elettrocorticografia, gli scienziati hanno reclutato volontari da questo gruppo di pazienti con epilessia.
A tutti è stato chiesto di ripetere la seguente frase: "Non ho mai detto che mi avesse rubato i soldi". Ogni volta, ai partecipanti è stato chiesto di porre l'accento su una parola diversa per cambiare il significato della frase (e il tono della loro voce).
Studiando da vicino l'attività cerebrale, il team ha scoperto che i neuroni in una particolare area del cervello - la corteccia motoria laringea dorsale - venivano attivati quando il tono veniva alterato. Quando il tono è diventato più alto, l'area ha mostrato più attività.
Oltre ad esaminare l'attività, i ricercatori hanno anche stimolato elettricamente i neuroni in quest'area. Ciò ha causato la flessione dei muscoli della laringe e in alcuni pazienti ha persino provocato una risposta vocale.
I partecipanti hanno anche sperimentato l'ascolto delle proprie voci, che ha causato una risposta nella zona dorsale.
Sviluppo di protesi
I risultati potrebbero aiutare gli scienziati a capire come il cervello umano riesce a imitare le voci degli altri.
Naturalmente, questo aiuterà in qualche modo a spiegare come funzionano i cervelli degli imitatori, ma ha un'importanza maggiore; potrebbe aiutare a progettare una scatola vocale protesica che dia ai pazienti una voce naturale, consentendo loro di parlare in un modo più realistico e meno monotono.
"Ti piacerebbe davvero una protesi che trasmetta il contenuto emotivo di chi parla. Non è sufficiente catturare solo le parole perché gran parte di ciò che comunichiamo è come diciamo qualcosa ".
L'autore principale Benjamin Dichter
I ricercatori non hanno ancora terminato il loro lavoro. Oltre a studiare come sviluppare una tale protesi, stanno anche esaminando il "reverse engineering" del controllo del tono del cervello.
Ciò significa tentare di prevedere quale parola viene enfatizzata semplicemente studiando l'attività neurale del cervello.
Una cosa è chiara: c'è molto di più da imparare sulla voce umana.
