Войти
Эффект восстановления фонемы - это перцепционный феномен, при котором при определенных условиях звуки фактически отсутствуют речевой сигнал может быть восстановлен мозгом и может казаться слышимым. Эффект возникает, когда отсутствующие фонемы в слуховом сигнале заменяются шумом, который имеет физические свойства для маскировки этих фонем, создавая неоднозначность. В такой двусмысленности мозг стремится заполнить отсутствующие фонемы. Эффект может быть настолько сильным, что некоторые слушатели могут даже не заметить отсутствие фонем. Этот эффект обычно наблюдается в разговоре с сильным фоновым шумом, из-за чего трудно правильно услышать каждую произносимую фонему. Различные факторы могут изменить силу эффекта, в том числе, насколько богат контекст или языковые сигналы в речи, а также состояние слушателя, такое как его статус слуха или возраст.
Этот эффект важнее для людей, чем предполагалось изначально. Лингвисты отметили, что, по крайней мере, в английском языке много фальстартов и посторонних звуков. Эффект восстановления фонем - это способ мозга исправить эти недостатки в нашей речи. Если бы этот эффект не мешал нашей языковой обработке, возникла бы большая потребность в гораздо более точных речевых сигналах, а человеческая речь могла бы потребовать гораздо большей точности. Для экспериментов белый шум необходим, потому что он заменяет эти недостатки речи. Одним из наиболее важных факторов в языке является непрерывность и, в свою очередь, разборчивость.
Эффект восстановления фонемы Эффект фонематического восстановления был впервые задокументирован в 1970 году в статье Ричарда М. Уоррена, озаглавленной «Восприятие восстановления отсутствующей речи. Звуки ». Цель эксперимента заключалась в том, чтобы объяснить, почему на фоне посторонних звуков замаскированные отдельные фонемы все же были понятны.
В своих первоначальных экспериментах Уоррен представил показанное предложение и сначала заменил фонему первой в законодательных собраниях посторонним шумом в форме кашля. В небольшой группе из 20 человек 19 человек не заметили отсутствующую фонему, а один человек неверно идентифицировал отсутствующую фонему. Это указывало на то, что в отсутствие фонемы мозг заполнял недостающую фонему посредством обработки сверху вниз. Это был феномен, который был в некоторой степени известен в то время, но никто не мог точно определить, почему он происходит, или обозначить его. Он снова проделал тот же эксперимент с предложением:
Он заменил звук «wh» в колесе, и были получены те же результаты. Все люди тестировали записанное колесо. Позже Уоррен провел много исследований в течение следующих нескольких десятилетий по этому поводу.
Со времен Уоррена было проведено много исследований для проверки различных аспектов эффекта. Эти аспекты включают в себя, сколько фонем можно удалить, какой шум воспроизводится вместо фонемы и как разные контексты изменяют эффект.
Слуховая кора человека Нейрально признаки прерывистой или остановленной речи могут подавляться в таламусе и слуховой коре, возможно, как следствие нисходящей обработки слуховой системой. Считается, что ключевые аспекты самого речевого сигнала разрешены где-то на стыке между слуховой и языковой областями (например, область Вернике ), чтобы слушатель мог определить, что говорится. Обычно считается, что последний создается на конечных этапах системы языковой обработки, но для процессов восстановления многое остается неизвестным относительно того, отвечают ли те же этапы за способность фактически заполнять отсутствующие фонема.
Восстановление фонематики - одно из нескольких явлений, демонстрирующих, что ранее существовавшие знания в мозгу предоставляют ему инструменты для попытки угадать недостающую информацию, что-то в принципе похоже на оптическую иллюзию. Считается, что люди и другие позвоночные животные развили способность передавать звуковые сигналы, которые имеют решающее значение, но передаются в естественных шумных условиях. Для людей, хотя до конца не известно, в какой точке иерархии обработки происходит эффект фонематического восстановления, данные указывают на динамические восстановительные процессы, уже происходящие с базовыми модуляциями звука, установленными на естественной скорости артикуляции. Недавнее исследование с использованием прямых нейрофизиологических записей пациентов с эпилепсией, имплантированных электродами над слуховой и языковой корой, показало, что боковая верхняя височная извилина (STG; основная часть области Вернике) представляет собой недостающий звук, который воспринимают слушатели. Это исследование также продемонстрировало, что связанная с восприятием нейронная активность в STG модулируется левой нижней лобной корой, которая содержит сигналы, которые предсказывают, о каком звуке сообщат слушатели, примерно за 300 миллисекунд до того, как звук даже будет представлен.
Людей с легкой и средней потерей слуха проверяли на эффективность восстановления фонематики. Те, у кого умеренная потеря слуха, выступали на том же уровне, что и нормальный слушатель. Люди с умеренной потерей слуха почти не воспринимали и не могли определить недостающие фонемы. Это исследование также зависит от количества слов, которые наблюдатель может понять, из-за природы обработки сверху вниз.
Кохлеарный имплант Для людей с кохлеарными имплантатами, акустическое моделирование имплантата показало важность спектрального разрешения. Когда мозг использует нисходящую обработку, он использует как можно больше информации, чтобы принять решение о том, принадлежит ли сигнал-заполнитель в промежутке речи, а при более низком разрешении меньше информации для правильного предположения. Исследование с участием реальных пользователей кохлеарных имплантатов показало, что некоторые пользователи имплантатов могут извлечь выгоду из фонематического восстановления, но, опять же, им, похоже, требуется больше речевой информации (в данном случае более длительный рабочий цикл) для достижения этого.
Возрастные эффекты изучались у детей и пожилых людей, чтобы выяснить, могут ли дети получить пользу от восстановления фонематики, и если да, то в какой степени, и сохраняют ли пожилые люди способность восстановления в лицо возрастных нейрофизиологических изменений.
Дети могут достигать результатов, сопоставимых со взрослыми, примерно к 5 годам, но все еще не так хорошо, как взрослые. В таком раннем возрасте большая часть информации обрабатывается снизу вверх из-за отсутствия информации, которую можно было бы вспомнить. Однако это означает, что они могут использовать предыдущие знания слов, чтобы восполнить недостающие фонемы, при этом их мозг развит гораздо меньше, чем у взрослых.
Пожилые люди (старше 65 лет) без потери слуха или с минимальной потерей слуха. показать пользу от фонематического восстановления. В некоторых условиях эффект восстановления может быть сильнее у пожилых людей, чем у молодых людей, даже когда общие оценки восприятия речи у пожилых людей ниже. Это наблюдение, вероятно, связано с сильными языковыми и словарными навыками, которые сохраняются в пожилом возрасте.
У детей не было влияния пола на восстановление фонематики.
У взрослых вместо того, чтобы полностью заменить фонемы, исследователи маскировали их тонами, которые являются информативными (помогают слушателям выбрать правильную фонему), неинформативными (не помогают и не повреждают слушателя при выборе правильной фонемы) или дезинформативными (причиняют вред слушателю при выборе правильная фонема). Результаты показали, что женщины в большей степени подвержены информативным и дезинформативным сигналам, чем мужчины. Эти данные свидетельствуют о том, что на женщин влияет семантическая информация сверху вниз больше, чем на мужчин.
Эффект меняется на противоположный в комнате реверберации, что больше отражает реальную жизнь. чем типичные тихие комнаты, используемые для экспериментов. Это позволяет отголоскам речевых фонем действовать как шум замещения отсутствующих фонем. Дополнительный производимый белый шум, который заменяет фонему, добавляет собственное эхо и заставляет слушателей не работать.
Еще одно исследование Уоррена было проведено для определения эффекта продолжительности замена фонемы на понимание. Поскольку мозг обрабатывает информацию оптимально с определенной скоростью, когда разрыв становится примерно равным длине слова, это происходит тогда, когда эффект начинает разрушаться и становится неэффективным. На этом этапе эффект больше не эффективен, потому что наблюдатель теперь осознает разрыв.
Во многом похоже на Эффект МакГерка, когда слушатели также могли увидеть произносимые слова, они с гораздо большей вероятностью правильно опознали недостающие фонемы. Как и любое другое чувство, мозг будет использовать каждую часть информации, которую он считает важной, чтобы судить о том, что он воспринимает. Используя визуальные подсказки движений рта, мозг в процессе нисходящей обработки поможет вам принять решение о том, какая фонема должна быть услышана. Зрение является основным чувством для человека и по большей части помогает восприятию речи.
Поскольку языки четко структурированы, мозг имеет некоторое чувство какое слово будет следующим в правильном предложении. Когда слушатели слушали предложения с правильной структурой с отсутствующими фонемами, они работали намного лучше, чем с бессмысленным предложением без надлежащей структуры. Это происходит из-за предсказательной природы префронтальной коры в определении того, какое слово должно быть следующим, чтобы предложение имело смысл. Обработка сверху вниз полагается на окружающую информацию в предложении, чтобы заполнить недостающую информацию. Если предложение не имеет смысла для наблюдателя, тогда наблюдателю будет немного наверху процесса, от которого он может оторваться. Если бы часть пазла на знакомой картинке отсутствовала, мозгу было бы очень просто узнать, как будет выглядеть этот кусок пазла. Если изображение чего-то не имеет смысла для человеческого мозга и никогда раньше не наблюдалось, мозгу будет гораздо труднее понять, чего не хватает.
Только когда интенсивность шум, заменяющий фонемы, такой же или громче, как окружающие слова, правильно ли работает эффект. Этот эффект становится очевидным, когда слушатели слышат предложение с пробелами, замененными белым шумом, повторяются снова и снова, причем громкость белого шума увеличивается с каждой итерацией. По мере того, как белый шум становится громче, предложение становится для слушателя все более понятным.
Когда слово с сегментом 's' удаляется и заменяется тишиной, и был представлен сопоставимый сегмент шума. Проще говоря, одно ухо слышало предложение полностью без удаления фонемы, а другое ухо слышало предложение с удаленным звуком 's'. Эта версия эффекта фонематического восстановления была особенно сильной, потому что мозг гораздо меньше гадал с предложением, потому что информация была предоставлена наблюдателю. Наблюдатели сообщали, что оба уха слышали одно и то же предложение, независимо от того, что в одном из ушей отсутствует фонема.
Эффект восстановления изучается в основном на английском и голландском языках, где эффект восстановления казался похожи между двумя языками. Хотя ни одно исследование напрямую не сравнивало эффект восстановления для других языков, предполагается, что этот эффект универсален для всех языков.
