ผลลัพธ์ที่ค่อนข้างน่าประหลาดใจทำให้ทีมมีหน้าต่างให้เห็นวิธีที่สมองนำทางการประนีประนอมระหว่าง neuroplasticity – ความสามารถในการสร้างการเชื่อมต่อใหม่ระหว่างเซลล์ประสาทเมื่อเรียนรู้สิ่งใหม่ – และความเสถียร ซึ่งช่วยให้เรารักษาเครือข่ายบูรณาการของสิ่งที่เรามี ได้เรียนรู้แล้ว ผลการวิจัยปรากฏใน 30 สิงหาคม 2021 ปัญหาของการดำเนินการของ National Academy of Sciences

Matt Leonard, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านศัลยกรรมระบบประสาทและสมาชิกของ UCSF Weill Institute for Neurosciences กล่าวว่า "เมื่อเรียนรู้ภาษาใหม่ สมองของเรากำลังรองรับแรงทั้งสองนี้ในขณะที่พวกเขากำลังแข่งขันกันเอง

ด้วยการใช้อิเล็กโทรดบนพื้นผิวของสมองเพื่อติดตามสัญญาณประสาทที่มีความละเอียดสูง ทีมงานพบว่ากลุ่มของเซลล์ประสาทที่กระจัดกระจายไปทั่วเปลือกคำพูดดูเหมือนจะปรับตัวเองเมื่อผู้ฟังคุ้นเคยกับเสียงต่างประเทศ

"นี่เป็นข้อมูลเชิงลึกครั้งแรกของเราเกี่ยวกับสิ่งที่เปลี่ยนแปลงในสมองระหว่างการได้ยินเสียงภาษาต่างประเทศในครั้งแรกและการสามารถจดจำได้" ลีโอนาร์ดซึ่งเป็นผู้วิจัยหลักในการศึกษากล่าว

"ระหว่างขั้นตอนนั้นเป็นขั้นตอนสำคัญในการเรียนรู้ภาษา แต่ก็ยากที่จะแก้ไข เพราะกระบวนการนี้เป็นแบบไดนามิกและเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว" เขากล่าว "ด้วยการศึกษานี้ เราสามารถเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในบริเวณสมองที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความแตกต่างของเสียงในช่วงเริ่มต้นของการเรียนรู้นี้"

กิจกรรมของสมองเปลี่ยนไปเมื่อเสียงต่างประเทศคุ้นเคย

การเรียนรู้เสียงของภาษาใหม่เป็นขั้นตอนแรกในการเรียนรู้การใช้ภาษานั้น ลีโอนาร์ดกล่าว ดังนั้นสำหรับการศึกษานี้ ลีโอนาร์ดและผู้เขียนนำและนักวิชาการดุษฎีบัณฑิต Han Yi ปริญญาเอก ได้ตรวจสอบว่ากิจกรรมในบริเวณสมองที่กระจัดกระจายที่เกี่ยวข้องกับภาษาเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อผู้ฟังคุ้นเคยกับเสียงต่างประเทศมากขึ้น

ทีมทำงานร่วมกับอาสาสมัครผู้ป่วย 10 คน อายุ 19-59 ปี ซึ่งใช้ภาษาอังกฤษเป็นภาษาแม่ และขอให้พวกเขาจำเสียงพูดในภาษาจีนกลาง แมนดารินเป็นภาษาวรรณยุกต์ซึ่งความหมายของคำไม่ได้ขึ้นอยู่กับเสียงสระและพยัญชนะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระดับเสียงหรือที่เรียกว่าโทน ผู้ที่ใช้ภาษาที่ไม่ใช่วรรณยุกต์ เช่น ภาษาอังกฤษ มักพบว่าเป็นเรื่องยากมากที่จะแยกแยะเสียงที่ไม่คุ้นเคยเหล่านี้

อาสาสมัครแต่ละคนเคยได้รับการผ่าตัดสมองมาก่อน โดยในระหว่างนั้นจะมีการฝังอิเล็กโทรดในสมองเพื่อหาแหล่งที่มาของอาการชัก การศึกษารวมผู้ป่วยเจ็ดรายที่ศูนย์โรคลมบ้าหมู UCSF และอีกสามคนในศูนย์โรคลมชักที่โรงพยาบาลและคลินิกมหาวิทยาลัยไอโอวา อาสาสมัครตกลงที่จะอนุญาตให้ลีโอนาร์ดและทีมรวบรวมข้อมูลจากอิเล็กโทรด 256 ช่องสัญญาณความหนาแน่นสูงที่วางอยู่บนพื้นผิวของบริเวณสมองที่ประมวลผลเสียงพูด

ในช่วงสองสามวันข้างหน้า เลียวนาร์ดและยีทำงานร่วมกับอาสาสมัครเป็นรายบุคคล โดยเล่นบันทึกของผู้พูดภาษาจีนกลางหลายช่วงอายุ ทั้งชายและหญิง โดยออกเสียงพยางค์เช่น "หม่า" และ "ดี" โดยใช้เสียงทั้งสี่แบบ . หลังจากแต่ละเสียง ผู้ป่วยระบุว่าพวกเขาคิดว่าน้ำเสียงกำลังขึ้น ลง ขึ้นแล้วลง หรือคงที่ และได้รับผลตอบรับว่าเสียงนั้นถูกต้องหรือไม่ ผู้ป่วยทำภารกิจนี้ซ้ำประมาณ 200 ครั้ง ในช่วงเวลา 5-10 นาทีหลายๆ ครั้ง

หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ นั้น ลีโอนาร์ดกล่าวว่า ผู้คนได้ผ่านขั้นตอนการเรียนรู้เบื้องต้นแล้วและค่อนข้างเชี่ยวชาญในการจัดหมวดหมู่เสียง

“เรายังเห็นความแปรปรวนมากมาย” เขากล่าวเสริม "คนบางคนจะได้รับการทดลองที่ถูกต้อง จากนั้นพวกเขาก็จะเริ่มเข้าใจผิด จากนั้นพวกเขาก็จะทำให้ถูกต้องอีกครั้งในลักษณะที่ขึ้นๆ ลงๆ ซึ่งดูเหมือนจะเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการเรียนรู้"

การเรียนรู้เสียงใหม่เกี่ยวข้องกับการปรับ "ลูกบิด" ของระบบประสาท

เมื่อลีโอนาร์ดและยีมองดูสัญญาณประสาทที่เกิดจากผู้เรียนภาษา พวกเขาเห็นรูปแบบที่ทั้งคู่ประหลาดใจและอธิบายเส้นโค้งประสิทธิภาพที่พวกเขาสังเกตเห็น

ข้อมูลจากการศึกษาที่ตีพิมพ์อื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมทั่วเปลือกคำพูดอาจเพิ่มขึ้นเมื่อบุคคลคุ้นเคยกับภาษามากขึ้น สิ่งที่นักวิจัยค้นพบคือสเปกตรัมของการเปลี่ยนแปลงที่กระจายไปทั่วเปลือกคำพูดนั้น โดยมีกิจกรรมเพิ่มขึ้นในบางพื้นที่แต่ลดลงในส่วนอื่นๆ เพื่อรักษาสมดุลอย่างระมัดระวัง

การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นอาจเกี่ยวข้องกับพื้นที่สมองที่ปรับให้เข้ากับโทนเสียงเฉพาะ Yi กล่าว

"เราสามารถเห็นเซลล์บางกลุ่มตอบสนองต่อเสียงที่ตกลงมา และเพิ่มการตอบสนองของพวกเขา ในขณะที่เซลล์อีกกลุ่มหนึ่งจะมีส่วนร่วมมากขึ้นเมื่อคนๆ นั้นได้ยินเสียงจุ่มลง" Yi กล่าว "ราวกับว่าเซลล์ประสาทกลุ่มเล็กๆ เหล่านี้มีบทบาทที่แตกต่างกัน"

นอกจากนี้ ส่วนใดของสมองที่ถูกกระตุ้นโดยโทนเสียงที่แตกต่างกันในแต่ละบุคคล

Leonard กล่าวว่า "มันเหมือนกับว่าสมองของแต่ละคนมีปุ่มต่างๆ ที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งกำลังได้รับการปรับแต่งในขณะที่พวกเขากำลังคุ้นเคยกับเสียงเหล่านี้"

Leonard และ Yi คิดว่าสิ่งนี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมคนบางคนจึงรับเสียงได้ง่ายกว่าคนอื่นมาก เนื่องจากสมองที่มีลักษณะเฉพาะแต่ละตัวสร้างสมดุลระหว่างการรักษาเสถียรภาพของภาษาพื้นเมืองไว้ในขณะที่ต้องอาศัยความยืดหยุ่นในการเรียนรู้เสียงใหม่

"อาสาสมัครสามารถเรียนรู้โทนเสียงในภาษาจีนกลางได้โดยไม่กระทบต่อความสามารถในการรับรู้ระดับเสียงในภาษาอังกฤษหรือในดนตรี" ลีโอนาร์ดกล่าว "ปุ่มประสาทเล็ก ๆ เหล่านี้ทั้งหมดสื่อสารกันเพื่อไปถึงจุดที่พวกเขาสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องโดยการทำงานร่วมกัน"บาคาร่า สมัครบาคาร่า