роль просодических характеристик речи в мозговых механизмах

РОЛЬ ПРОСОДИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЧИ В МОЗГОВЫХ МЕХАНИЗМАХ
СЕМАНТИКО-СИНТАКСИЧЕСКОГО АНАЛИЗА.
ПЭТ ИССЛЕДОВАНИЕ
К.Н. Стрельников, В.А. Воробьев, С.В. Медведев
Институт мозга человека РАН, Санкт-Петербург
strelkuz@hotmail.com
Одной из важных ролей просодических характеристик устной речи, таких как тональные
изменения и пауза, является структурирование предложений, подчеркивающее их синтаксическую
и семантическую нагрузку. Однако, при большом количестве работ по семантическому и
синтаксическому анализе в мировой литературе, на сегодняшний день остается неясным, каково
взаимодействие мозговых процессов обработки фонологических, синтаксических и семантических
языковых явлений. В данной работе мы определяли уровень локального мозгового кровотока при
помощи позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) в целях выявления конкретных мозговых
структур, вовлеченных в анализ просодической, синтаксической и семантической информации,
т.е. предположительно являющихся общими и, c функциональных позиций, интегративными
звеньями в нейрональных системах обеспечения вышеуказанных типов лингвистического анализа.
Для этого мы использовали предъявление на слух 12 здоровым испытуемым мужского пола
особого типа предложений с, так называемым, синтагматическим членением, где положение паузы
(соответствующее положению запятой в письменной речи) меняет смысл высказывания (напр.,
«Казнить нельзя, помиловать»/ «Казнить, нельзя помиловать»). Испытуемые должны были
выбрать нажатием кнопки правильный вариант смысла высказывания из двух, предложенных на
экране. В контрольном условии испытуемые прослушивали предложения без синтагматического
членения и тоже должны были выбрать нажатием кнопки правильный вариант смысла из двух
предложенных.
Сравнение условий показало специфичное увеличение кровотока в правой
нижнефронтальной области (ПБ 44,45,9) и нижнемедиальной области правого полушария
мозжечка при анализе фраз с синтагматическим членением (рис.1). Вероятно, важную роль в
обеспечении анализа интонационного фактора играет правополушарная нижнефронтальная кора,
подтверждением чему могут служить работы, показывающие ее участие в анализе тональных
характеристик высказывания (Hsieh et al., 2001; Klein et al., 2001). Активация, зарегистрированная
в правом полушарии мозжечка может быть связана с оцениванием другого важного параметра
синтагматического членения, а именно - паузы между синтагмами. Мозжечок часто
рассматривают как ключевую структуру, участвующую в оценке временных интервалов, что
необходимо для многих видов сенсомоторной и когнитивной деятельности (Salman, 2002; Ivry,
Richardson, 2002).
Таким образом, мы заключаем, что указанные структуры участвуют в обработке
синтаксических структур устной речи, на основе информации о тональных характеристиках и
месте паузы в высказываниях. Полученная в данном исследовании активация правой
нижнефронтальной коры в области ПБ44 также наблюдалась в исследованиях по восприятию
эмоциональной экспрессии лиц (George et al., 1993; Nakamura et al., 1999; Kesler-West et al., 2001),
эмоциональных интонаций (George et al., 1996; Buchanan et al., 2000) и синтаксических структур
(Just et al., 1996; Embick et al., 2000). Исходя из наших и литературных данных, мы полагаем, что
существуют онто- и филогенетически обусловленные общие звенья в мозговых системах
обеспечения восприятия эмоций, фонологических характеристик речи и синтаксиса.
Литература:
1. Buchanan T.W., Lutz K., Mirzazade S., Specht K., Shah N.J., Zilles K., Jancke L.
Recognition of emotional prosody and verbal components of spoken language: an fMRI
study // Brain Res Cogn Brain Res. 2000 V.9. N.3. P.227-238.
2. Embick D., Marantz A., Miyashita Y., O'Neil W., Sakai K. L. A syntactic specialization
for Broca's area // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000. V.97. P.6150-6154.
3. George M.S., Ketter T.A., Gill D.S., Haxby J.V., Ungerleider L.G., Herscovitch P., Post
R.M. Brain regions involved in recognizing facial emotion or identity: an oxygen-15 PET
study // J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 1993. V.5. N.4. P.384-394.
4. George M.S., Parekh P.I., Rosinsky N., Ketter T.A., Kimbrell T.A., Heilman K.M.,
Herscovitch P., Post R.M. Understanding emotional prosody activates right hemisphere
regions // Archives of Neurology. 1996. V.53. N.7. P.665-670.
5. Hsieh L., Gandour J., Wong D., Hutchins G.D. Functional heterogeneity of inferior
frontal gyrus is shaped by linguistic experience // Brain Lang. 2001 V.76. N.3. P.227252.
6. Ivry R.B., Richardson T.C. Temporal control and coordination: the multiple timer model
// Brain and Cognition. 2002. V.48. N.1. P. 117-132.
7. Just M.A., Carpenter P.A., Keller T.A., Eddy W.F., Thulborn, K.R. Brain activation
modulated by sentence comprehension // Science. 1996. V. 274. P. 114–116.
8. Kesler-West M.L., Andersen AH., Smith C.D., Avison M.J., Davis C.E., Kryscio R.J.,
Blonder L.X. Cerebral substrates of facial emotion processing using fMRI // Cogn Brain
Res. 2001. V.11. N.2. P.213-226.
9. Klein D., Zatorre R. J., Milner B., Zhao V. A cross-linguistic PET study of tone
perception in mandarin chinese and english speakers // Neuroimage. 2001. V. 13. N. 4. P.
646-653.
10. Nakamura K., Kawashima R., Ito K., Sugiura M., Kato T., Nakamura A., Hatano K.,
Nagumo S., Kubota K., Fukuda H., Kojima S. Activation of the right inferior frontal
cortex during assessment of facial emotion // J Neurophysiol. 1999. V.82. N.3. P.16101614.
11. Salman M.S. The cerebellum: it's about time! But timing is not everything--new insights
into the role of the cerebellum in timing motor and cognitive tasks // Journal of Children
Neurology. 2002. V.17. N.1. P.1-9.
Рисунок 1.