Ученые выяснили, как системы головного мозга разделяют язык и речь

Ученые НИЦ "Курчатовский институт" впервые в мире провели исследования, подтверждающие, что за использование речи и языка отвечают разные нейронные сети головного мозга человека. Результаты работы, опубликованные в журнале Human Physiology, помогут в создании искусственных нейросетей.

В лингвистике долгое время считалось, что речь и язык — две стороны одного и того же явления — языковой коммуникации. Однако некоторые современные психолингвисты убеждены, что речь — это сложная система вокальной сигнализации, связанная с социальным мышлением и социальными целями, в которой использование языка — важное, но не единственное средство. Исследования по этой тематике проводились в разных странах, но были немногочисленны и не смогли доказать разделение систем и процессов речи и языка.

Ученым из лаборатории прикладной и экспериментальной психофизиологии Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий удалось отделить речевую реальность высказывания от языковой. Во время исследования участники-добровольцы слушали стимулы двух видов: "чистые" формы речи (вокализации, которые составляют часть коммуникативной культуры любого народа) и языковые стимулы. Ученые фиксировали реакцию головного мозга с помощью фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография). Результаты нейрофизиологических исследований показали, что за функционирование речи и языка отвечают разные нейронные сети головного мозга.

"Мы разработали специальные стимулы, которые позволили увидеть разницу между обработкой речи и языка на нейрофизиологическом уровне. В их основе — интонационные структуры, обеспечивающие многообразие социальных смыслов речи. Самый простой пример — всем хорошо известная интонация вопроса, которая может наполняться языковым содержанием, а может использоваться в ее чистом виде", — рассказывает Ирина Маланчук, старший научный сотрудник лаборатории. Также исследователям из Курчатовского института в ходе эксперимента удалось подобрать стимулы так, чтобы нейтрализовать эмоциональный "шум".

"Речь никогда полностью не свободна от эмоций, но мы можем их минимизировать. За быстрые эмоциональные реакции человека отвечают определенные области мозга. В ходе наших экспериментов эти зоны мозга не давали реакции. Это подтверждает эмоциональную нейтральность наших стимулов, а значит, и большую, чем прежде, чистоту результатов исследования", — пояснила Ирина Маланчук.

Успех первого эксперимента, подтвердивший принципиальное различие нейронных систем обработки речи и языка в мозге взрослого человека, вдохновил ученых на расширение тематики исследований: в ближайшее время планируется изучить различные типы речевых структур.

По словам И. Маланчук, дальнейшие исследования систем обработки речи и языка могут быть важны для развития искусственного интеллекта (ИИ), применяемого сегодня во многих областях. Например, можно создать ИИ, который будет контролировать состояние детей, находящихся на расстоянии от взрослых. Диагностический "речевой" ИИ может помогать уточнять характер психопатологий. Или, обучив нейросеть анализировать речевые сигналы людей для определения их психоэмоционального состояния в динамике социальных отношений, можно будет проводить экспресс-диагностику личностных изменений, что особенно важно в замкнутых социальных пространствах.