كيف يحول الدماغ الصوت إلى محادثة؟

كشفت دراسة جديدة عن كيفية تحويل الدماغ بسلاسة للأصوات وأنماط الكلام والكلمات إلى تدفق للمحادثات اليومية.

وباستخدام التكنولوجيا المتقدمة لتحليل أكثر من 100 ساعة من نشاط الدماغ أثناء المناقشات في الحياة الواقعية، كشف الباحثون عن المسارات المعقدة التي تسمح لنا بالتحدث والفهم دون عناء.

إن هذه الرؤى لا تعمل على تعميق فهمنا للتواصل الإنساني فحسب، بل إنها تمهد الطريق أيضًا للتقدم التحويلي في تكنولوجيا الكلام وأدوات الاتصال.

وقد نجحت الدراسة في تطوير إطار حسابي موحد لاستكشاف الأساس العصبي للمحادثات البشرية.

يربط هذا البحث بين الهياكل اللغوية الصوتية والكلامية واللغوية على مستوى الكلمة، مما يوفر رؤى غير مسبوقة حول كيفية معالجة الدماغ للكلام اليومي في بيئات العالم الحقيقي.

تفاصيل الدراسة

وسجلت الدراسة، التي نشرت في مجلة Nature Human Behaviour، نشاط المخ على مدى أكثر من 100 ساعة من المحادثات الطبيعية المفتوحة باستخدام تقنية تسمى تخطيط كهربية قشر المخ (ECoG).

ولتحليل هذه البيانات، استخدم الفريق نموذجًا لتحويل الكلام إلى نص يسمى Whisper، والذي يساعد في تقسيم اللغة إلى ثلاثة مستويات: الأصوات البسيطة، وأنماط الكلام، ومعنى الكلمات. ثم تمت مقارنة هذه الطبقات بنشاط الدماغ باستخدام نماذج كمبيوترية متقدمة.

وأظهرت النتائج أن الإطار يمكنه التنبؤ بنشاط الدماغ بدقة كبيرة. وحتى عند تطبيقه على محادثات لم تكن جزءًا من البيانات الأصلية، نجح النموذج في مطابقة أجزاء مختلفة من الدماغ بشكل صحيح مع وظائف لغوية محددة.

على سبيل المثال، كانت المناطق المعنية بالسمع والتحدث متوافقة مع أنماط الصوت والكلام، في حين كانت المناطق المعنية بالفهم على مستوى أعلى متوافقة مع معاني الكلمات.

كما وجدت الدراسة أن الدماغ يعالج اللغة بتسلسل، فقبل أن نتحدث، ينتقل دماغنا من التفكير في الكلمات إلى تكوين الأصوات، بينما بعد الاستماع، يعمل بشكل عكسي لفهم ما قيل.

كان الإطار المستخدم في هذه الدراسة أكثر فعالية من الأساليب القديمة في التقاط هذه العمليات المعقدة.

وقال الباحثون: "تساعدنا نتائجنا على فهم كيفية معالجة الدماغ للمحادثات في مواقف الحياة الواقعية، ومن خلال ربط طبقات مختلفة من اللغة، فإننا نكشف عن الآليات وراء شيء نقوم به جميعًا بشكل طبيعي - التحدث وفهم بعضنا البعض".

قد يكون لهذا البحث تطبيقات عملية محتملة، بدءًا من تحسين تكنولوجيا التعرف على الكلام إلى تطوير أدوات أفضل للأشخاص الذين يعانون من صعوبات في التواصل.

كما يقدم رؤى جديدة حول كيفية جعل الدماغ المحادثة تبدو سهلة للغاية، سواء كانت محادثة مع صديق أو المشاركة في مناقشة.

وتمثل الدراسة خطوة مهمة نحو بناء أدوات أكثر تقدمًا لدراسة كيفية تعامل الدماغ مع اللغة في مواقف العالم الحقيقي.