加利福尼亞大學的研究者發(fā)現(xiàn)人類大腦中對講話語調變化發(fā)生反應的神經元，語調是人類能清楚地表達自己的意思和情緒的重要基礎。這項研究發(fā)表在《Science》雜志上。
在談話過程中的語調變化，部分語言學家稱之為“語言韻律”是人類交流的基本組成成分，幾乎就像旋律和音樂的關系一樣。在有聲調語言中，比如普通話，聲調的變化后可以完全改變一個字的意思，然而在無聲調語言中，比如說英語，音調的不同可以明顯改變一句話的含義。就拿 “Sarah plays soccer”說，“Sarah”是降調的話，表達的是Sarah這個人而不是其他人玩足球；如果是整句話都是降調的話，傳達的是Sarah玩的是足球而不是其他的；如果在句子的末尾用升調的話，則是表示疑問。
考慮到每個說話人都有他們自己的聲調和習慣，大腦能夠快速地理解這些變化是非常了不起的事。而且，大腦一邊要剖析哪些元音和輔音發(fā)生了改變，用了哪些單詞，這些單詞是怎樣被組成短語和句子的，同時還必須跟上和理解這些音調變化，這一切的發(fā)生也就在毫秒之間。
UCSF癲癇中心的神經外科學家Chang是切除誘發(fā)癲癇的腦部組織的外科手術專家。在一些情況下，為了準備手術，他會 在患者的大腦表面放置一排高密度的微小電極，幫助鑒定誘發(fā)病人癲癇的位置和找到其他重要的區(qū)域——比方說與語言相關，這樣就能避免在進行外科手術的時候傷 害到這些區(qū)域。
在這項新研究中，Tang要求10名志愿者在安上電極等待手術時聽4句由3種不同合成聲音說的句子：
"Humans value genuine behavior"
"Movies demand minimal energy"
"Reindeer are a visual animal"
"Lawyers give a relevant opinion"
這些句子設計成同樣的長度和結構，而且用4種語調進行敘述：平調，強調第一個單詞，強調第三個單詞或者是疑問。Tang 和她的同事監(jiān)測受試者的聽覺皮層也就是顳上回的活動，他們發(fā)現(xiàn)顳上回的一些神經元主要根據(jù)講話者的平均音調范圍來分辨3個合成的講話者；另外一些神經元可 以根據(jù)發(fā)音的不同分辨4個句子，不管是哪個講話者講的；還有一些神經元可以分辨4種不同的聲調，這些神經元根據(jù)句子的重音位置不同會做出相應的變化，但不 會對是誰講的還是到底是哪個句子做出反應。
為了證明他們自己的想法，研究人員設計了一個算法來預測神經元對不同講話者、發(fā)聲和聲調的句子所做出的反應。他們的結果顯示，對不同講話者敏感的神經元只對講話者的絕對音調敏感，對語調敏感的神經元對相對音調更敏感。