Wetenschappers hebben ontdekt hoe onze hersenen onderscheid proberen te maken tussen muziekachtig geluid en spraak

Muziek en spraak zijn twee van de meest voorkomende soorten geluiden die we horen. Maar hoe identificeren we wat volgens ons de verschillen tussen de twee zijn?

Een internationaal team van onderzoekers heeft dit proces door middel van een reeks experimenten in kaart gebracht, wat heeft geleid tot inzichten die een potentiële manier bieden om therapeutische programma's te verbeteren die muziek gebruiken om de spraak te herstellen bij de behandeling van afasie. Dit is een taalstoornis Het raakt Jaarlijks meer dan één op de 300 Amerikanen, waaronder Wendy Williams en Bruce Willis.

“Hoewel muziek en spraak op veel manieren verschillen, van toonhoogte tot timbre tot klankstructuur, laten onze resultaten zien dat het auditieve systeem opvallend eenvoudige akoestische parameters gebruikt om muziek en spraak van elkaar te onderscheiden”, legt Andrew Chang, een postdoctoraal onderzoeker aan de New York University, uit. . Afdeling Psychologie en hoofdauteur van het boek papierdat in het tijdschrift verschijnt PLoS-biologie. “Over het algemeen klinken langzamere, stabiele lettergrepen met minimale ruis meer als muziek, terwijl snellere, onregelmatige lettergrepen meer als spraak klinken.”

Wetenschappers meten de snelheid van signalen in nauwkeurige meeteenheden: hertz (Hz). Een hoger aantal Hz betekent een groter aantal herhalingen (of cycli) per seconde dan een lager aantal. Mensen lopen bijvoorbeeld doorgaans met een snelheid van 1,5 tot 2 stappen per seconde, d.w.z. 1,5-2 Hz. De beat van het nummer van Stevie Wonder uit 1972 “mythe“Ongeveer 1,6 Hz, terwijl Anna Karina's nummer uit 1967”Rolmeisje“Klokt terug naar 2 Hz. Spraak is daarentegen doorgaans twee tot drie keer sneller dan bij 4-5 Hz.

Het was goed Gedocumenteerd Het geluidsniveau of de luidheid van een nummer in de loop van de tijd – bekend als ‘amplitudemodulatie’ – is relatief constant op 1-2 Hz. Daarentegen is de amplitudemodulatie van spraak doorgaans 4–5 Hz, wat betekent dat het volume regelmatig verandert.

Ondanks de alomtegenwoordigheid van muziek en spraak, ontbrak het wetenschappers voorheen aan een duidelijk begrip van hoe ze geluid automatisch als muziek of spraak konden herkennen.

Om dit proces in hun leven beter te begrijpen PLoS-biologie In het onderzoek voerden Zhang en zijn collega's een reeks van vier experimenten uit waarbij meer dan 300 deelnemers luisterden naar een reeks audiofragmenten met gesynthetiseerde muziek en spraakachtig geluid met verschillende amplitudemodulatiesnelheden en regelmaat.

Audioruisclips maken alleen de detectie van volume en snelheid mogelijk. Aan de deelnemers werd gevraagd te beoordelen of deze dubbelzinnige geluidsfragmenten, waarvan hen was verteld dat het muziek of spraak was, gemaskeerd door lawaai, klonken als muziek of spraak. Door het patroon te observeren van deelnemers die honderden geluidsfragmenten in muziek of spraak sorteerden, werd duidelijk in welke mate elk kenmerk van snelheid en/of regelmaat hun oordeel tussen muziek en spraak beïnvloedde.

Het is de auditieve versie van ‘gezichten zien in de wolk’, concluderen de wetenschappers: als een bepaald kenmerk in de geluidsgolf overeenkomt met het idee van luisteraars over hoe muziek of spraak zou moeten klinken, dan kan zelfs een clip met witte ruis klinken als muziek of toespraak. Voorbeelden van zowel muziek als spraak kunnen van de site worden gedownload Onderzoekspagina.

De resultaten toonden aan dat ons auditieve systeem verrassend eenvoudige en basale akoestische parameters gebruikt om muziek en spraak van elkaar te onderscheiden: voor deelnemers, lettergrepen met een langzamer tempo (

De onderzoekers merken op dat weten hoe het menselijk brein onderscheid maakt tussen muziek en spraak mensen met gehoor- of taalstoornissen, zoals afasie, ten goede zou kunnen komen. Melodische intonatietherapie is bijvoorbeeld een veelbelovende manier om mensen met afasie te trainen in het zingen van wat ze willen zeggen, waarbij ze hun intacte ‘muzikale mechanica’ gebruiken om beschadigde spraakmechanismen te onderdrukken. Weten wat muziek en spraak in de hersenen vergelijkbaar of verschillend maakt, kan daarom helpen effectievere revalidatieprogramma's te ontwerpen.