Phát hiện các neuron trong não có thể dự đoán những gì chúng ta sẽ nói

Bằng việc sử dụng các kỹ thuật ghi nhận não người tiên tiến, một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu từ Bệnh viện đa khoa Massachusetts (MGH) dẫn dắt đã thể hiện cách các neuron trong não bộ của người hoạt động cùng nhau để cho phép con người nghĩ về những gì họ muốn nói và sau đó phát ra thành tiếng, thành lời.

Các phát hiện này đã đem lại một bản đồ chi tiết về cách âm thanh lời nói được hình thành như những nguyên âm, phụ âm được xuất hiện trong bộ não trước khi chúng được thốt ra và cách chúng được kết hợp lại với nhau trong suốt quá trình tạo ra ngôn ngữ.

Công trình này, được xuất bản trên Nature, cho thấy những cái nhìn mới vào các neuron của bộ não cho phép tạo ra ngôn ngữ, có thể dẫn đến những cải thiện về kiến thức và xử lý những rối loạn ngôn ngữ và năng lực nói 1.

“Dẫu cho thông thường mọi người nghĩ việc nói quá đơn giản nhưng thực ra bộ não của chúng ta thường thực hiện nhiều bước nhận thức phức tạp trong việc tạo ra ngôn ngữ tự nhiên – bao gồm việc nghĩ ra những từ chúng ta muốn nói, lên kế hoạch cho những chuyển động phát âm và tạo ra những phát âm mà chúng ta dự định nói”, tác giả chính của nghiên cứu, Ziv Williams, một phó giáo sư ngành Phẫu thuật thần kinh tại MGH và trường Y Harvard nói.

“Não bộ của chúng ta thực hiện những chiến công này nhanh một cách đáng kinh ngạc – khoảng ba từ mỗi giây trong lời nói tự nhiên – với số lỗi ít đáng kể. Việc chúng ta đạt được kỳ tích này theo cách chính xác như thế vẫn còn lại một bí ẩn”.

Khi họ sử dụng một công nghệ tiên tiến gọi là đầu dò Neuropixels ghi nhận các hoạt động của neuron trong phần vỏ não trước đến, một vùng phía trước của não người, Williams và cộng sự nhận ra những tế bào tham gia vào quá trình tạo ra ngôn ngữ và có thể làm nền tảng cho năng lực nói. Họ cũng tìm thấy có những nhóm neuron khác nhau trong não dành riêng cho phát âm và lắng nghe.

“Việc sử dụng các đầu dò Neuropixels ở con người lần đầu tiên được tiên phong ở MGH. Các đầu dò đó rất khác biệt – chúng nhỏ hơn đường kính của một sợi tóc người, chúng có hàng trăm kênh có năng lực ghi nhận đồng thời hoạt động của hàng tá hay thậm chí hàng trăm neuron”, theo Williams, người đã nghiên cứu để phát triển các kỹ thuật ghi nhận cùng Sydney Cash, giáo sư thần kinh học tại MGH và trường Y Harvard, người dẫn dắt nghiên cứu.

“Việc sử dụng các đầu dò do đó có thể đề xuất những cái nhìn mới chưa từng có vào cách neuron ở người hoạt động và cách chúng kết hợp với nhau để tạo ra những hành xử phức tạp ở người như ngôn ngữ”, Williams tiếp tục nói.

Nghiên cứu chứng tỏ cách neuron trong bộ não thể hiện một số yếu tố cơ bản trong cấu trúc những từ được nói ra – từ những âm thanh lời nói đơn giản mà người ta gọi là âm vị để tập hợp chúng thành những chuỗi phức tạp hơn như những âm tiết.

Ví dụ, phụ âm “da” được tạo ra bằng việc chạm lưỡi vào vòm miệng cứng đằng sau hàm răng cần để tạo ra từ dog (con chó, con cún).

Bằng việc ghi nhận được từng neuron, các nhà nghiên cứu tìm thấy những neuron nhất định trở nên linh hoạt trước khi âm vị đó được phát ra. Những neuron phản ánh nhiều khía cạnh phức tạp của cấu trúc từ như tập hợp cụ thể của các âm vị thành âm tiết.

Với công nghệ của mình, các nhà nghiên cứu chứng tỏ có thể xác định được một cách tin cậy âm thanh lời nói mà mỗi cá nhân sẽ nói trước khi họ phát âm chúng.

Thanh Đức tổng hợp

Nguồn: https://medicalxpress.com/news/2024-02-neurons-human-brain.html

https://www.earth.com/news/neurons-can-predict-human-speech-before-we-say-a-word/

—————————————–

1. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06982-w

Tác giả