Как простое движение помогает слышать лучше в шумных условиях

Этот удивительно простой трюк может помочь в восприятии речи в шумной обстановке. Переход к устойчивому ритму перед прослушиванием может улучшить понимание речи в шумной среде, согласно новому исследованию, опубликованному в Proceedings of the Royal Society B. В результате исследования было выяснено, что ритмичное постукивание пальцами или произнесение слова вслух—особенно в темпе, который соответствует естественным ритмам речи—значительно улучшает способность участников распознавать слова, зашумленные фоновым шумом. Эти находки указывают на удивительно активную роль моторной системы в помощи мозгу обрабатывать устную речь.

Понимание речи в условиях шума—это задача не из легких. Прошлые исследования показали, что мы опираемся не только на сами звуки, но и на их временные характеристики—когда что-то сказано, а не только что сказано. Моторная система, известная своей ролью в контроле движений, также играет роль в том, как мы воспринимаем время и ритм. Это исследование было задумано для изучения, может ли движение в ритме перед прослушиванием речи подготовить мозг к лучшему восприятию. В частности, исследователи хотели выяснить, улучшает ли ритмичное движение понимание речи, имеет ли значение тип или время движения, и сможет ли произнесение слова вслух принести аналогичные преимущества.

"Это исследование исходит из идеи, что мы прежде всего являются существами действия, а восприятие приходит позже, как обратная связь в поддержку наших действий. Таким образом, восприятие является 'активным', фундаментально зависимым от движения"—сказал автор исследования Бенжамен Морильон, исследовательский директор Inserm при Университете Экс-Марсель.

Исследователи провели серию из трех связанных экспериментов. В первом 35 francophone участников слушали предложения, замаскированные фоновым шумом. Перед каждым предложением участники либо оставались неподвижными, либо стучали пальцем в ритме с заданным темпом, который мог быть одним из трех: фразовый (около 1.1 ритма в секунду), лексический (около 1.8 ритма в секунду) или слоговой (около 5 ритмов в секунду). После прослушивания каждого предложения участники должны были выбрать правильное слово из списка из четырех вариантов.

Исследователи измеряли, насколько точно и быстро действовали участники. Они обнаружили, что постукивание в лексическом темпе (около 1.8 Гц) значительно улучшает распознавание слов по сравнению с более медленным фразовым темпом. Это улучшение не наблюдалось для слогового темпа или в пассивной ситуации. У findings suggest that двигаться в ритме, соответствующем естественному темпу передачи слов, помогает мозгу подготовиться к пониманию речи.

Во втором эксперименте исследователи изучили, приходят ли преимущества от движения, звука или их сочетания. 41 участник выполнил аналогичную задачу онлайн. На этот раз перед каждым предложением участники испытывали одно из четырех условий: оставались пассивными, слушали ритмичную музыку, стучали произвольно в своем ритме или стучали в такт с заданным ритмом.

Анализ показал, что прослушивание ритма и ритмичное постукивание помогли участникам выступить лучше, чем бездействие. Однако стучание—независимо от того, было ли оно само по себе или в ритме с заданным—оказалось особенно эффективным. Участники, которые ритмично стучали, продемонстрировали улучшенную точность и быстрее отвечали, чем те, кто просто слушал ритм. Эти результаты подтверждают идею о том, что активизация моторной системы через движение, даже если это не связано непосредственно с речью, повышает слуховые способности в шумных условиях.

В третьем эксперименте исследователи задали вопрос, может ли более естественная форма моторной активности—говорение—тоже улучшить слух. Тридцать восемь участников увидели глагол перед каждым предложением и должны были либо произнести его вслух, либо прочитать про себя. Глагол был либо семантически связан, либо не связан с целевым существительным в предстоящем предложении. Например, участники могли сказать "пнуть" перед тем, как услышать предложение, содержащее слово "каблуки".

Исследователи обнаружили, что произнесение глагола вслух улучшало качество восприятия речи, независимо от того, было ли слово семантически связано с целью. Это говорит о том, что выгода происходит от самого акта говорения, а не от конкретного значения. Просто активируя моторную систему через речь, казалось, мозг подготавливается к более эффективному восприятию входящей устной информации.

Морильон отметил, что находки заключительного эксперимента были особенно удивительными, поскольку они показывают, "что говорение помогает подготовиться к прослушиванию, а значит, и слышать лучше."

Все три эксперимента предоставляют доказательства, что моторная система направлена не только на движение—она помогает мозгу предвосхищать, когда важная информация будет звучать в речи. Этот временной аспект, основанный на моторных действиях, может предоставить своего рода внутренние часы, подготавливающие слуховую систему к входящим звукам. Преимущества были особенно сильными, когда ритм соответствовал естественному темпу передачи слов—около 1.5-2 раз в секунду.

"Основной вывод заключается в том, что движение может помочь вам слышать лучше в шумной обстановке,"—сообщил Морильон из PsyPost. "Точно так же, как мы стучим ногами, когда играем или слушаем музыку, чтобы не отстать от темпа, движение может помочь нам следовать ритму речи."

Нахождения также предполагают, что ритмичное движение не должно быть связано с самой речью, чтобы быть полезным. Общие ритмы, будь то от постукивания или говорения, помогают мозгу настроиться на речь, даже когда временной аспекты не совпадают со структурой предложения. Это поддерживает более широкую идею о том, что наши мозги перерабатывают моторные схемы, первоначально разработанные для физических действий, чтобы помочь обрабатывать временно структурированную сенсорную информацию, такую как музыка и речь.

Но есть некоторые ограничения. Поскольку все предложения были представлены с шумом, неясно, отражают ли улучшения общее усиление понимания речи или просто лучшую способность сосредоточиться на речи в сложных условиях. Исследование также не изучало, влияют ли музыкальная подготовка участников или ритмические способности на результаты, хотя такие факторы могут играть роль.

"Эти эффекты значимы, но незначительны,"—подметил Морильон. "Остается выяснить, возможны ли более значительные успехи. Более того, в экспериментах мы не стучим или не говорим во время прослушивания, а заранее, чтобы подготовиться. Это отличается от музыки, где мы стучим, пока слушаем, что имеет гораздо более сильное воздействие."

Будущие исследования могут исследовать, получают ли люди с сильными ритмическими навыками больше пользы от моторной подготовки и сохраняются ли эти эффекты в других языках и возрастных группах. Нейровизуализирующие исследования также могут помочь выявить нейронные сети мозга, связанные с связью моторной активности с слуховой обработкой.

Морильон надеется "понять, как мы обрабатываем временную информацию речевого сигнала, можем ли предвосхитить 'когда' часть информации будет передана, помимо 'что' будет сказано, и как эти механизмы предвосхищения взаимодействуют."

"Как мы воспринимаем время?"—добавил он. "Мы перерабатываем моторную систему, которая представляет собой весьма точные часы для координации движений—например, антагонистические мышцы—для оценки длительности. Восприятие времени (в порядке секунд) было бы тогда симуляцией движений, воображаемым танцем."