Nie tylko ludzie potrafią przetwarzać głos, małpy też to potrafią
Głosy są jednymi z najbogatszych sygnałów społecznych, ponieważ niosą nie tylko mowę, ale też bogactwo niewerbalnych wskazówek kluczowych dla interakcji społecznych. „Kiedy słyszymy głos, nie słyszymy tylko dźwięku, słyszymy całą osobę, często na podstawie jednej wypowiedzi, i okazuje się, że inne naczelne również posiadają tę zdolność” — mówi Pascal Belin, koordynator projektu COVOPRIM, który został sfinansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Według Belina, większość badań nad głosem koncentrowała się na mowie(odnośnik otworzy się w nowym oknie), pozostawiając lukę w wiedzy na temat sygnałów niewerbalnych, pomimo faktu, że mają one dłuższą historię ewolucyjną. Dlatego też projekt COVOPRIM porównał ludzkie i naczelne behawioralne i mózgowe aspekty percepcji głosu, „aby wywnioskować, które mechanizmy są zachowane w ewolucji, a które są specyficzne dla gatunku”, wyjaśnia Belin z Uniwersytetu Aix-Marseille(odnośnik otworzy się w nowym oknie), gospodarza projektu. Wyniki sugerują, że kiedy nasi przodkowie zaczęli używać głosu do posługiwania się mową, ich mózgi były już wyposażone w niezbędną maszynerię przetwarzania neuronalnego.
Behawioralne i mózgowe testy przetwarzania głosu
W projekcie COVOPRIM zastosowano podobne procedury eksperymentalne u ludzi i małp. Makaki i marmozety zostały wybrane ze względu na ich szerokie zastosowanie w modelach neuronaukowych oraz dlatego, że wykazują zróżnicowany repertuar wokalny. Na podstawie dwóch ewolucyjnych modeli porównawczych z ludźmi zauważono, że wokalizacje makaków są bardziej podobne do ludzkich niż ich kuzynów marmozet, które cechują o wyższe dźwięki. W jednym z zestawów eksperymentów zautomatyzowane systemy testowe prezentowały zadania percepcji głosu o rosnącym stopniu trudności. Małpy musiały przykładowo naciskać ekran odpowiadający bodźcom głosowym, ignorując celowe zakłócenia dźwiękowe. Musiały ponadto opracować własne strategie i były nagradzane smakołykami, co zachęcało je do grania miliony razy. Następnie testowani byli ludzie, w dokładnie takich samych warunkach, bez instrukcji słownych. „Stwierdziliśmy duże zróżnicowanie zdolności percepcji głosu zarówno u ludzi, jak i małp, dzięki czemu mogliśmy określić ich wrażliwość na sygnały głosowe, takie jak wysokość dźwięku” — zauważa Belin. W innym eksperymencie zespół wykorzystał porównawczy funkcjonalny rezonans magnetyczny do skanowania mózgów ludzi, makaków i marmozet. Korzystając z tego samego skanera i bodźców słuchowych (głosy ludzi i małp, wraz z niewokalnymi dźwiękami kontrolnymi), zespół wykazał, że ludzkie „obszary głosowe” mózgu występują również u tych małp. „Chociaż wiadomo było, że rozłam między małpami z Nowego i Starego Świata nastąpił około 40 milionów lat temu, nie było wiadomo, czy wspólny przodek posiadał wyspecjalizowane struktury mózgu do analizy wokalizacji osobników tego samego gatunku. Nasze wyniki sugerują, że rzeczywiście tak było” — dodaje Belin. W innej serii eksperymentów zbadano właściwości poszczególnych neuronów w obszarach głosowych makaków. Siatki elektrod o wysokiej gęstości zostały wszczepione w obszary głosowe mózgu trzech makaków. Następnie zespół zarejestrował aktywność setek neuronów w odpowiedzi na bodźce głosowe. „Potwierdziliśmy istnienie «komórek głosowych» w mózgu makaka, czyli neuronów, które selektywnie reagują na wokalizacje makaka, prowadząc badania w dotychczas niezbyt badanym zakresie. Nieoczekiwanie odkryliśmy również neurony makaka, które wydają się być selektywne dla ludzkiego głosu — aktywują się co najmniej dwa razy częściej niż w przypadku dźwięków niewokalnych! Jest to intrygujące, ponieważ ludzie i makaki nie ewoluowały wspólnie. Być może można to wytłumaczyć faktem, że makaki laboratoryjne słyszały ludzkie głosy każdego dnia od urodzenia” — zauważa Belin.
Implikacje dla leczenia patologii
Belin sugeruje, że wyniki projektu COVOPRIM mogą przyczynić się do lepszego diagnozowania i leczenia schorzeń wpływających na przetwarzanie głosu, takich jak autyzm czy schizofrenia. Mogłyby na przykład posłużyć do opracowania implantów korowych nowej generacji służących do przywracania lub poprawy percepcji głosu. „Teraz, gdy wiemy, w którym obszarze głosy są przetwarzane, planujemy zbadać, jak to się dzieje: Jak zorganizowane są komórki głosowe? Jakie są ich mechanizmy przetwarzania? Jak bardzo są plastyczne? Czy te neurony są niezbędne do percepcji?” — mówi Belin.