ทำไมคุณถึง ‘ได้ยิน’ คำพูดในหัวได้

เมื่อเรามีสติสัมปชัญญะ เรามักจะได้ยินเสียงในหัว – ขณะนี้งานวิจัยใหม่กำลังเปิดเผยสาเหตุ

เหตุใดเราจึงรวมเสียงของคำไว้ในความคิดเมื่อเราคิดโดยไม่พูด พวกเขาเป็นเพียงภาพลวงตาที่เกิดจากความทรงจำของเราเกี่ยวกับคำพูดที่เปิดเผยหรือไม่?

คำถามเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงความลึกลับมานานแล้ว ซึ่งเกี่ยวข้องกับความพยายามของเราในการระบุภาษาที่เป็นไปไม่ได้ ซึ่งไม่สามารถหยั่งรากในสมองของมนุษย์ได้ ความลึกลับนี้มีความเกี่ยวข้องเท่าๆ กันจากมุมมองของระเบียบวิธี เนื่องจากต้องเปลี่ยนแนวทางของเราไปสู่ความสัมพันธ์ระหว่างภาษากับสมองอย่างสิ้นเชิง มันต้องเปลี่ยนจากการระบุ (โดยใช้เทคนิคการสร้างภาพประสาท) ที่เซลล์ประสาทกำลังยิงเพื่อระบุ  ว่า  เซลล์ประสาทใดกำลังยิงเมื่อเรามีส่วนร่วมในงานด้านภาษาศาสตร์

ลองพิจารณาคำถามง่ายๆ นี้: ภาษาทำมาจากอะไร? แน่นอนว่า ภาษาประกอบด้วยคำและกฎของการรวมกัน แต่จากมุมมองของฟิสิกส์ ภาษานั้นมีอยู่ในพื้นที่ทางกายภาพสองแห่งที่แตกต่างกัน – นอกสมองของเราและภายในนั้น เมื่อมันอาศัยอยู่นอกสมองของเรา มันจะประกอบด้วยคลื่นเสียงทางกลของโมเลกุลอากาศที่ถูกบีบอัดและแรร์ไฟ – นั่นคือเสียง เมื่อมันอยู่ในสมองของเรา มันจะประกอบด้วยคลื่นไฟฟ้าที่เป็นช่องทางในการสื่อสารของเซลล์ประสาท คลื่นในกรณีใดกรณีหนึ่ง นี่คือสิ่งที่เป็นรูปธรรมของภาษาที่สร้างขึ้น

มีการเชื่อมต่อที่ชัดเจนระหว่างคลื่นเสียงกับสมอง เสียงคือสิ่งที่ช่วยให้เนื้อหาของสมองหนึ่งซึ่งแสดงเป็นคำพูดเข้าสู่สมองอีกดวงหนึ่งได้ แน่นอนว่ามีวิธีอื่นๆ สำหรับสมองทั้งสองในการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางภาษา เช่น ทางสายตา ผ่านภาษามือ หรือผ่านระบบสัมผัส เช่น อักษรเบรลล์หรือ  วิธีทาโดมา เป็นต้น

เสียงเข้าสู่เราทางหู เดินทางผ่านเยื่อแก้วหู กระดูกที่เล็กที่สุด 3 ชิ้นในร่างกายที่เรียกว่ากระดูก และอวัยวะ Corti ในคอเคลีย ซึ่งเป็นอวัยวะรูปหอยทากที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ ระบบที่ซับซ้อนนี้แปลงการสั่นสะเทือนทางกลของสัญญาณอะคูสติกเป็นแรงกระตุ้นไฟฟ้าด้วยวิธีที่ซับซ้อนมาก โดยแยกคลื่นเสียงที่ซับซ้อนเป็นความถี่พื้นฐานที่กำหนดลักษณะเฉพาะ จากนั้นความถี่ต่างๆ จะจับคู่กับช่องเฉพาะในคอร์เทกซ์การได้ยินหลัก จากนั้นคลื่นเสียงจะถูกแทนที่ด้วยคลื่นไฟฟ้า

อย่างน้อยนับตั้งแต่งานบุกเบิกของ ลอร์ด เอ็ดการ์ เอเดรียนนักฟิสิกส์ไฟฟ้าที่ได้รับรางวัลโนเบล   เรารู้ดีว่าไม่มีสัญญาณทางกายภาพที่สูญหายไปโดยสมบูรณ์เมื่อไปถึงสมอง สิ่งที่เราค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้น่าประหลาดใจ: เห็นได้ชัดว่าคลื่นไฟฟ้ารักษารูปร่างของคลื่นเสียงที่สอดคล้องกันในบริเวณที่ไม่มีเสียงของสมอง เช่น ใน  พื้นที่ของโบรคา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสมองที่รับผิดชอบในการผลิตคำพูด

การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นเสียงและคลื่นไฟฟ้าในสมอง แต่เกือบทั้งหมดต้องอาศัยกระบวนการทางประสาทจิตวิทยาด้านเดียวที่เกี่ยวข้องกับภาษา กล่าวคือ การถอดรหัสการปล่อยเสียง แต่เรารู้ว่าภาษาสามารถปรากฏได้ในกรณีที่ไม่มีเสียง เมื่อเราอ่าน (เช่นเดียวกับที่พวกคุณส่วนใหญ่อาจกำลังประสบอยู่ในขณะนี้) หรือเมื่อเราใช้คำขณะคิด – ในแง่เทคนิค เมื่อเรามีส่วนร่วมในกิจกรรมเอนโดฟาซิก .

ข้อเท็จจริงง่ายๆ นี้ทำให้เกิดคำถามที่สำคัญในทันที: จะเกิดอะไรขึ้นกับคลื่นไฟฟ้าในสมองของเราเมื่อเราสร้างการแสดงออกทางภาษาโดยไม่เปล่งเสียงใดๆ

ข้อมูลเสียงจะไม่ถูกฝังในภายหลังเมื่อบุคคลต้องการสื่อสารกับคนอื่นเป็นส่วนหนึ่งของรหัสตั้งแต่เริ่มต้น

ในปี 2014 ฉันและเพื่อนร่วมงานเริ่มค้นหาคำตอบ เราเปรียบเทียบรูปร่างของคลื่นไฟฟ้าที่บ่งบอกลักษณะกิจกรรมในพื้นที่ของ Broca กับรูปร่างของคลื่นเสียง ไม่เพียงแต่เมื่อผู้พูดได้ยินเสียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเมื่อพวกเขากำลังอ่านสำนวนภาษาในความเงียบอย่างแท้จริง นั่นคือ เมื่ออินพุตถูก ไม่อะคูสติกเลย

การวิเคราะห์คำพูดภายใน  ไม่ใช่แนวคิดใหม่ใน neuropsychologyเนื่องจากเราทราบจากแหล่งต่างๆ ตั้งแต่การคาดเดาของนักจิตวิทยาโซเวียต Lev Vygotsky เกี่ยวกับการพัฒนาทางจิตวิทยาไปจนถึงการวิเคราะห์โดยอาศัยการสร้างภาพประสาท แต่เทคนิคที่เราใช้ในการสำรวจปรากฏการณ์นี้เป็นเรื่องผิดปกติและให้แสงสว่าง และผลลัพธ์ก็คาดไม่ถึงเลยทีเดียว

ใน  การทดลองของเราข้อมูลถูกเก็บรวบรวมโดยวิธีที่เรียกว่าการผ่าตัดตื่น เทคนิคนี้มีความเป็นไปได้ในการกระตุ้นและวิเคราะห์กิจกรรมของเยื่อหุ้มสมองอิเล็กโตรกายภาพวิทยาของผู้ป่วยที่ได้รับการปลุกให้ตื่นขึ้นหลังจากถอดส่วนกะโหลกศีรษะออก ลักษณะการรุกรานของเทคนิคนี้ ความเปราะบางของอวัยวะที่เกี่ยวข้อง และความร่วมมือของผู้ป่วยในสภาวะทางอารมณ์ที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่ง ทำให้การวิจัยนี้เป็นเรื่องยากมากสำหรับเหตุผลทางจิตวิทยา เทคนิค และจริยธรรมที่ชัดเจน

ศัลยแพทย์ที่ตัดเปลือกสมองเพื่อเอาเนื้องอกออก เช่น ไม่สามารถรู้ล่วงหน้าได้ (ยกเว้นในบางกรณี) ว่าการตัดเนื้อเยื่อในสมองจะขัดขวางโครงข่ายประสาทและทำให้เสียหรือทำลายความสามารถในการรับรู้ การเคลื่อนไหว หรือการรับรู้ที่เป็น สนับสนุนหรือถ่ายทอดโดยเครือข่ายนั้น เพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากการผ่าตัด เมื่อผู้ป่วยได้รับการดมยาสลบและนำส่วนหนึ่งของกะโหลกศีรษะออกเพื่อเข้าถึงบริเวณผ่าตัด ศัลยแพทย์จะปลุกผู้ป่วยในช่วงเวลาสั้น ๆ ประมาณ 10 ถึง 20 นาทีและถาม เขาหรือเธอทำงานง่ายๆ บางอย่างที่ต้องใช้เปลือกนอกที่เปิดเผย

ขณะที่ทำการผ่าตัด ศัลยแพทย์จะกระตุ้นเยื่อหุ้มสมองของผู้ป่วยโดยใช้ขั้วไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งไม่ทำให้เกิดความเจ็บปวดเนื่องจากไม่มีตัวรับความเจ็บปวดในสมอง หากการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าในบางส่วนของเยื่อหุ้มสมองขัดขวางการทำงานของงานที่กำหนด ศัลยแพทย์รู้ว่าการตัดชิ้นส่วนของเยื่อหุ้มสมองออกนั้นอาจทำให้ผู้ป่วยเสียหายอย่างถาวรและสามารถประเมินได้ว่ามีสถานที่ผ่าตัดทางเลือกอื่นหรือไม่

ผู้ป่วยได้รับประโยชน์อันล้ำค่าจากแบบฝึกหัดเหล่านี้ และเป็นสิ่งที่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้ผ่านเทคนิคอื่นใด ในขณะเดียวกัน เทคนิคนี้ทำให้เรามีโอกาสพิเศษในการตรวจสอบการทำงานของสมองและรับข้อมูลที่สำคัญอย่างยิ่ง

ขั้นแรก ศัลยแพทย์สามารถสร้างตำแหน่งที่โหนดสำคัญของเครือข่ายประสาทที่เกี่ยวข้องกับงานเฉพาะนั้นอยู่ในผู้ป่วยรายใดรายหนึ่ง ซึ่งทำให้ปัญหาหลักประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคการสร้างภาพประสาทเป็นกลางขึ้น ซึ่งข้อเท็จจริงที่ว่าอาสาสมัครอาจแตกต่างกันไปอย่างมาก ที่ทำหน้าที่บางอย่างในสมอง ศัลยแพทย์ยังสามารถบันทึกด้วยกิจกรรมทางไฟฟ้าของเส้นประสาทที่มีความแม่นยำแบบก้าวหน้าได้จนถึงระดับของเซลล์ประสาทเดียว แม้ว่าระดับนี้จะเข้าถึงได้เฉพาะในกรณีที่หายากมากด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน

เทคนิคนี้มีการใช้กันมากขึ้นสำหรับโรคอื่นๆ ที่ไม่ใช่แผลที่จุดโฟกัส ตัวอย่างเช่น กรณีของโรคลมบ้าหมูที่รักษาไม่ได้ทางเภสัชวิทยา ในกรณีดังกล่าว ศัลยแพทย์ยังสามารถฝังอิเล็กโทรดชั่วคราวซึ่งเมื่อปิดฝากะโหลกแล้ว ให้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องเป็นระยะเวลานานในสภาพแวดล้อมประจำวัน และข้อมูลไม่จำกัดเฉพาะขอบเขตของห้องผ่าตัด วิธีการวัดนี้ทำให้เราก้าวไปอีกขั้นในการทำความเข้าใจกระบวนการทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นในสมอง มันให้ระดับความละเอียดเชิงพื้นที่ที่แม่นยำและกำหนดไว้มากกว่าเทคนิคการสร้างภาพประสาทที่มีความสามารถ และให้การวัดเฉพาะของกิจกรรมทางไฟฟ้าที่ไม่สามารถหาได้ผ่านวิธีการอื่นในการวัด

ตอนนี้ให้เรากลับไปที่การทดลองของเรา ผู้ป่วยสิบหกคนถูกขอให้อ่านออกเสียงสำนวนภาษา ไม่ว่าจะเป็นคำแยกหรือประโยคเต็ม จากนั้นเราเปรียบเทียบรูปร่างของคลื่นเสียงกับรูปร่างของคลื่นไฟฟ้าในพื้นที่ของ Broca และสังเกตความสัมพันธ์ (ซึ่งไม่คาดคิด)

ความจริงที่ว่าการสื่อสารของมนุษย์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านคลื่นอาจไม่ใช่ข้อเท็จจริงทั่วไป

ขั้นตอนที่สองมีความสำคัญ เราขอให้ผู้ป่วยอ่านสำนวนภาษาต่างๆ อีกครั้ง คราวนี้โดยไม่ส่งเสียงใด ๆ พวกเขาเพียงแค่อ่านมันในใจ โดยการเปรียบเทียบ เราเปรียบเทียบรูปร่างของคลื่นเสียงกับรูปร่างของคลื่นไฟฟ้าในพื้นที่ของ Broca ฉันควรสังเกตว่ามีสัญญาณเข้าสู่สมองจริง ๆ แต่มันไม่ใช่สัญญาณเสียง แต่เป็นสัญญาณแสงที่ส่งโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หรือพูดง่ายๆ ก็คือ สัญญาณที่ถ่ายทอดโดยตัวอักษรที่เราใช้ เป็นตัวแทนของคำ (เช่นการเขียน) แต่ไม่ใช่คลื่นเสียงอย่างแน่นอน

อย่างน่าทึ่ง เราพบว่ารูปร่างของคลื่นไฟฟ้าที่บันทึกไว้ในบริเวณที่ไม่มีเสียงของสมองเมื่ออ่านการแสดงออกทางภาษาศาสตร์ยังคงรักษาโครงสร้างเดียวกันกับคลื่นเสียงเชิงกลของอากาศที่จะเกิดขึ้นได้หากคำเหล่านั้นมี ถูกพูดออกไปจริงๆ คลื่นสองตระกูลที่ภาษาอาศัยอยู่มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด – ในความเป็นจริงอย่างใกล้ชิดว่าทั้งสองคาบเกี่ยวกันอย่างอิสระจากการมีอยู่ของเสียง

ข้อมูลเสียงจะไม่ถูกฝังในภายหลัง เมื่อบุคคลต้องการสื่อสารกับบุคคลอื่น ข้อมูลนั้นเป็นส่วนหนึ่งของรหัสตั้งแต่เริ่มต้น หรืออย่างน้อยก็ก่อนที่เสียงจะเกิดขึ้น นอกจากนี้ยังไม่รวมว่าความรู้สึกของการใช้ประโยชน์จากการแสดงเสียงขณะอ่านหรือคิดด้วยคำพูดเป็นเพียงสิ่งประดิษฐ์ที่ลวงตาโดยอิงจากการจดจำคำพูดที่เปิดเผย

การค้นพบว่าคลื่นสองตระกูลที่เป็นอิสระซึ่งภาษาสร้างขึ้นมีความสัมพันธ์กันอย่างเคร่งครัด – แม้แต่ในพื้นที่ที่ไม่มีเสียงและโครงสร้างทางภาษานั้นถูกเปล่งออกมาจริง ๆ หรือยังคงอยู่ในใจของบุคคลหรือไม่ – บ่งชี้ว่าเสียงนั้นเล่น มีบทบาทสำคัญในการประมวลผลภาษามากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้

ราวกับว่าความสัมพันธ์ที่ไม่คาดคิดนี้ทำให้เรามีชิ้นส่วนที่หายไปของ “หิน Rosetta” ซึ่งรหัสที่รู้จักสองรหัส – คลื่นเสียงและคลื่นไฟฟ้าที่เกิดจากเสียง – สามารถนำไปใช้เพื่อถอดรหัสรหัสที่สามซึ่งเป็นรหัสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใน ไม่มีเสียงซึ่งหวังว่าจะนำไปสู่การค้นพบ “ลายนิ้วมือ” ของภาษามนุษย์

หน้าแรก