Věda o řeči - Speech science

Věda o řeči odkazuje na studium výroby, přenosu a vnímání mluvený projev. Věda řeči zahrnuje anatomie, zejména anatomii orofaciální oblasti a neuroanatomie, fyziologie, a akustika.

Produkce řeči

Chrupavčité průchody (průdušky a bronchioly) plic.[1]
Koronální část hrtanu a horní část průdušnice.[1]
Sagitální část nosu, hltanu a hrtanu.[1]
Hlavní článek: Produkce řeči

Produkce řeči je velmi složitý motorický úkol, který zahrnuje přibližně 100 orofaciálních, laryngeální, hltan, a dýchací svaly.[2][3] Přesné a rychlé načasování těchto svalů je nezbytné pro produkci časově složitých zvuků řeči, které se vyznačují přechodem mezi frekvenčními pásmy pouhých 10 ms[4] a průměrná rychlost mluvení přibližně 15 zvuků za sekundu. Produkce řeči vyžaduje proudění vzduchu z plic (dýchání ) být telefonován prostřednictvím hlasivky hrtanu (fonace ) a rezonovaly v hlasových dutinách tvarovaných čelist, měkké patro, rty, jazyk a další artikulátory (artikulace ).

Dýchání

Hlavní článek: Dýchání (fyziologie)

Dýchání je fyzický proces výměny plynů mezi organismem a jeho prostředím, který zahrnuje čtyři kroky (větrání, rozdělení, prokrvení a difúze) a dva procesy (inspirace a expirace). Dýchání lze popsat jako mechanický proces proudění vzduchu do az ven plíce na principu Boyleův zákon s tím, že s rostoucím objemem nádoby se sníží tlak vzduchu. Tento relativně podtlak způsobí vstup vzduchu do nádoby, dokud se tlak nevyrovná. V průběhu inspirace vzduchu se membrána stahuje a plíce se rozpínají pleury povrchovým napětím a podtlakem. Když se plíce rozšíří, tlak vzduchu se stane záporným ve srovnání s atmosférickým tlakem a vzduch bude proudit z oblasti vyššího tlaku, aby plnil plíce. Nucená inspirace řeči využívá přídavné svaly ke zvedání hrudní koš a zvětšit hrudní dutina ve svislém a bočním rozměru. Během nuceného vypršení platnosti pro řeč, svaly kmen a břicho zmenšete velikost hrudní dutiny stlačením břicha nebo stažením hrudního koše dolů a vytlačením vzduchu z plic.

Phonation

Hlavní článek: Phonation

Fonace je produkce periodické zvukové vlny vibracemi hlasivky. Proud vzduchu z plic, stejně jako laryngeální svalová kontrakce, způsobuje pohyb hlasivek. Jsou to vlastnosti napětí a pružnosti, které umožňují roztahování, svalování, spojování a oddělování hlasivek. Během prefonace se hlasové záhyby přesunou z uneseného do přidaná poloha. Subglotální tlak staví a proudění vzduchu nutí záhyby od sebe, z horního do horního. Pokud je objem proudu vzduchu konstantní, rychlost proudění se zvýší v oblasti zúžení a způsobí pokles tlaku pod jednou distribuovanou. Tento podtlak znovu stáhne původně otevřené záhyby dohromady. Cyklus se opakuje, dokud nejsou hlasové záhyby uneseny, aby se zabránilo phonaci nebo se nadechlo.

Artikulace

Hlavní článek: Způsob artikulace

Ve třetím procesu produkce řeči upravuje artikulace, pohyblivé a nepohyblivé struktury obličeje (artikulátory) tvar ústa, hltan a nosní dutiny (hlasový trakt ), jak vibrační zvuk hlasivek prochází produkcí různých rezonančních frekvencí.

Centrální nervová kontrola

Analýza mozkových lézí a korelace mezi lokalizacemi lézí a deficity chování byly nejdůležitějšími zdroji znalostí o mozkových mechanismech, které jsou základem produkce řeči po mnoho let.[5][6] Studie semenných lézí Paul Broca naznačil, že produkce řeči závisí na funkční integritě levice dolní čelní gyrus.[7]

Více nedávno, výsledky neinvazivních neuroimagingových technik, jako např funkční magnetická rezonance (fMRI), poskytují rostoucí důkazy o tom, že složité lidské dovednosti nejsou primárně umístěny ve vysoce specializovaných oblastech mozku (např. Brocova oblast ), ale jsou organizovány v sítích, které místo toho spojují několik různých oblastí obou hemisfér. Funkční neuroimaging identifikoval komplexní neurální síť, která je základem produkce řeči, včetně kortikálních a subkortikálních oblastí, jako je doplňková motorická oblast, cingulate motorové oblasti, primární motorická kůra, bazální ganglia, a mozeček.[8][9]

Vnímání řeči

Hlavní článek: Vnímání řeči

Vnímání řeči znamená porozumění řeči. Na začátku procesu porozumění řeči je nejprve slyšení mluvené zprávy. The sluchový systém přijímá zvukové signály začínající na vnějším uchu. Vstupují do boltce a pokračujte do externího zvukový kanál (zvukovod) a poté do ušní bubínek. Jednou v střední ucho, který se skládá z Malleus, incus a sponky; zvuky se mění na mechanickou energii. Po přeměně na mechanickou energii se zpráva dostane do oválného okénka, které je začátkem vnitřní ucho. Jakmile se dostanete do vnitřního ucha, zpráva se přenáší na hydraulickou energii procházením kochlea, který je naplněn tekutinou, a dále na Cortiho varhany. Tento orgán opět pomáhá přenášet zvuk do nervového impulsu, který stimuluje sluchovou dráhu a dosahuje mozek. Zvuk je poté zpracován Heschlův gyrus a spojené s významem v Wernickeho oblast. Pokud jde o teorie vnímání řeči, existují motorické a sluchové teorie. Teorie motoru je založena na předpokladu, že zvuky řeči jsou zakódovány do akustického signálu, nikoli aby byly v něm šifrovány. Sluchová teorie klade větší důraz na smyslové a filtrační mechanismy posluchače a naznačuje, že znalost řeči je vedlejší role, která se používá pouze v náročných percepčních podmínkách.

Přenos řeči

Hlavní článek: Akustika
Křivka (amplituda jako funkce času) anglického slova „above“.
Spektrogram (frekvence jako funkce času) anglického slova „buy“.

Řeč je přenášena prostřednictvím zvukové vlny, které se řídí základními principy akustika. Zdrojem veškerého zvuku jsou vibrace. K tomu, aby zvuk existoval, je nezbytný zdroj (něco vloženého do vibrací) a médium (něco, co přenáší vibrace).

Protože zvukové vlny produkuje vibrační těleso, vibrující předmět se pohybuje jedním směrem a stlačuje vzduch přímo před ním. Jak se vibrující předmět pohybuje v opačném směru, tlak na vzduch se snižuje tak, že expanze, nebo vzácnost, dochází k molekulám vzduchu. Jedna komprese a jedno zředění tvoří jednu podélná vlna. Vibrující molekuly vzduchu se pohybují tam a zpět rovnoběžně se směrem pohybu vlny, přijímají energii ze sousedních molekul blíže ke zdroji a předávají energii sousedním molekulám dále od zdroje. Zvukové vlny mají dvě obecné charakteristiky: Porucha je v některých identifikovatelné médium, ve kterém se energie přenáší z místa na místo, ale médium necestuje mezi dvěma místy.

Důležitými základními charakteristikami vln jsou vlnová délka, amplituda, perioda a frekvence. Vlnová délka je délka tvaru opakující se vlny. Amplituda je maximální posun částic média, který je určen energií vlny. Perioda (měřená v sekundách) je čas, za který jedna vlna projde daným bodem. Frekvence vlny je počet vln procházejících daným bodem za jednotku času. Frekvence se měří v hertz (hz); (Hz cyklů za sekundu) a je vnímáno tak jako hřiště. Každá úplná vibrace zvukové vlny se nazývá cyklus. Dvě další fyzikální vlastnosti zvuku jsou intenzita a doba trvání. Intenzita se měří v decibely (dB) a je vnímána jako hlasitost.

Existují dva typy tónů: čisté tóny a složité tóny. Hudební nota produkovaná a ladička se nazývá čistý tón, protože se skládá z jednoho tónu znějícího pouze na jedné frekvenci. Nástroje dostávají své specifické zvuky - své témbr - protože jejich zvuk vychází z mnoha různých tónů, které znějí společně na různých frekvencích. Například jediná nota hraná na klavír ve skutečnosti sestává z několika tónů, které znějí společně na mírně odlišných frekvencích.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Grayova anatomie lidského těla, 20. vyd. 1918.
  2. ^ Simonyan K, Horwitz B (duben 2011). "Laryngeální motorická kůra a kontrola řeči u lidí". Neuro vědec. 17 (2): 197–208. doi:10.1177/1073858410386727. PMC  3077440. PMID  21362688.
  3. ^ Levelt, Willem J. M. (1989). Mluvení: od záměru k artikulaci. Cambridge, Massachusetts: MIT Press. ISBN  978-0-262-12137-8. OCLC  18136175.
  4. ^ Fitch RH, Miller S, Tallal P (1997). "Neurobiologie vnímání řeči". Annu. Rev. Neurosci. 20: 331–53. doi:10.1146 / annurev.neuro.20.1.331. PMID  9056717.
  5. ^ Huber P, Gutbrod K, Ozdoba C, Nirkko A, Lövblad KO, Schroth G (leden 2000). "[Afázický výzkum a lokalizace řeči v mozku]". Schweiz Med Wochenschr (v němčině). 130 (3): 49–59. PMID  10683880.
  6. ^ Rorden C, Karnath HO (říjen 2004). „Použití lidských mozkových lézí k vyvození funkce: pozůstatek z minulé éry ve věku fMRI?“. Nat. Rev. Neurosci. 5 (10): 813–9. doi:10.1038 / nrn1521. PMID  15378041.
  7. ^ BROCA, M. PAUL (1861). „PAMĚTI SUR LE SIÉGE DE LA FACULTÉ DU LANGAGE ARTICULÉ, SUIVIES D'UNE POZOROVÁNÍ D'APHÉMIE (PERTE DE LA PAROLE)“. Bulletin de la Société Anatomique. York University, Toronto, Ontario. 6: 330–357. Citováno 20. prosince 2013.
  8. ^ Riecker A, Mathiak K, Wildgruber D a kol. (Únor 2005). "fMRI odhaluje dvě odlišné mozkové sítě, které si zaslouží ovládání motoriky řeči". Neurologie. 64 (4): 700–6. doi:10.1212 / 01.WNL.0000152156.90779,89. PMID  15728295.
  9. ^ Sörös P, Sokoloff LG, Bose A, McIntosh AR, Graham SJ, Stuss DT (srpen 2006). "Clusterované funkční MRI zjevné produkce řeči". NeuroImage. 32 (1): 376–87. doi:10.1016 / j.neuroimage.2006.02.046. PMID  16631384.

Další čtení