Nature最新发现，人类大脑中的神经元可以在我们说话之前预测我们要说什么

通过使用先进的大脑记录技术，麻省总医院(MGH)的研究人员领导的一项新研究展示了人类大脑中的神经元如何协同工作，让人们思考他们想说的话，然后通过语言大声说出这些话。

　　

由麻省总医院(MGH)的研究人员领导的一项新研究通过使用先进的大脑记录技术，展示了人类大脑中的神经元如何协同工作，使人们能够思考自己想说的话，然后通过语言大声地表达出来。总之，这些发现提供了一张详细的图谱，说明诸如辅音和元音之类的语音在说话之前是如何在大脑中表现出来的，以及它们在语言生成过程中是如何串联在一起的。

这项发表在《自然》（Nature）杂志上的研究揭示了大脑神经元在语言生成过程中的作用，这将有助于改善对语言障碍的理解和治疗。

“虽然说话通常看起来很容易，但我们的大脑在产生自然语言的过程中执行了许多复杂的认知步骤——包括想出我们想说的单词，计划发音运动和产生我们想要的发音，我们的大脑以惊人的速度完成这些壮举——在自然语言中大约每秒三个单词，几乎没有错误。然而，我们究竟如何实现这一壮举仍然是个谜。”资深作者Ziv Williams博士说，他是MGH和哈佛医学院神经外科副教授。

研究人员使用一种称为Neuropixels探针的尖端技术来记录人类大脑额叶区域前额皮质单个神经元的活动时，Williams和他的同事们发现了参与语言产生的细胞，这些细胞可能是说话能力的基础。他们还发现，大脑中有两组神经元分别负责说和听。

“在人类身上使用神经像素探针是在MGH首次开创的。这些探针是非凡的——它们比人类头发的宽度还小，但它们也有数百个通道，能够同时记录几十个甚至数百个单个神经元的活动，因此，使用这些探针可以为人类神经元如何集体行动以及它们如何共同产生复杂的人类行为(如语言)提供前所未有的新见解。”Williams说。

这项研究展示了大脑中的神经元如何代表一些最基本的元素，这些元素涉及到构建口语的过程——从简单的语音(称为音素)到它们组合成更复杂的字符串(如音节)。例如，发辅音“da”，需要舌头碰到牙齿后面的硬腭，才能发单词dog。

通过记录单个神经元，研究人员发现某些神经元在大声说出音素之前变得活跃。其他神经元反映了单词结构更复杂的方面，比如将音素特定地组装成音节。有了他们的技术，研究人员表明，在人们说话之前，他们可以可靠地确定他们会说的声音。换句话说，科学家们可以在单词真正说出来之前预测出辅音和元音的组合。这种能力可以用来制造人造假肢或能够产生合成语音的脑机接口，这将使一系列患者受益。

该研究的合著者Arjun Khanna说:“在各种神经系统疾病中都可以观察到语音和语言网络的中断，包括中风、创伤性脑损伤、肿瘤、神经退行性疾病、神经发育障碍等等。我们希望，更好地了解使人能够说话和语言的基本神经回路，将为开发治疗这些疾病的方法铺平道路。”

研究人员希望通过研究更复杂的语言过程来扩展他们的工作，这将使他们能够调查与人们如何选择他们想说的单词以及大脑如何将单词组合成句子以向他人传达个人的想法和感受有关的问题。