Czy mózg wchodzi w dialog? O synchronizacji mózgowej w czasie mówienia i słuchania.

Czy mózg wchodzi w dialog? O synchronizacji mózgowej w czasie mówienia i słuchania.

Komunikacja słowna składa się z dwóch nierozerwalnie ze sobą połączonych procesów – mówienia, czyli tworzenia komunikatu oraz słuchania, a więc jego odbioru. W opisywanym badaniu (A. Perez, M.Carreiras, J.A. Dunabeitia) postanowiono sprawdzić, jak prezentuje się aktywność mózgów osób pozostających ze sobą w dialogu. Odbiór mowy jest możliwy, m.in. dzięki synchronizacji fal mózgowych słuchającego z częstotliwością dźwięków mowy nadawanych w komunikacie.  Istnieje zatem związek pomiędzy aktywnością mózgową obserwowaną u słuchacza a właściwościami fizycznymi komunikatu. Podobną zależność obserwuje się u nadawcy w odniesieniu do procesu tworzenia wypowiedzi. Zastanawiano się, czy obserwowane zjawiska są odrębnymi fenomenami, czy może istnieje jakiś wzorzec synchronizacji fal mózgowych nadawcy i słuchacza, ich wzajemna zależność. Opierając się na wcześniejszych badaniach, należy uznać, że rozumienie mowy jest związane z obserwowanym sprzężeniem aktywności mózgowej słuchającego  z nadawanym sygnałem (mową i częstotliwością dźwięków) ale co istotne również z aktywnością mózgu nadawcy komunikatu. Istnieją dowody na występowanie synchronizacji w obrębie oscylacji rejestrowanych u dwóch osób pozostających ze sobą w interakcji polegającej na wymianie słownej.

METODA

W przeprowadzonym eksperymencie wzięło udział 30 uczestników (16 mężczyzn i 14 kobiet) w wieku od 19 do 31 lat. Osoby badane zostały dobrane w pary, dopasowane pod względem płci, wieku. W badaniu jednorazowo brała udział jedna para uczestników. Eksperyment obywał się w dźwiękoszczelnym pomieszczeniu. Uczestnicy siedzieli obok siebie, przedzieleni zasłoną, dzięki czemu zostały wyeliminowane potencjalne zmienne zakłócające, w postaci możliwość nawiązania kontaktu wzrokowego, wzajemnej reakcji na mimikę, gestykulację lub wspomagania procesu komunikacji poprzez odczytywanie przekazu z ruchu ust rozmówcy. Procedura badawcza miała stworzyć warunki przypominające rozmowę telefoniczną. Przed każdym z uczestników znajdował się mikrofon rejestrujący wypowiedzi oraz ekran, na którym wyświetlano instrukcje dotyczące przebiegu badania. Na głowach uczestników zainstalowano elektrody mierzące  oscylacje mózgowe podczas trwania eksperymentu. Uczestnikom zalecono, aby postarali się pozostać zrelaksowani, spokojni, w miarę możliwości ograniczyli ilość wykonywanych ruchów.

Badanych poproszono, aby starali się budować wypowiedzi w sposób ciągły, unikając długich przerw, wtrąceń, starali się wyrażać w sposób jasny, unikając nadmiernego ściszania i podnoszenia głosu. Zadaniem uczestników było wzajemne wysłuchanie częściowo ustrukturalizowanej wypowiedzi dotyczącej pięciu popularnych tematów. Uczestnicy, podążając za instrukcjami w postaci 6 pomocniczych pytań, do których mieli ustosunkować się nadawcy komunikatu, poruszali 5 tematów, kolejno dotyczących sportu, kina, zwierząt, muzyki i podróży. Poproszono, aby nadawcy próbowali mówić w naturalny dla siebie sposób, jednocześnie odbiorcom zalecono uważne śledzenie przekazywanego komunikatu. Na każdy spośród wskazanych tematów przeznaczono 180 sekund, po upływie połowy wyznaczonego czasu nadawca i odbiorca zamieniali się rolami. Próba przeprowadzona w każdej z wyszczególnionych diad składała się zatem z 5 wypowiedzi oraz 5 okresów słuchania, a także krótkiej przerwy licząc na każdego uczestnika z pary. Po zakończeniu sesji oraz nagrania EEG, osoby badane poproszono o wypełnienie kwestionariusza weryfikującego jakość i ilość informacji  zapamiętanych z wypowiedzi towarzysza eksperymentu.

W dalszej części eksperymentu uczestnikom badania kontrolnie prezentowano podobny materiał bodźcowy odtwarzany z nagrania. Zmiana ta miała na celu określenie, czy istnieje różnica pomiędzy aktywności mózgu wzbudzaną w czasie odbierania komunikatu werbalnego w sytuacji naturalnej wymiany pomiędzy uczestnikami dialogu i w czasie słuchania informacji z wyłączeniem elementu społecznej wymiany.

WNIOSKI           

W wyniku badania stwierdzono istnienie statystycznie istotnej zależności pomiędzy falami produkowanymi w układzie nerwowym nadawcy i odbiorcy w zakresie 4 pasm fal o różnej częstotliwości: delta, theta, alfa i beta. Obserwowana synchronizacja w obrębie fal delta i theta prawdopodobnie jest aktywowana w odpowiedzi na fizyczne cechy prezentowanego bodźca, w tym przypadku wypowiedzi słownej. Zauważano, że oscylacje przypominające fale delta są charakterystyczne dla rejestracji większości konstrukcji językowych, takich jak zdania i wyrażenia, natomiast theta dla sylab w wokalizowanych wyrażaniach. Wydaje się, że oscylacje o częstotliwości delta i theta pozostają w związku z cechą komunikatu określaną przez prozodię. Co ciekawe część wzorców synchronizacji zarejestrowanych dla fal alfa i beta, jak się wydaje, pojawiło się bezpośrednio w odpowiedzi na wzajemną interakcję w diadach, rozumianą jako element społeczny.

Zaobserwowano, że oscylacje w zakresie fal alfa i beta są bardziej charakterystyczne dla interakcji polegające na „żywym” dialogu pomiędzy uczestnikami, niż w przypadku odbioru informacji wcześniej zarejestrowanej i prezentowanej odbiorcy z nośnika. Wniosek ten jest istotny w kontekście projektowania dalszych badań nad mózgowymi mechanizmami obrazującymi proces komunikacji, uznając, że nie można wykluczyć społecznego elementu towarzyszącego nadawaniu i odbieraniu informacji, podczas których w obszarze zainteresowania badaczy powinny znajdować się zjawiska przebiegające równolegle w układach nerwowych obu uczestników interakcji. Drgania o częstotliwości alfa są wiązane z procesem wzbudzania i utrzymania uwagi. Procesy uwagowe są niezbędne dla właściwego przebiegu komunikacji, umożliwiając m.in. prawidłowy obiór, zrozumienie prezentowanych treści, a także częściowo przewidywanie kolejnych wypowiedzi na podstawie dotychczasowego wnioskowania werbalizowanego w poprzedzających zdaniach. Oscylacje fal beta odnoszą się do zależności pomiędzy rozumieniem wypowiedzi słownych a motoryką. Odkryto, że drgania fal beta wzbudzane przez dźwięki mowy w bezpośredniej interakcji uruchamiają te same wzorce w korze somatosensorycznej u odbiorcy, jak i u nadawcy komunikatu.

Istnienie synchronizacji wzorców oscylacji fal mózgowych aktywowanych pomiędzy uczestnikami aktu komunikacji wskazuje, jak istotne jest projektowanie badań według scenariuszów, dzięki którym procedura eksperymentalna będzie coraz lepiej odzwierciedlać naturalne warunki dla przebiegu różnych procesów społecznych warunkowanych przez aktywność mechanizmów mózgowych. Wydaje się, że nieuwzględnianie ważności elementu interakcji społecznej może uniemożliwić pełen i rzetelne zbadanie procesów neuronalnych odpowiedzialnych za ich przebieg.

Bibliografia:

‘Brain-to-brain entrainment: EEG interbrain synchronization while speaking and listeningl’ (www.nature.co/scientificreports)

A.Perez, M Carreiras, J.A. Dunabeitia

Wewnętrzny monolog              Użycie języka wypełnia znaczną część świadomych doznań człowieka. Warto pamiętać o tym, że ję... czytaj więcej
Impulsywność i porywczość to jedne z najbardziej typowych cech przypisywane osobom w wieku nastoletnim. Zrozumienie podłoża n... czytaj więcej
Mówi się, że miłość nie zna granic. Ta między partnerami, matki do dziecka, patriotów do ojczyzny, sympatyków do partii polit... czytaj więcej
O tym, że nasz mózg jest siecią, wiemy nie od dziś. Blisko 100 miliardów – dokładne wyliczenie pewnie nie byłoby warte wysiłk... czytaj więcej