O papel dos córtices motores bilaterais na percepção da fala

Compreender como o córtex motor está envolvido na inferência ativa da percepção e das decisões da fala é importante para entender a inteligência da linguagem humana, que pode inspirar a próxima geração de IA. No entanto, três questões-chave sobre o papel dos córtices motores bilaterais na percepção da fala permanecem sem resposta.

O córtex motor laríngeo (LMC) está envolvido na percepção da fala, além da produção? Como os córtices motores bilaterais cooperam sob vários graus de dificuldade? Que estágios específicos do processo perceptivo de tomada de decisão são modulados pelos córtices motores bilaterais?

Em um estudo publicado em Natureza Comunicaçõesuma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Du Yi no Instituto de Psicologia da Academia Chinesa de Ciências descobriu que os LMCs bilaterais no cérebro humano estão envolvidos causalmente em vários estágios de tomada de decisão de percepção de fala, e que o envolvimento LMC é deixado -dominante e particularmente auxilia o processamento auditivo em cenários com desafios perceptivos.

Os pesquisadores conduziram dois experimentos. Eles aplicaram estimulação magnética transcraniana repetitiva (rTMS) no Experimento 1 e estimulação theta-burst (TBS) no Experimento 2 no córtex motor esquerdo/direito de falantes adultos de mandarim saudáveis ​​para investigar se a decisão perceptiva categórica de tom lexical e consoante plosiva com/ sem fundo ruidoso seria modulado de acordo. Para localizar o LMC dorsal relacionado à produção (dLMC) e TMC, os participantes foram submetidos a um pré-teste de ressonância magnética funcional (fMRI), onde realizaram tarefas de fonação e movimento da língua.

Em seguida, os pesquisadores aplicaram dois pipelines independentes de análise de dados para investigar os efeitos da modulação TBS sobre dLMC em respostas comportamentais no Experimento 2. Para detectar mudanças na sensibilidade perceptiva, eles ajustaram curvas psicométricas para investigar modulações na inclinação da curva. Para avaliar mudanças em estágios específicos de decisão perceptiva, eles aplicaram a estimativa bayesiana hierárquica do modelo de difusão de deriva (HDDM) para desvendar quais processos de decisão dinâmicos latentes seriam alterados.

Análises psicométricas da inclinação da curva mostraram que cTBS sobre dLMC bilateral afetou tanto a percepção do tom quanto da consoante: cTBS sobre o dLMC esquerdo inibiu a percepção do tom no ruído e inibiu a percepção da consoante no silêncio e no ruído; O cTBS no dLMC direito inibiu a percepção consonantal no ruído, mas não no silêncio, e não afetou a percepção do tom.

Análises de HDDM mostraram que para todas as condições, exceto percepção de tom no silêncio por estimulação dLMC esquerda, cTBS ampliou significativamente os limites da tomada de decisão; cTBS após dLMC esquerdo afetou as taxas de acúmulo de evidências, mas a estimulação de dLMC direito falhou em exercer efeitos semelhantes; A cTBS tanto na esquerda quanto na direita dLMC afetou a resposta influenciando a percepção consonantal no ruído.

Os resultados revelaram um envolvimento efetor-específico do dLMC bilateral na decisão perceptiva tanto do tom lexical quanto da vocalização da consoante plosiva, sugerindo que o LMC humano está causalmente envolvido na percepção da fala e na produção da fala. Eles também forneceram evidências para a redundância e reorganização funcional das redes neurais, já que o dLMC esquerdo desempenha um papel dominante, enquanto a contraparte direita é crucial apenas em tarefas desafiadoras. Além disso, os estágios específicos de decisão perceptiva que são modulados pelo dLMC dependem do hemisfério e da dificuldade da tarefa.

“Na percepção da fala, nosso córtex motor articulatório age como um eliminador de ruído que prevê as próximas palavras simulando os gestos motores incorporados. também partes de tais sistemas anti-ruído”, disse o Dr. Du, o autor correspondente deste estudo.

Este estudo ampliou o conhecimento dos mecanismos subjacentes e da dinâmica temporal do envolvimento motor bilateral na tomada de decisão perceptiva da fala. Ele contém implicações para a pesquisa translacional clínica para reabilitação de distúrbios da fala, bem como para o desenvolvimento de algoritmos de IA mais robustos com adaptabilidade dinâmica.