Структура языка и знакомство с ним усиливают кодирование фонем в мозге

Как мозг понимает звуки речи

Повседневный разговор кажется простым, но наш мозг должен превратить поток звуковых колебаний в ясные слова и идеи. В этом исследовании изучается, как мозг использует и структуру языка, и наш прошлый опыт с ним, чтобы оттачивать обработку мелких звуков речи — фонем. Результаты показывают, что даже при непонимании языка простая знакомость с его звуковыми паттернами способна перестроить активность мозга.

От сырого звука к строительным блокам речи

Речь начинается как колебания давления воздуха, которые ухо превращает в электрические сигналы. Мозг сначала отслеживает широкие акустические признаки, такие как подъёмы и спады громкости, а затем выделяет из них фонемы — мелкие звуковые единицы, отличающие слова. Используя магнитоэнцефалографию — метод, фиксирующий слабые магнитные поля от мозговой активности — исследователи измеряли, насколько близко сигналы мозга следуют либо низкоуровневым акустическим границам, либо более высоким фонемным шаблонам, пока участники слушали материалы на нидерландском, китайском (мандарин) и турецком языках.

Предложения помогают мозгу сосредоточиться на важном

Команда сравнила реакции мозга, когда носители языка слушали полные предложения и списки изолированных слов. Звуки в предложениях и списках были похожи, но только предложения имели богатую внутреннюю структуру, связывающую слова между собой. В областях мозга, отвечающих за обработку звука и речи, активность, связанная с фонемами, была сильнее, когда слова были частью предложения, чем когда они стояли отдельно. Это указывает на то, что, начав строить предложение, мозг уделяет повышенное внимание точной идентичности звуков речи, используя их для поддержки смысла и грамматики. В то же время реакции на простые акустические грани не возрастали аналогичным образом, что намекает на то, что мозг селективно усиливает наиболее информативные аспекты сигнала.

Слова выигрывают у случайных слогов, даже без понимания

Далее исследователи создали искусственные потоки речи с метрономоподобным ритмом. В одних потоках слогы складывались в реальные слова; в других те же слоги перемешали в случайные последовательности, которые никогда не формировали слова. Во всех трёх языках и группах слушателей отслеживание фонем мозгом было сильнее для реальных слов, чем для случайных слогов. Этот эффект проявлялся даже когда слушатели вовсе не понимали язык. Повторное воздействие стабильных пар слогов, по-видимому, было достаточным, чтобы мозг стал выделять эти паттерны как особые, острее кодируя фонемы, тогда как отслеживание сырых акустических границ в основном не изменялось.

Знакомая, но чужая речь перестраивает активность мозга

Ключевой вопрос заключался в том, меняет ли просто проживание рядом с языком, без изучения его слов, реакцию мозга. Носители мандарина, живущие в Нидерландах, регулярно слышали нидерландский, но не могли его понимать; нидерландцы практически не сталкивались с мандарином. При прослушивании потоков слов слушатели, говорящие на мандарине, демонстрировали отслеживание фонем для нидерландского почти так же сильно, как для родного языка, хотя пиковая реакция появлялась немного позже по времени. Нидерландцы, напротив, показывали более слабое отслеживание фонем и больше опирались на акустические грани при прослушивании мандарина. Эта картина указывает на то, что повседневное воздействие настраивает мозг на статистику звуков чужого языка, даже без реального понимания.

Что это значит для повседневного прослушивания

В целом исследование показывает, что мозг не просто пассивно отражает услышанное. Вместо этого он комбинирует знания о том, как слоги образуют слова и как слова образуют предложения, с акустическими паттернами, которые он впитал в течение месяцев или лет. Предложения и знакомые словоформы заставляют мозг точнее кодировать фонемы, тогда как базовые акустические грани могут быть понижены в значимости, когда они уже не нужны для распознавания. Проще говоря, наш мозг усваивает ритм и структуру языков вокруг нас, и это скрытое знание помогает превращать шумную болтовню в осмысленную речь.

Цитирование: Tezcan, F., Ten Oever, S., Bai, F. et al. Linguistic structure and language familiarity sharpen phoneme encoding in the brain. Commun Biol 9, 638 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09865-8

Ключевые слова: восприятие речи, кодирование фонем, знакомство с языком, осцилляции мозга, нейронное отслеживание