Vrijdag 18/10/2019

Neurologie en spraak

Uw brein heeft een ingebouwde 'feestjesfilter'. Die werkt zo

brein. Beeld Thinkstock

Wetenschappers zijn er in geslaagd te registreren welke activiteiten zich precies in onze hersenen afspelen wanneer we erin slagen om de betekenis van een gesprek in een kamer vol randgeluiden toch te ontrafelen. Met deze nieuwe kennis hopen de onderzoekers geavanceerde spraaktechnologie te ontwikkelen die woorden kan genereren op basis van onuitgesproken gedachten. Dat schrijft BBC. 

Je in een luide, lawaaierige caféomgeving toch kunnen concentreren op één gesprek en de woorden van dat gesprek uit het randgeluid kunnen filteren, is wat wetenschappers het 'cocktail party-effect' noemen. Het opmerkelijke fenomeen intrigeert onderzoekers al jaren. Door beter inzicht te krijgen in hoe de menselijke hersenen die hachelijke onderneming precies aanpakken, hopen wetenschappers geavanceerde vernieuwing te brengen in de technologie van spraakherkenning. In dat onderzoek lijkt nu een belangrijke mijlpaal bereikt. 

Neurowetenschappers zijn er namelijk in geslaagd om op de monitor vast te leggen wat er precies in de hersenen gebeurt op het moment dat iemand de betekenis van een zin achterhaalt, die eerder onbegrijpelijk leek doordat er te veel storing op zat. Om de verdoken processen in beeld te brengen, zetten de onderzoekers een simulatie op waarbij ze een aantal proefpersonen onderwierpen aan een aantal erg onduidelijk gemurmelde zinnen. Vervolgens speelden ze dezelfde zinnen nogmaals af, maar dan zonder storing op het geluid, waardoor de woorden bijzonder goed verstaanbaar waren en dus ook de betekenis van de zin duidelijk werd. 

In een laatste stap van het onderzoek speelden de wetenschappers de zinnen een laatste keer af in de verstoorde versie. En wat bleek: bijna alle proefpersonen begrepen in deze laatste fase de 'onverstaanbare' zin niet alleen, ze leken hem ook letterlijk beter te horen. 

Andere hersendelen 

Op het moment dat de testpersonen de 'gestoorde' zin dankzij hun voorkennis wel als een verstaanbaar geheel konden interpreteren, vond er een verandering in hun hersenen plaats. "We zagen in fase drie een verschuiving in de hersenactiviteit optreden: terwijl in de eerste fase van het onderzoek het hersendeel dat verantwoordelijk is voor het verwerken van geluiden en het begrijpen van spraak nagenoeg onaangeroerd bleef, was daar in de laatste fase net wel veel activiteit te zien", legt hoofdonderzoeker Christopher Holdgraf uit aan BBC

Beeld Thinkstock

Het feit dat de testpersonen al wisten wat er in de zin gezegd zou worden, zorgde er dus voor dat hun hersenen zich bij de interpretatie van het geluid ook anders konden gedragen: de voorkennis triggerde het brein om de 'vertroebelde' spraak nu wel te begrijpen. Een wetenschappelijke doorbraak van formaat: nooit eerder konden wetenschappers in kaart brengen welke processen zich precies in de hersenen afspeelden op het moment dat onverstaanbaar geluid verstaanbaar werd. "De hersendelen verantwoordelijk voor spraak en gehoor lichtten in de derde fase van onze test als het ware op. De hersenen pasten hun activiteitenpatroon aan, waardoor ze de eerder onbegrijpelijke woorden toch konden invullen en het randgeluid naar de achtergrond konden filteren."

In de derde fase van het onderzoek verlegden de hersenen dus effectief hun focus: "Bepaalde triggers maken blijkbaar dat onze hersenen gaan inzoomen op andere delen van het geluid", leggen wetenschappers uit. "Eens de proefpersonen ook de lawaaivrije versie van de zin hadden gehoord, slaagde hun auditieve cortex erin om het signaal van de woorden op te pikken en te versterken tegenover de storende achtergrondgeluiden."

Beeld Thinkstock

"Meer en meer kunnen we nu dan ook beginnen zoeken naar de subtiliteiten in de complexe relatie tussen geluid en de registratie daarvan in onze hersenen", zegt professor Holdgraf. "Meer dan puur kijken naar 'zachter' of 'stiller', is het nu uitkijken naar details in de manier waarop de activiteit in de hersenen verandert naarmate ook de relatie met de geluiden verandert. Hoe onze hersenen erin slagen zich aan te passen en welke elementen in het brede spectrum van geluid die aanpassingen aansturen."

Steeds meer begint de wetenschap te beseffen dat ook de manier waarop we geluiden filteren uit de wereld om ons heen, subjectief is, zoals ook de dingen die we waarnemen en onze herinneringen dat zijn. 

Gedachten decoderen  

"Door beter vat te krijgen op de manier waarop onze hersenen werken als een filter op geluiden in de wereld om ons heen, hopen we ook meer geavanceerde toepassingen te kunnen ontwikkelen voor mensen die moeilijkheden hebben met gehoor of spraak."

"Het is ongelofelijk hoe snel en plastisch ons brein is", zegt co-auteur van de studie Robert Knight. "En het is de eerste keer dat we erin geslaagd zijn rechtstreekse bewijzen te registreren van hoe dat brein effectief werkt op vlak van geluid." 

Knight en zijn collega’s zouden de nieuwe kennis dan ook graag gebruiken om een spraak-decoder te ontwikkelen: een implantaat in de hersenen dat in staat zou zijn om wat mensen denken, maar niet kunnen zeggen, toch om te zetten in spraak. Zo'n toestel zou een grote hulp betekenen voor mensen met neurologische ziekten die hen latere fases van de aandoening vaak hinderen in communicatie met de buitenwereld. 

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met De Morgen?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van De Morgen rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234