Role of the speech motor system in speech perception

Puheen havaitsemisella viitataan prosessiin, jonka puitteissa kielen äänteet kuullaan, tulkitaan ja ymmärretään. Vaikka tämä prosessi saattaa kuulostaa mitäänsanomattoman yksinkertaiselta, ovat ne neuraaliset mekanismit, jotka sen mahdollistavat, kaikkea muuta kuin yksinkertaisia. Keskeinen tutkijoiden päitä vaivaava kysymys puheen havaitsemisessa onkin, miten kuulija poimii olennaisen informaation puhesignaalista? Vastauksen etsintä on synnyttänyt toisistaan selvästi erillään olevia teoreettisia näkökulmia, joiden keskeisin erottava tekijä voidaan esittää kysymyksen muodossa: mikä on puheen motorisen järjestelmän rooli puheen havaitsemisessa? Vai onko sillä roolia laisinkaan? Toisin sanoen, onko niillä aivoalueilla ja -rakenteilla, jotka vastaavat puheen tuottamisesta, osuutta myös puheen havaitsemisessa? Tässä työssä puheen motorisen järjestelmän roolia puheen havaitsemisessa tutkittiin käyttäen tutkimusmenetelmänä magnetoenkefalografiaa (MEG). Puheen havaitsemisen perustana olevia neuraalisia mekanismeja tutkittiin neljässä erilaisessa havaitsemistilanteessa, joissa jokaisessa käytettiin samoja kahden eri selkeystason puheärsykkeitä (kohinalla ja ilman), mutta joissa koehenkilöiltä edellytettiin erilaisia ärsykkeenjälkeisiä motorisia toimenpiteitä. Yhteensä kymmeneltä koehenkilöltä saadut tulokset, joissa aivoaktivaation lähteitä mallinnettiin yhden dipolin analyysimenetelmällä, osoittavat että "aktivaation painopiste" vasemmassa aivopuoliskossa siirtyi taaemmaksi kuuloaivokuorella havaitsemistilanteiden motoristen toimenpiteiden aktiivisuuden lisääntyessä. Tämä löydös puoltaa ajatusta siitä, että puheen motorisella järjestelmällä on rooli puheen havaitsemisessa. Tämä työ, joka suoritettiin valmistelevana osana laajempaa projektia, luo pohjatyöllään ja tuloksillaan lupaavat lähtökohdat mitä erilaisimpiin puheen havaitsemisen neuraalista luonnetta valottaviin jatkoanalyyseihin.Speech perception refers to a process by which the sounds of language are heard, interpreted and understood. Although this process may seem like a trivial task, the neural mechanisms underlying it are anything but simple. Indeed, the key question puzzling the minds of speech perception researchers is how listeners extract the significant information from the acoustic speech signal? How is the mapping between properties of the acoustic signal and linguistic elements, such as phonemes, done? Distinct theoretical perspectives have been proposed to answer these questions. A crucial distinction among these perspectives can be put in the form of a question: does the speech motor system have a role in speech perception? In this thesis, the role of the speech motor system in speech perception was studied using magnetoencephalography (MEG). The neural mechanisms underlying speech perception was investigated in four different perception conditions, each comprising the same speech stimuli (with two levels of ambiguity) but differing on the subsequent motor task. The results, derived from ten subjects, show a clear shift of the equivalent current dipole (ECD), used in modeling the underlying neuronal sources, to a more posterior position in the left hemisphere with the more active subsequent-to-stimuli motor tasks. This suggests that the motor system does indeed have a role in speech perception. The outcome of this thesis, which was conducted as a preliminary part of a larger project, serves as a promising basis for further study on speech perception, providing the necessary groundwork which allows more refined analyses to take place