Техника - молодёжи 1994-01, страница 42

Рис.1. Так устроен голосовой тракт человека «в натуре»... 1 — носовая полость, 2 — губы, 3 — голосовые связки, 4 — трахея, 5 — легкие, 6 — язык, 7 — мягкое нёбо.

весный самоотчет отвлекает от внутренней речи, искажает ее. К тому же нередко, особенно при решении теоретических задач, внимание сосредоточивается на сопутствующих зрительных образах. А их звуке -вые эквиваленты легко выпадают из поля внимания и, оставаясь в подсознании, не фиксируются.

Что ж, в принципе можно и миновать искажающие механизмы внимания. Почему бы не регистрировать мысленный монолог прямо там, где он возникает — непосредственно в речевых структурах мозга?

С конца 60-х гг. научный коллектив во главе с академиком Н.П. Бехтеревой занимается расшифровкой нейрофизиологических кодов внутренней речи. «Прочитываются» эти коды с помощью множественных электродов, вживленных в мозг человека на длительные сроки в лечебно-диагностических целях. С широким использованием ЭВМ удалось выделить так называемые паттерны (характерные формы) нейрофизиологической активности мозга, однозначно связанные с тем или иным словом. А раскрыв принципы такого кодирования, можно решать и обратную задачу — распознавать мысленно произносимые слова по соответствующим сигналам.

Но, к сожалению, даже ЭВМ позволяет надежно отождествить лишь отдельные звуки, слоги и простейшие слова типа «да» или «нет». Дело в том, что полезный сигнал весьма трудно выделить из сравнимой по величине фоновой биоэлектрической активности мозга. И накопление хотя бы скромного банка эталонных сигналов требует множества повторных опытов. А значит — нельзя вести исследования в реальном масштабе времени. Да и вживлять электроды в мозг допустимо только для лечения ограниченного контингента больных. Среди них, к тому же, немало людей с

нарушениями психики. Все это затрудняет подбор испытуемых и сужает поле исследований.

Итак, мы рассмотрели две попытки «подключиться» к цепи формирования внутренней речи: либо в самом конце, на выходе, либо непосредственно на входе, в момент ее рождения. Основной недостаток обоих способов сводится к одному: и там и здесь полезную информацию очень трудно извлечь из ненужной, мешающей. В итоге не удается достичь и главной цели — прямого озвучивания реального процесса в чистом виде.

Что же делать? В принципе ответ ясен: поискать какое-то промежуточное звено той же цепи — желательно самое «узкое», в котором побочная информация и помехи минимальны.

Именно такой подход был принят в проблемной лаборатории изучения мышления и речи одного из воронежских вузов, возглавляемой доктором медицинских наук С.Н. Новосельцевым.

Ключом к решению проблемы стало хорошо известное явление — идеомоторный акт. Достаточно человеку только вообразить какое-либо свое движение, как «нужные» мышцы его тела начнут непроизвольно и едва заметно сокращаться. А главное — характер их биоэлектрической активности (БЭА) будет точно тем же, что и при движении реальном.

Теперь взглянем с этой точки зрения на процесс внутренней речи. По сути он является не чем иным, как ВООБРАЖАЕМЫМ движением мышц губ, языка, гортани — в общем, органов артикуляции! Но тогда, может быть, группа артикуляторных мышц и послужит искомым промежуточным звеном?

Представим себе, например, такой опыт. Электроды чувствительного осциллографа приложены к языку и горлу испытуемого. Он произносит вслух, а затем повторяет про себя любую фразу. В обоих случаях прибор должен зафиксировать нервные импульсы, и притом одинаковые. Логично допустить, что звучание слов столь же однозначно зависит от БЭА артикуляторных мышц, как и от мозговых сигналов (см. выше). И если найти эту зависимость, откроется возможность прямого, неискаженного озвучивания внутренней речи. Ведь в мышцах, в отличие от мозга, фоновая БЭА слабее и легко фильтруется.

С другой стороны, нет и «ошибок внимания», ибо идеомоторный акт бессознателен.

Чтобы оценить справедливость наших предположений, рассмотрим процесс ре-чеобразования подробнее.

Произносимые нами звуки порождаются движениями органов артикуляции, совокупность которых образует голосовой тракт (рис. 1). С физической точки зрения его можно смоделировать в виде акустической трубы переменного сечения (рис. 2). Параметры речевого сигнала однозначно определяются формой голосового тракта в каждый данный момент — то есть положением его органов. Оно, в свою очередь, столь же однозначно зависит от степени напряжения соответствующих мышц. Наконец, напряжение всякой мышцы и снимаемый с нее биопотенциал (уровень ее БЭА), как известно, прямо пропорциональны в довольно широких пределах.

Выстраивается логическая цепочка жестких зависимостей: характер речевого сигнала — форма голосового тракта — положение его органов — степень напряжения артикуляторных мышц — уровень их БЭА. То есть акустический сигнал действительно напрямую закодирован в мышечном. Этот своеобразный нейроакустический код можно расшифровать опытным путем — записав наборы биопотенциалов, связанные с произносимыми звуками и словами. А мы уже знаем: говорятся ли слова вслух или про себя, найденное соответствие не меняется! Значит, ничто не мешает нам решить обратную задачу — фиксируя БЭА в ходе внутреннего монолога, превратить его в слышимый.

Очевидно, указанная задача — та же, что и при поиске нейрофизиологических кодов словесных сигналов в речевых структурах мозга. Но в данном случае она во многом упрощается: для расшифровки берется команда, уже прошедшая все этапы и уровни ее формирования, имеющая достаточно точный адрес; амплитуда мышечного сигнала больше, чем у энцефалограммы; снимать импульсы с мышцы технически проще и надежнее, чем с нерва; да и никаких медицинских противопоказаний тут нет.

...А с недавних пор мы ощущаем все эти преимущества и на практике. Дело в том, что экспериментальная установка для озвучивания внутренней речи уже создана в нашей лаборатории.

Рис.2. ...А это — его физическая модель:

(цифры 1 — 6 — то же, что на рис.1) 8 — носовое отверстие, 9 — отверстие рта, 10 — зубы, 11 — челюсть, 12 — горло, 13 — глотка, 14 — голосовые связки.

40