Liệu não của trẻ sơ sinh có thể phân biệt âm thanh lời nói không?

Khả năng nhận thức âm thanh của con người đã được nghiên cứu sâu sắc, đặc biệt trong những năm đầu đời, nhưng điều gì sẽ xảy ra trong những giờ đầu tiên sau khi sinh? Liệu khi em bé khi vừa ra đời có khả năng bẩm sinh nhận thức âm thanh lời nói, hay quá trình mã hóa thần kinh có thay đổi sau một thời gian hay không? Các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Thần kinh của UB (UBNeuro) và Viện Nghiên cứu Sant Joan de Déu (IRSJD) đã tạo ra một phương pháp luận mới để trả lời câu hỏi cơ bản này về sự phát triển của con người.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Scientific Reports, xác nhận rằng quá trình mã hóa thần kinh của trẻ sơ sinh về cao độ giọng nói (âm vực cao) sau 3 năm tiếp xúc với ngôn ngữ có thể so sánh với khả năng của người trưởng thành. Tuy nhiên, có những khác biệt liên quan đến nhận thức về giải mã quang phổ và cấu trúc quang phổ âm thanh theo thời gian, bao gồm khả năng phân biệt giữa các âm thanh như / o / và / a /. Do đó trong nghiên cứu này, việc mã hóa thần kinh của khía cạnh âm thanh trên, được ghi âm lại lần đầu tiên, nhưng chưa rõ ràng sau khi được sinh ra, mà nó cần được tiếp xúc nhất định với ngôn ngữ cũng như kích thích và thời gian để phát triển.

Theo các nhà nghiên cứu, việc biết được mức độ phát triển đặc trưng trong các quá trình mã hóa thần kinh từ khi mới sinh ra sẽ cho phép họ "phát hiện sớm các khiếm khuyết về ngôn ngữ, từ đó đưa ra biện pháp can thiệp hoặc kích thích sớm để giảm các hậu quả tiêu cực trong tương lai."

Nghiên cứu được dẫn đầu bởi Carles Escera, Giáo sư Khoa học Thần kinh Nhận thức tại Khoa Tâm lý Lâm sàng và Sinh học Tâm lý của UB và nhiều cộng sự khác.

Giải mã quang phổ và cấu trúc quang phổ âm thanh theo thời gian

Để phân biệt phản ứng thần kinh với các kích thích từ lời nói ở trẻ sơ sinh, một trong những thách thức chính là thu âm lại, sử dụng điện não đồ của bé, một phản ứng não cụ thể: Đáp ứng tần số (FFR). FFR cung cấp thông tin về mã hóa thần kinh của hai đặc điểm cụ thể của âm thanh: tần số cơ bản, chịu trách nhiệm cho việc cảm nhận cao độ giọng nói (cao hoặc thấp), và cấu trúc đo lường quang phổ âm thanh. Theo nghiên cứu, mã hóa chính xác của cả hai tính năng là "nhận thức cơ bản chính xác về lời nói, đây là một yêu cầu trong việc tiếp thu ngôn ngữ trong tương lai." 

Cho đến nay, các công cụ hiện có để nghiên cứu mã hóa thần kinh này đã cho phép các nhà nghiên cứu xác định xem liệu trẻ sơ sinh có thể mã hóa các biến âm trong cao độ giọng nói hay không, nhưng điều này thì không liên quan đến giải mã quang phổ và cấu trúc quang phổ âm thanh theo thời gian. "Các sai lệch trong đường viền cao độ giọng nói là rất quan trọng, đặc biệt là trong các biến thể âm sắc như trong tiếng Quan Thoại, cũng như để cảm nhận âm điệu từ lời nói truyền tải nội dung cảm xúc (của những gì được nói). Tuy nhiên, giải mã quang phổ và cấu trúc quang phổ âm thanh theo thời gian là phù hợp nhất khía cạnh tiếp thu ngôn ngữ liên quan đến các ngôn ngữ không có âm sắc, và một số nghiên cứu chưa nhận định về độ chính xác mà não của trẻ sơ sinh mã hóa nó, "các nhà nghiên cứu lưu ý.

Nguyên nhân chính là do hạn chế về kỹ thuật gây ra bởi loại âm thanh được sử dụng để tiến hành các thử nghiệm này. Do đó, các tác giả đã phát triển một kích thích mới (/ oa /) có cấu trúc bên trong (sự thay đổi ngày càng tăng trong cao độ giọng nói, với hai giọng khác nhau) cho phép họ đánh giá độ chính xác mã hóa thần kinh của cả hai đặc điểm âm thanh bằng cách sử dụng phân tích FFR. 

Thử nghiệm thích ứng với những hạn chế của môi trường bệnh viện

Một trong những khía cạnh nổi bật nhất của nghiên cứu là kích thích và phương pháp tương thích với những hạn chế điển hình của môi trường bệnh viện nơi các xét nghiệm được thực hiện. "Thời gian là điều cần thiết trong nghiên cứu FFR với trẻ sơ sinh. Một mặt, vì giới hạn thời gian xác định những kích thích mà chúng có thể ghi âm lại. Mặt khác, đối với điều kiện thực tế của tình trạng trẻ sơ sinh tại bệnh viện, nơi thường xuyên tiếp cận liên tục với em bé và các bà mẹ để họ nhận được sự chăm sóc cần thiết và trải qua các cuộc đánh giá cũng như kiểm tra định kỳ để loại trừ các vấn đề sức khỏe". Những hạn chế này được xem xét trong một nghiên cứu được tham gia bởi 34 trẻ sơ sinh, câu trả lời đã được ghi lại các phiên kéo dài từ 20 đến 30 phút, gần một nửa thời gian được sử dụng trong các phiên thông thường để phân biệt âm thanh giọng nói, các nhà nghiên cứu nói thêm. 

Dấu ấn sinh học tiềm năng của các vấn đề ngôn ngữ

Sau nghiên cứu này, mục tiêu của các nhà nghiên cứu là xác định đặc điểm mã hóa thần kinh f phát triển của Giải mã quang phổ và cấu trúc quang phổ âm thanh theo thời gian. Để thực hiện được điều này, họ hiện đang thu âm lại đáp ứng tần số ở những em bé tham gia nghiên cứu, hiện được 21 tháng tuổi. Các nhà nghiên cứu lưu ý: "Hai năm đầu đời là giai đoạn kích thích quan trọng đối với việc tiếp thu ngôn ngữ, việc đánh giá sự phát triển này sẽ cho phép chúng ta có cái nhìn toàn thể về cách các kỹ năng mã hóa này trưởng thành trong những tháng đầu đời".

Mục đích là để xác nhận xem liệu những thay đổi được tìm thấy (sau khi sinh) trong mã hóa thần kinh của âm thanh có được xác nhận với sự xuất hiện của những khiếm khuyết được phát hiện trong sự phát triển ngôn ngữ của trẻ sơ sinh hay không. Nếu điều đó xảy ra, "phản ứng thần kinh đó chắc chắn có thể được coi là một dấu hiệu sinh học hữu ích trong việc phát hiện sớm những khó khăn về khả năng đọc viết trong tương lai, giống như những thay đổi được phát hiện ở trẻ sơ sinh có thể dự đoán sự xuất hiện của sự chậm phát triển ngôn ngữ. Đây là mục tiêu của dự án ONA, được tài trợ bởi Bộ Khoa học và Sáng tạo Tây Ban Nha, "các nhà nghiên cứu kết luận.