Нейронное отслеживание речи в тета- и дельта-диапазонах по-разному кодирует разборчивость и понимание речи в условиях шума

Люди превосходно понимают речь даже в неблагоприятных условиях, например на фоне шума. Обработке речи может способствовать корковая активность в дельта- и тета-диапазонах частот, которая, как было показано, отслеживает огибающую речи. Однако корковая активность также отслеживает ритм неречевых звуков. Поэтому остается неясным, какие аспекты нейронного отслеживания речи отражают обработку акустических признаков, связанных с разборчивостью речи, а какие — обработку языковой информации более высокого уровня, связанную с пониманием речи. В настоящем исследовании мы разграничили роль коркового отслеживания разборчивости и понимания речи, регистрируя ЭЭГ-ответы на родную и иностранную речь при различных уровнях фонового шума, при которых разборчивость и понимание изменялись независимо друг от друга. Затем мы применили методы декодирования и кодирования, чтобы связать разборчивость и понимание с нейронными ответами. Мы обнаружили, что корковое отслеживание в тета-диапазоне в основном коррелирует с разборчивостью, тогда как дельта-диапазон вносит наибольший вклад в понимание речи. Кроме того, мы выявили ранний нейронный компонент в дельта-диапазоне, который позволяет судить о понимании и может отражать предиктивный механизм обработки языка. Наши результаты разграничивают функциональный вклад коркового отслеживания речи в дельта- и тета-диапазонах в обработку речи. Они также показывают, что и разборчивость, и понимание речи можно точно декодировать по относительно коротким фрагментам ЭЭГ-записей, что может найти применение в будущих слуховых протезах с управлением посредством мысленных команд. ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Речь представляет собой чрезвычайно сложный сигнал, обработка которого требует анализа — от акустических признаков более низкого уровня до языковой информации более высокого уровня. Недавние исследования показали, что нейронная активность в дельта- и тета-диапазонах частот отслеживает ритм речи, однако роль этого отслеживания в обработке речи остается неясной. В настоящем исследовании мы разграничиваем роль корковой синхронизации в разли...