Психофизиологические основы восприятия устной речи

Выше изложенное позволяет понять общие контуры механизма речи. Но целостная система механизма речи разделяется на два противостоящих звена. Противопоставление их обусловлено ходом приобретения сигнальных значений отдельными элементами несущих сигналов или их семантизацией, что в свою очередь обусловлено необходимостью при приеме, транспортировке и выдаче словесного сообщения разлагать его на самые элементарные десемантизированные элементы и синтезировать их в значимые комплексы, которые после этого могут замещаться другими комплексами и элементами с теми же значениями. Первое звено механизма речи — это отбор по нормализованным правилам элементов для составления слова. При воспроизводстве речи — это отбор речедвижений. При приеме речи — это различение элементов воспринимаемого слова и узнавание его. Два этих материально разных набора элементов эквивалентны. Нормализованные правила, определяющие ту часть звукокомплексов, которые обладают словесными значениями, обеспечивают образование за звукокомплексом синтезированного словесного сигнального значения.

Как только образовался такой нормализованный звукокомплекс, он сам становится тем простым элементом, из комбинации которых по известным правилам строится сообщение. Отбор слов составляет второе большое звено механизма речи.

Наиболее примечательным является противостояние обоих звеньев — отбора элементов для слова и отбора слов как элементов для сообщения. Слово состоит из звуков. Иным способом оно образоваться не может. Это натуральная форма его существования. Но как только звуковые элементы сложились в слово, обладающее значением, все его звуковые элементы могут быть заменены любыми другими сигналами, например буквенными или иными (электрическими импульсами). Необходимо только, чтобы было установлено правило перехода от звуковых сигналов к другим видам сигналов. Лишь при этом условии сохранится тождество сигнального значения слова при перемене его носителей. Как только сформировалось слово, обнаруживается, что оно состоит из особых элементов, способных переноситься не только звуками. Это морфема как наименьшая значимая единица. Так как морфема является только элементом, то по отдельности она не способна обозначить какой-либо объект действительности, сочетание же этих элементов образует ряды отдельных слов (словообразование) и цепи соединения слов (словоизменения).

Таким образом, речевой звук является носителем морфем, поэтому он может замещаться любыми другими сигналами, идентичными значению данного звукокомплекса. Для отбора звуковых элементов слова должен быть произведен анализ и синтез признаков звука, для отбора слов в сообщение должен быть произведен анализ и синтез морфем и служебных слов, которые так же являются синтаксическими морфемами. Эти два противостоящих звена образуют саморегулирующийся механизм речи. Одно звено регулирует другое, вследствие чего весь механизм развивается и обогащается новыми элементами и способами их замены.

Звук, поступающий к органу слуха, является синтетическим. Все его признаки слиты в один общий сложный звук. Разные признаки звука несут разные сигнальные значения и должны синтезироваться в разных комбинациях, поэтому синтетический звук, прежде чем поступить в кору головного мозга, разлагается на признаки, которые по отдельности и транспортируются в кору. Это положение подтверждается резонансной теорией слуха, разработанной Гельмгольцем и значительно дополненной исследованиями Флетчера и Бекеши.

Слуховой рецептор, имеющий 23 500 нервных окончаний, от которых идут 3000 волокон, составляющих ствол слухового нерва, производит первичный анализ признаков сложного звука. При переходе звуковой энергии в нервную, происходит замена звуковых сигналов эквивалентными им нервными импульсами.

Стремечко передает к овальному окну улитки модуляции частоты и амплитуды. Модуляции частоты воспринимаются основной мембраной улитки, которая вместе с окружающей ее жидкостью резонирует в той или другой части. В зависимости от места максимального взмаха мембраны, которое может быть определено расстоянием от овального окна, к текторальной мембране будет прикасаться то одна, то другая группа нервных клеток, расположенных в утолщении основной мембраны. Низкие частоты замкнутся у вершины улитки, верхние — у ее основания. Таким образом, возникает два вида сигналов: а) сигнал о месте прикосновения максимальной амплитуды мембраны и б) сигнал о месте прикосновения меньших, частичных амплитуд мембраны. Иначе говоря, один сигнал будет передавать номер основной частоты, другой — номера гармоник или негармонических составляющих спектра. Так как эти сигналы возникают при замыкании и отсутствуют при отходе нервных окончаний от текторальной мембраны, то получается двоичный код. Количество элементов кода определяется количеством мест прикосновений. Так происходит выделение и транспортировка дискретных, статических компонентов сложного звука — спектра. То есть, слуховой рецептор разлагает частоту сложного звука на ряд Фурье, но не выделяет из этого ряда речевые спектры — форманты. Выделение спектральных составляющих происходит в результате центрального дифференцировочного процесса в коре головного мозга.

В слуховом рецепторе происходит так же и первичное квантование звукового сигнала по силе (интенсивности). Согласно концепции Флетчера, сила колебаний основной мембраны вызывает в слуховом нерве поток импульсов с частотой, зависящей от этой силы. Число импульсов, которое может нести нервное волокно равно 500. Усилению звука соответствует увеличение числа импульсов. Так, могут передаваться градации силы до 110 децибел. При дальнейшем усилении звука вступают в действие соседние волокна нерва, которые несут добавочные залпы импульсов.

Таким образом, квантование звука по силе производится по особым сигналам, образующим комбинацию из двух элементов кода: а) числа импульсов и б) числа волокон, по которым проходят эти импульсы. Ступени квантования определяются порогом различения. Так как по слуху может быть установлена величина удвоения громкости, то можно говорить об относительно равных ступенях прироста квантования в известном диапазоне. Очевидно, что усиление звука связано с увеличением его энергии, что тотчас же отразится на рецепторном приборе, тогда как выделение основного тона из спектра зависит от процесса дифференцирования. Центральный анализ и синтез вносят значительные изменения в шкалу рецепторного квантования, поэтому посторонние звуки (дневной шум улицы, тикание часов…) воспринимаются как фоновые шумы и мало замечаются [3 стр. 117 — 123].

И так, первичный рецепторный анализ звуков происходит автоматически вследствие особенностей устройства самого слухового рецептора и по стволу слухового нерва поступает сначала в слуховые центры коры, находящиеся в ее предцентральных извилинах, а затем в зону Вернике, находящейся в височно-теменной области коры левого полушария у правшей, что обеспечивает осмысление речи [9 стр. 221 — 222].

У левшей в дальнейшем анализе и синтезе эквивалентных полученным звукокомплексам нервных импульсов принимает участие кора обеих полушарий.

По другим принципам развертывается центральный, корковый анализ и синтез звука. Здесь основную роль играет время. Аналитически разложенные признаки звука, поступающие в последовательном ряду, синтезируются в одновременности, образуя целый комплекс. Это значит, что первый поступивший сигнал удерживается до появления второго, но не смешивается с ним, а сопоставляется. Такое же явление происходит при восприятии слога, в котором обычно акустически мощный гласный сочетается с маломощным согласным. Последовательно поступающие по слуховому тракту нервные импульсы, вследствие кодирования эквивалентные звуковым спектрам, удерживаются в ядре слухового анализатора до момента прихода последнего элемента из состава принимаемой фразы. Однако одного удержания не достаточно для того, чтобы разновременный ряд превратился в одновременно обозримое синтетическое целое. Всякая система, не зависимо от того, из каких материальных элементов она состоит, определяется взаимоотношением этих элементов. Добавление или убавление, перестановка или выделение каких-либо элементов будет менять всю систему. Синтетическая звуковая система слова и фразы, рассыпавшаяся на элементы в слуховом рецепторе, теперь должна быть снова восстановлена с сохранением эквивалентности. Однако аналитическое распадение в слуховом рецепторе было еще не полным. В частности, статические компоненты — спектры — не были отделены от динамических модуляций основной частоты. Первая ступень коркового анализа и синтеза и состоит в том, чтобы произвести это отделение.

Отделение спектров от основной частоты возможно лишь в том случае, когда-то и другое приобретает сигнальное значение. Отделение спектров от основных частот входит в аналитическую часть процесса. Но то же самое разделение является и синтезом, так как спектры объединяются по сигнальному значению в одну систему (статики), а основные частоты — в другую систему (динамики). Весь этот процесс происходит по законам условнорефлекторной дифференцировки. Если один набор спектров в процессе удержания сопоставляется с другим набором, отличающемся от первого только в одном элементе, то этот элемент дифференцируется от других и становится сигналом различия удержанных комплексов спектра. Однако такое дифференцирование достаточно лишь на короткое время удержания обоих комплексов. В этих условиях еще нет ничего такого, что сделало бы выделенный элемент постоянным различителем комплекса спектров. Полученный различитель является лишь временным. Если же сам набор принятых спектров обладает новым, особым и именно предметным сигнальным значением, то есть, является словом, то сигнальное значение, выделенное элементом из набора, замещается этим новым и постоянным значением и тогда сам элемент становится постоянным различителем словесных значений и вводится в долговременную память.

Такой процесс перестройки временных, случайных различений в постоянные различители осуществляется подкреплением. Подкрепленное различение действует долговременно, так как подкрепленному явлению придана жизненно важная роль, в данном случае — роль приема сообщения. Неприятное сообщение может поставить человека в чрезвычайно тяжелое положение, вот почему при приеме слов колоссально возрастает тонкость, сила и долговременность дифференцировок.

Так как при противопоставлении набора спектров в разных повторяющихся рядах постоянными остаются только некоторые признаки спектров, а именно форманты, то любые динамические перестройки спектра, например модуляции основного тона, не подкрепляются. Это значит, что основная частота отделяется для выполнения других функций, о которых будет сказано дальше. В результате дифференцировочного процесса набор нервных сигналов, соответствующих звуковым спектрам, приобретает предметное значение. Самые сигналы спектров после этого переозначения становятся тембрами, а их набор — понимаемыми словами. Хотя сигналы спектров поступают обычно непрерывно один за другим, после дифференцировки они группируются в целые одновременные и резко различные комплексы, составляющие слово. Это явление можно иллюстрировать следующим примером. Сигналы спектров поступают так: Мыбудемвместевсегдаивезде. Принимаются же они как слова так: Мы будем вместе всегда и везде. Слова, постоянно встречающиеся в разных комбинациях, различаются, даже если их элементы поступают сплошным потоком.

Таким образом, нервные сигналы, несущие на себе спектры, после приобретения ими функции постоянных различителей комплексов, обладают предметным значением, становятся тембрами, состав которых является слуховым образом слова. Это то, что слышит человек, различая слова.

Однако на различении слов не закончился еще процесс анализа и синтеза сигналов, несущих звуковые признаки. Слова, применяясь в речи, дифференцируются в вертикальных рядах, вследствие чего при том же подкреплении выделяются морфемы и, сочетаясь в горизонтальном ряду фразы с другими словами, составляют сообщение. На этой ступени анализа и синтеза, кроме различительных признаков, приобретают опознавательные, категориальные и индивидуальные приметы. Изменение по форме выделяет категориальное тождество слов при постоянной изменчивости формальных примет. Кроме того, самый звуковой корпус слова в его тембровом составе только тогда сохраняет предметное значение, когда он в разных применениях разных людей обладает нормализованным, стандартным постоянством. Такая нормализация индивидуальных примет слова происходит при помощи квантования признаков звука по времени и силе. Слово произносится и слышится в пределах определенного времени. При этом на отдельные части слова отводится соотносительно разное время. При квантовании энергии соотносительно усиливаются и ослабляются те или другие части слова. Все эти процессы, развертывающиеся в минимальных слоговых квантах слова, объединяют его в общей сетке ступеней квантования в законченное по внешности целое, что в сумме и составляет индивидуальные приметы слова. По этим приметам оно узнается как носитель определенного предметного значения. Таким образом, отделенная в рецепторном анализе интенсивность как признак звука теперь включилась в синтез на определенном означенном словесном субстрате. Время, которое в рецепторе не подверглось никаким изменениям, теперь получило на том же субстрате достаточно твердые точки отсчета.

Наконец, при сочетании слов во фразы синтетическое удержание всех составных элементов обеспечивается не только связью морфем и синтаксических конструкций, но и расширенным квантованием по всем трем модуляциям — высоты, громкости и времени. Сложившийся в сигнальных значениях речевой субстрат снова расчленяется на некоторые слоговые элементы, которые вступают во взаимоотношения сопоставления и следования. Это достигается распределением слогов и элементов по интервалам высоты, ступеням громкости и градациям темпоритма. Включение этой новой стадии анализа и синтеза приводит к новому переозначению словесных комплексов. Они приобретают полный и точный конкретный смысл. Теперь поток последовательных и раздробленных в анализе элементов превратился в одну целую и законченную мысль — сообщение.

Так как в процессе синтеза из множества элементов звука образовалось одно простое целое, нет необходимости при приеме новой фразы удерживать все множество ранее принятых элементов. Оно замещается этим целым. Особенностью конечного целого является то, что оно может быть заново воспроизведено с сохранением тех же предметных значений, но в составе новых слов. Иначе говоря, одна и та же мысль может быть выражена разными словами. Целая группа мыслей может быть заменена одним или несколькими словами. Так, по мере усложняющегося синтеза и эквивалентных замен сохраняются лишь пути связей, ходы мысли, способы соединения, по которым может быть восстановлен эквивалентный словесный ряд. Когда этот процесс завершился, можно сказать, что состоялся прием некоторой системы словесных сообщений. Правильность приема может быть проверена пересказом. Таков путь приспособления для приема речи. Он начинается с анализа и заканчивается синтезом [3 стр. 120 — 124].

Эта система словесных сообщений откладывается в памяти. Память представляет собой процессы сохранения прошлого опыта, делающее возможным его повторное использование в деятельности, в сознании, она служит важнейшей познавательной функцией, лежащей в основе обучения и развития. В памяти сохраняется информация, закодированная в форме образов и в форме языковых кодовых единиц и правил. Механизмы памяти обладают следующими свойствами: запоминанием, сохранением, пониманием и воспроизведением. Память также обладает способностью развития. Она обладает огромным объемом — запасом памяти и входит в целостную структуру личности человека. Структура хранимой в памяти информации имеет способность перестраиваться, например, может изменяться отношение человека к своему прошлому. Память существует в двух формах: долговременной памяти и кратковременной, так называемой оперативной, памяти.

Механизм оперативной памяти принимает от органов восприятия речи информацию в языковых формах и передает ее в долговременную память.

Именно в механизме оперативной памяти подготавливается, конструируется устное или письменное высказывание. Этот процесс протекает на уровне внутренней речи, или мышления, с упреждением, объем которого возрастает по мере речевого развития человека.

Долговременная память — это подсистема, обеспечивающая постоянное сохранение: язык, как правило, хранится, даже при отсутствии его повторения, многие десятилетия, порой всю жизнь. Но лучшее хранение — это воспроизведение, то есть, речь. Долговременная память не только сохраняет огромное количество языковых единиц, но и упорядочивает их, что позволяет в нужный момент передавать их в оперативную память. Память сохраняет и воспроизводит языковые единицы всех уровней — эталоны звучания, фонемы, правила сильных и слабых позиций фонем, эталоны интонаций; слова — так же в виде эталонов, соотнесенных со значениями; фразеологию и эталоны сочетаемости слов; морфологические формы, правила словоизменения и сочетания; правила и модели синтаксических конструкций, внутритекстовых связей, целые заученные тексты, композицию, сюжеты… Объем языковой (речевой) памяти у человека, получившего современное образование, исчисляется сотнями тысяч единиц [7 стр. 26 — 28].