言葉を認識する仕組み

概要

人間の脳は、多くの機能を同時に処理する複雑な機械です。言葉を認識する過程では、語彙の中の各単語は、特定の一群のニューロンによって表され、特定のパターンで発火します。単語の始まりを聞くと、これらのユニットの数千が活性化しますが、単語が進むにつれて、これらのユニットの多くは活性を失い、1つのパターンだけが活性化し、1つの単語に対応します。文脈を提供する文の場合、ランダムな単語の連なりよりも認識プロセスが迅速に進みます。私たちの脳は、話す際に無意識の活動を利用して意味を生成し、夜間には新しい知識を単語ネットワークに統合して、言語の常に変化する世界に備えます。

脳はどのように音声を認識するのか？
音声認識における並列処理の役割は何か？
認識された単語の意味をどのようにアクセスするのか？
文脈が音声認識に与える影響は何か？
多言語を話す人々は、異なる言語で単語をどのように認識するのか？
脳はどのように新しい単語を語彙に統合するのか？

Q&A

脳はどのように音声を認識するのか？

脳は、入力された音声が特定の単語と一致する可能性を評価することで音声を認識します。語彙の中の各単語は、特定の一群のニューロンによって表され、特定のパターンで発火します。単語の始まりを聞くと、これらのユニットの数千が活性化することがありますが、単語が進むにつれて、これらのユニットの多くは活性を失い、1つのパターンだけが活性化し、1つの単語に対応します。このプロセスを「認識点」と呼びます。

音声認識における並列処理の役割は何か？

私たちが音声を理解する能力の鍵は、脳の並列処理の役割にあります。ほとんどの理論は、私たちが知っている各単語が、その特定の単語に一致する入力音声の可能性を評価するために1つの処理ユニットで表されると仮定しています。脳の文脈では、単語を表す処理ユニットは、脳の皮質の一群のニューロンの発火活動のパターンである可能性が高いです。単語の始まりを聞くと、これらのユニットの数千が活性化します。単語の始まりだけで、多くの可能な一致があるためです。

認識された単語の意味をどのようにアクセスするのか？

脳は、単語が完全に特定される前に、認識された単語の多くの可能な意味にアクセスします。私たちは、「CA」のような単語の一部分を聞くだけで、「CAPTAIN」や「CAPITAL」などの複数の可能性のある意味を認識し始めることができるという研究から、これを知っています。これは、私たちが単語を聞くたびに、私たちの心の中に短い間、意味の爆発が起こることを示唆しており、認識点に達すると、脳は1つの解釈に落ち着いています。

文脈が音声認識に与える影響は何か？

文脈は、私たちが単語を認識するのを助けるために重要な役割を果たします。文脈を提供する文の場合、認識プロセスがランダムな単語の連なりよりも迅速に進みます。文脈は、多義語の意図された意味に向かうように私たちを導くのにも役立ちます。「BAT」や「CRANE」のように、複数の解釈を持つ単語、または「NO」や「KNOW」のような同音異義語の場合も同様です。多言語を話す人々にとっては、聞いている言語