语音产生过程的神经生理建模与控制

Exploring the neural mechanism of speech production not only benefit the understanding the brain function for speech, but also helps millions of people who suffer from various speech disorder. This study aims to explore the neural mechanism of speech production from brain function integration point of view, and build up a neuro-physiological articulatory model that embodies the entire neural and physiological process of speech production. This study uses brain imaging technology, electromyography, and electromagnetic articulography to analyze brain activities, muscle activation patterns, articulations, and monitoring mechanisms of the auditory and somatosensory feedback during human speech production. The knowledge based statistical learning method would be adopted to build up the mapping between brain activation, articulation, and acoustic parameters. This study would reveal the neural control mechanism of speech production based on comparisons using model simulations and observations, develops a neural control theory of speech production, and applies it to the cause analysis of speech disorders, and furthermore explores the possibilities of recovering the normal speech functions to provide effective assistances for speech rehabilitation and therapy.

探索人类语音产生过程的神经控制机制不仅有利于揭示大脑言语功能的奥秘,而且有助于全国数以百万计的言语障碍患者的治疗与康复。本研究将从大脑功能整合的角度探索语音产生过程的神经控制机理，构建从神经控制到物理实现的反映语音产生全过程的神经生理模型。本研究将运用脑成像技术、肌电测量技术、发音观测装置等记录和分析语音产生过程中的大脑言语区的活动、相关肌肉的活动模式以及调音器官的发音运动，分析语音产生过程中大脑的听觉/体觉反馈监测机理；采用知识框架和统计学习相结合的方法，建立限定语言条件下的语音产生过程的大脑活动、发音运动以及声学参数之间的映射关系。本研究主要通过观测数据和计算平台仿真结果的对比和分析，揭示大脑的语音产生神经控制机理，进一步完善语音产生的神经控制理论，并将其应用于分析言语障碍及发音缺陷的起因，进而从机理上探索恢复正常发音功能的可能途径，为言语康复训练提供有效的辅助工具。

探索人类语音产生过程的神经控制机制不仅有利于揭示大脑言语功能的奥秘，而且有助于全国数以百万计的言语障碍患者的治疗与康复。本研究从大脑功能整合的角度探索了语音产生过程的神经控制机理，构建了从神经控制到物理实现的反映语音产生全过程的神经生理模型。本研究运用脑成像技术、肌电测量技术、发音观测装置等记录和分析了语音产生过程中的大脑言语区的活动、相关肌肉的活动模式以及调音器官的发音运动，探究了语音产生过程中大脑的听觉/体觉反馈监测机理；采用了知识框架和统计学习相结合的方法，探究了限定语言条件下的语音产生过程的大脑活动、发音运动以及声学参数之间的映射关系；通过观测数据和计算平台仿真结果的对比和分析，揭示了大脑语音产生神经控制机理，完善了语音产生的神经控制理论，并将其应用于分析言语障碍及发音缺陷的起因，从机理上探索了恢复正常发音功能的可能途径，为言语康复训练提供了有效的辅助工具。