КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 25-28-01349

НазваниеИсследование вклада семантического и ритмического компонентов в нейронное отслеживание естественной речи

Руководитель Рогачёв Антон Олегович

Организация финансирования, регион Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Научно-технологический Университет "СИРИУС" , Краснодарский край

Конкурс №102 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-552 - Психофизиология, психогенетика, сравнительная психология, зоопсихология, эволюционная психология

Ключевые слова ЭЭГ, нейронное отслеживание, функция временного отклика, естественная речь, семантика, ритм, восприятие речи, мозговые механизмы

Код ГРНТИ15.21.35


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Ожидаемые результаты
В ходе реализации проекта будет проведен психофизиологический эксперимент, направленный на оценку механизмов нейронного отслеживания естественной речи в нескольких условиях: обычной естественной речи, речи, подобной естестественной по акустическим и фонетическим характеристикам, но лишенной семантического содержания и контекста, а также ритмичной естественной речи (стихотворений) и, аналогично, ритмичной речи, подобной естественной, но лишенной семантического содержания и контекста. Это позволит выявить различия в мозговых механизмах нисходящей обработки речевой информации и определить функциональный вклад семантического содержания речи и наличия ритма, заданного речевым стимулом, в механизмы ее нейронного отслеживания. Будет проведен многоуровневый анализ полученных данных (на акустическом, фонологическом, лексическом и семантическом уровнях), что позволит установить специфику влияния нисходящих процессов на обработку речевой информации на отдельных уровнях. Дизайн исследования, заключающийся в контроле ритма, лексического и семантического содержания речевых стимулов, позволит получить новые данные о мозговых механизмах, лежащих в основе нейронного отслеживания, и об их природе: относятся ли они к процессам настройки ритмов коры головного мозга на ритм стимула, или их роль заключается в предиктивном кодировании речевой информации.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Основная цель проекта – изучение нейронного отслеживания естественной речи в зависимости от её семантической и ритмической структуры с применением методов электроэнцефалографии (ЭЭГ) и функции временного отклика (ФВО). В течение отчётного года были выполнены следующие основные задачи: 1. Разработка и лингвистическая разметка речевого стимульного материала. Были созданы оригинальные стимульные материалы двух типов: прозаические (повествовательные и описательные) и стихотворные тексты для изучения фактора ритма. Проведён лингвистический анализ текстов, включая оценку структурной и лексической сложности, а также читаемости по формуле Флеша. Для обеспечения сопоставимости текстов выполнена их адаптация по лингвостатистическим показателям. На основе оригинальных текстов разработаны десемантизированные версии на морфологическом и синтаксическом уровнях для контроля эффекта семантичности. При этом использовались как традиционные лингвистические методы (радиксация, лемматизация), так и инструменты искусственного интеллекта (ChatGPT 4o). Также выполнена фонологическая разметка материалов в соответствии с принципами Ленинградской фонологической школы. 2. Запись и программирование экспериментальной парадигмы. Все стимульные материалы (24 аудиозаписи) были записаны диктором в контролируемых условиях: прозаические тексты – в естественной манере, стихотворные – под метроном (100 уд/мин). Экспериментальная парадигма реализована в среде Presentation. Было создано несколько псевдослучайных последовательностей стимулов. Для поддержания внимания участников в ходе исследования были подобраны нейтральные видео, а также разработаны закрытые вопросы по содержанию текстов. После тестирования и отладки парадигмы проведён рекрутинг 33 участников (18 женщин, 15 мужчин, средний возраст 25±3,75 лет). Все участники – монолингвы без неврологических и психиатрических заболеваний в анамнезе. В ходе исследования проводилась регистрация ЭЭГ на 160-канальной системе BrainVision actiCHamp с частотой дискретизации 1000 Гц. 3. Разработка протокола анализа данных и предварительный анализ. Составлен протокол предобработки ЭЭГ, включающий фильтрацию (0,1–8 Гц), интерполяцию плохих каналов, удаление артефактов методом независимых компонент и перереферирование записей ЭЭГ на усредненный электрод. Для предварительного анализа данных был выбран акустический компонент естественной речи (широкополосная огибающая аудиосигнала). Была вычислена функция временного отклика в окне от -100 до 600 мс. Проведён предварительный статистический анализ с использованием пермутационного кластерного дисперсионного анализа. Обнаружены статистически значимые эффекты ритма и семантики на морфологию и топографию ФВО, а также влияние фактора степени семантичности текста на распределение коэффициентов прогнозирования – показателей нейронного отслеживания. Научные публикации и представление результатов Опубликована статья «A functional systems view on neural tracking of natural speech» в журнале Frontiers in Systems Neuroscience (Scopus, Q1), где предложена теоретическая интерпретация феномена нейронного отслеживания в контексте теории функциональных систем П. К. Анохина, что ставит новые теоретические и эмпирические вопросы перед исследованиями нейронного отслеживания. Результаты работы по проекту представлены на двух конференциях: – 12-я летняя нейролингвистическая школа НИУ ВШЭ (Москва, 2025) (стендовый доклад «Опыт применения искусственного интеллекта в разработке асемантичных стимульных материалов для исследования нейронного отслеживания естественной речи»); – VIII Международный форум «Cognitive Neuroscience – 2025» (Екатеринбург, 2025) (устный доклад «Влияние семантики на нейронное отслеживание акустического компонента естественной речи»).

 

Публикации

1. Рогачёв А.О., Сысоева О.В. A functional systems view on neural tracking of natural speech Frontiers in Systems Neuroscience, Rogachev A. O., Sysoeva O. V. A functional systems view on neural tracking of natural speech //Frontiers in Systems Neuroscience. – 2025. – Т. 19. – С. 1658243. (год публикации - 2025)
10.3389/fnsys.2025.1658243