Как мозг воспринимает иностранные звуки и почему взрослым так трудно дается правильное произношение

Каждый, кто пробовал учить иностранный язык во взрослом возрасте, сталкивался с одной и той же проблемой: некоторые звуки кажутся практически одинаковыми, а собственное произношение звучит с неизбежным акцентом. Десятилетиями считалось, что причина кроется в нетренированности речевого аппарата — губ, языка и связок. Однако современные исследования показывают, что главная причина находится не во рту, а в мозге.

В лингвистике и нейробиологии долгое время идет дискуссия о том, как именно связаны восприятие речи на слух и ее физическое воспроизведение. Если человек начинает лучше различать иностранные звуки на слух, станет ли он автоматически лучше их произносить? Или слуховой отдел мозга и моторные центры, управляющие речью, работают независимо друг от друга?

Группа исследователей из Калифорнийского университета в Ирвайне и Национального университета Ян Мин Чиао Тун на Тайване провела масштабный эксперимент. Ученые У Чи-Чао Чанг, Чун-Тин Чень и Ю-Ань Лу опубликовали результаты работы в научном журнале Second Language Research. Им удалось выяснить, что связь между слухом и произношением действительно существует, но работает она гораздо сложнее и избирательнее, чем считалось ранее.

Из чего состоят гласные звуки

Чтобы понять суть открытия, необходимо разобраться, по каким физическим параметрам мозг различает гласные звуки. У любого гласного звука есть две основные характеристики:

1. Спектральный состав (или качество звука). Этот параметр зависит от формы ротовой полости, положения языка и того, насколько широко открыт рот. Именно спектральные характеристики позволяют нам на слух отличить звук [и] от звука [э].
2. Длительность. Это время в миллисекундах, в течение которого мы удерживаем звук.

В английском языке существуют так называемые «напряженные» и «ненапряженные» гласные. Например, в паре слов beat (бить) и bit (кусок) используются гласные [i] и [ɪ]. В паре bat (летучая мышь) и bet (ставка) используются гласные [æ] и [ɛ].

Носители английского языка, произнося и воспринимая эти слова, ориентируются в первую очередь на качество звука — то есть на положение языка и рта. Длительность звучания для них играет лишь второстепенную роль.

У носителей китайского языка (мандаринского наречия) слуховой опыт устроен совершенно иначе. В китайском языке нет разделения гласных на напряженные и ненапряженные, а длительность звука не меняет смысл слова. При этом в китайском языке есть звук, очень похожий на английский [i] (как в слове beat), но нет аналогов для английских звуков [ɪ] (bit), [æ] (bat) и [ɛ] (bet).

Когда взрослый носитель китайского языка начинает учить английский, его мозг сталкивается с акустической неопределенностью. Ему нужно научиться разделять звуки, для которых в его родном языке нет готовых полок.

Как устроен эксперимент с 49 звуками

Чтобы выяснить, как мозг обучающихся справляется с этой задачей, исследователи создали специальный набор звуковых стимулов. Использовать обычные записи живой речи было нельзя, так как в них невозможно точно разделить длительность звука и его спектральное качество.

С помощью компьютерных программ пересинтеза речи ученые взяли естественные записи английских слов и создали искусственную матрицу звуков. Они плавно меняли качество звука от одного края к другому за 7 шагов, и точно так же за 7 шагов меняли длительность звучания — от 100 миллисекунд (очень короткий звук) до 340 миллисекунд (очень длинный звук).

В результате получилась сетка из 49 уникальных звуковых файлов для каждой пары слов:

• 7 вариантов качества звука (от bit к beat)
• умноженные на 7 вариантов длительности (от 100 до 340 мс)

В исследовании приняли участие 25 взрослых носителей китайского языка, изучающих английский. Эксперимент состоял из двух последовательных этапов.

Этап 1. Тест на слуховое восприятие

Участникам через наушники проигрывали каждый из 49 звуков в случайном порядке. На экране компьютера отображались два слова (например, beat и bit). Участник должен был быстро нажать клавишу и выбрать слово, которое, как ему показалось, он только что услышал. Этот тест показал, на какой именно параметр — длительность или качество звука — ориентируется слух каждого конкретного человека.

Этап 2. Тест на точность произношения (имитация)

Участникам снова проигрывали звуки из созданного набора, включая неоднозначные, промежуточные варианты, находящиеся ровно посередине между двумя словами. Задача участников заключалась в том, чтобы максимально точно повторить услышанный звук в микрофон сразу после его звучания.

После этого исследователи провели точный акустический анализ всех записанных голосов. Специальные программы измерили формантные частоты (положение рта и языка) и длительность каждым произнесенным участниками гласным.

Результат 1. Мозг связывает слух и речь только по одной выбранной оси

Анализ данных показал неожиданную картину. Выяснилось, что связь между тем, как человек слышит звук, и тем, как он его произносит, не является общей. Она работает строго по той физической характеристике, которую мозг выбрал в качестве основной для данного конкретного контраста.

Пара beat-bit (/i, ɪ/)

При восприятии этой пары на слух китайские участники почти полностью проигнорировали качество звука (положение рта). Вместо этого они опирались исключительно на длительность: если звук был длинным, они классифицировали его как beat, если коротким — как bit.

Когда ученые сопоставили результаты слухового теста и записи произношения, обнаружилась четкая закономерность:

• Участники, которые при слуховом анализе сильнее полагались на длительность звука, в своем произношении также делали разницу между beat и bit за счет длительности.
• При этом качество звука (положение языка и рта) в их речи никак не было связано с тем, что они слышали. Человек мог отлично различать звуки на слух, но его речевой аппарат продолжал произносить их с одинаковым положением языка.

Пара bat-bet (/æ, ɛ/)

С этой парой ситуация оказалась противоположной. Поскольку в китайских школах и университетах преподаватели часто делают акцент на том, что при произношении звука [æ] нужно широко открывать рот, участники при слуховом анализе этой пары ориентировались именно на качество звука (спектр), а не на его длительность.

И в этом случае индивидуальные результаты снова совпали:

• Те участники, которые в слуховом тесте точнее ориентировались на положение рта, в тесте на произношение делали более четкую спектральную разницу между bat и bet.
• Длительность звука в этой паре перестала влиять на точность произношения.

Главный вывод первой части исследования: Слух и речь во иностранном языке связаны не «в целом», а строго по отдельным физическим параметрам. Если мозг привык оценивать звук по его длине, то и произношение будет корректироваться только по длине. Если мозг оценивает звук по положению языка, произношение будет меняться по положению языка.

Результат 2. Как родной язык мешает производить точные звуки

Вторая часть исследования касалась того, что происходит, когда человеку дают послушать полностью неопределенный, гибридный звук — ровно посередине между двумя английскими гласными.

Здесь проявилось различие между звуками, у которых есть близкие аналоги в родном языке, и звуками, у которых таких аналогов нет.

Случай 1. Когда у звука есть «родственник» в родном языке

Для пары beat-bit таким «родственником» оказался китайский звук /i/. Он звучит очень похоже на английский [i] в слове beat.

Когда участникам проигрывали неопределенный, промежуточный звук между beat и bit, их мозг автоматически классифицировал его как привычный родной звук /i/. В результате при попытке повторить этот неопределенный звук почти все участники произносили его одинаково — сдвигая качество звука к своему родному китайскому [i].

Наличие устойчивой категории в родном языке сработало как барьер. Оно разрушило прямую связь между индивидуальными слуховыми настройками человека и его произношением. Каким бы чутким ни был слух участника, его речевой аппарат выдавал привычный шаблон родного языка.

Случай 2. Когда у звука нет аналогов в родном языке

Для пары bat-bet (/æ, ɛ/) в китайском языке нет ни одного близкого аналога. В родной речи участников отсутствовали готовые шаблоны для этих звуков.

В этом случае при прослушивании неопределенного звука никакого общего сдвига к родному языку у группы не произошло. Вместо этого сработала чистая индивидуальная связь:

• Участники, которые на слух склонны были считать неопределенный звук скорее звуком [æ], произносили его с более широким открытием рта.
• Участники, которые на слух склонны были считать его звуком [ɛ], произносили его с менее открытым ртом.

При отсутствии давления со стороны родного языка связь между слуховым восприятием и произношением проявилась в чистом виде: индивидуальные особенности слуха напрямую определяли то, как человек произносил неопределенный звук.

Что это означает для науки и практики

Результаты исследования ученых из США и Тайваня дают возможность по-новому взглянуть на процессы, происходящие в мозге при изучении иностранного языка.

1. Слух и речь используют общую систему координат, но покомпонентно

Эксперимент доказал, что слуховая система и моторная система речи действительно используют общие ментальные карты. Однако эти карты не являются монолитными. Мозг создает отдельные каналы связи для длительности звука и для его спектрального качества. Обучение по одному каналу (например, по длительности) не означает автоматической настройки другого канала (по положению языка).

2. Родной язык создает устойчивые шаблоны

Если в родном языке человека есть звук, похожий на иностранный, мозг будет подгонять звучание иностранного слова под этот привычный шаблон. Это объясняет, почему от определенных видов акцента крайне трудно избавиться простым пассивным прослушиванием речи.

3. Занятия над произношением должны быть точечными

Традиционный подход к преподаванию иностранных языков часто сводится к общему совету: «больше слушайте носителей языка». Однако исследование показывает, что простое прослушивание не всегда приводит к изменению произношения.

Чтобы взрослый человек научился правильному произношению, его внимание нужно искусственно переправлять на те физические параметры звука, которые он привык игнорировать. Например, носителей китайского языка при изучении пары beat-bit нужно специально переучивать: отучать их обращать внимание на длину звука и учить фокусироваться на положении языка и напряжении мышц ротовой полости.

Сенсомоторная система человека сохраняет пластичность и во взрослом возрасте. Однако связь между слухом и речью работает по строгим внутренним правилам, учитывающим каждую физическую характеристику звука в отдельности.

Источник: Second Language Research