Can we decode phonetic features in inner speech using surface electromyography?

Abstract

Although having a long history of scrutiny in experimental psychology, it is still controversial whether wilful inner speech (covert speech) production is accompanied by specific activity in speech muscles. We present the results of a preregistered experiment looking at the electromyographic correlates of both overt speech and inner speech production of two phonetic classes of nonwords. An automatic classification approach was undertaken to discriminate between two articulatory features contained in nonwords uttered in both overt and covert speech. Although this approach led to reasonable accuracy rates during overt speech production, it failed to discriminate inner speech phonetic content based on surface electromyography signals. However, exploratory analyses conducted at the individual level revealed that it seemed possible to distinguish between rounded and spread nonwords covertly produced, in two participants. We discuss these results in relation to the existing literature and suggest alternative ways of testing the engagement of the speech motor system during wilful inner speech production.

identificação da fala interna por meio da eletromiografia de superfície e da encefalografia

“…Ao realizar o levantamento bibliográfico sobre estudos que tratassem sobre a fala interna foram localizados 17 pesquisas realizadas em nove países, divididas em duas categorias: estudos envolvendo a fala interna e a fala audível (BOWERS et al, 2019;BRADLEY et al, 2019;TØTTRUP et al, 2019;WHITFOR et al, 2017) e aqueles que analisaram apenas a fala interna (ACHANCCARAY; ARTEMIADIS, 2018;GALEGO, 2016;JAHANGIRI. ;SEPULVEDA, 2017;JAHANGIRI et al, 2018;JAHANGIRI;JAHANGIRI;NALBORCZYK et al, 2020;KOIZUMI;UEDA;NAKAO, 2018;KOMEILIPOOR;CESARI. ;DAFFERTSHOFER, 2017;NALBORCZYK et al, 2017;NGUYEN;KARAVAS;PAWAR;DHAGE, 2020;SERESHK et al, 2017;YOSHIMURA et al, 2016).Os trabalhos realizados nas diferentes áreas de pesquisa (Audiologia e Patologia da fala, Ciência da Computação, Engenharia, Neurociência, Neurologia, Psicologia, Tecnologia) são apresentados abaixo nos Quadros 1 e 2.…”

“…Dos 13 trabalhos que tratavam apenas da fala interna, existem sete estudos feitos em língua inglesa (ARTEMIADIS, 2018;JAHANGIRI. ;SEPULVEDA, 2017;JAHANGIRI et al, 2018;JAHANGIRI;JAHANGIRI;ACHANCCARAY;NGUYEN;KARAVAS;PAWAR;DHAGE, 2020;SERESHK et al, 2017), dois em japonês (KOIZUMI; UEDA; NAKAO, 2018;YOSHIMURA et al, 2016), dois no francês (NALBORCZYK et al, 2017;NALBORCZYK et al, 2020), um em português (GALEGO, 2016) e um em holandês (KOMEILIPOOR; CESARI. ; DAFFERTSHOFER, 2017).…”

“…No que diz respeito à técnica empregada para analisar a fala interna, dos quatro estudos sobre fala audível e interna dois utilizaram EEG e EMG (BOWERS et al, 2019;TØTTRUP et al, 2019) e outros dois apenas EGG (BRADLEY et al, 2019;WHITFOR et al, 2017) 2020;SERESHK et al, 2017), sendo que cinco adotaram o sistema 10/10 e quatro o 10/20, que se diferenciam quanto ao número de eletrodos para coletar os sinais corticais. Três outras pesquisas empregaram o EMG, sendo duas em conjunto com EEG, a saber: EGG (sistema 10/20) e EMG (7 eletrodos) (GALEGO, 2016), EGG (sistema 10/20) e EMG (2 eletrodos) (KOMEILIPOOR; CESARI; DAFFERTSHOFER, 2017), e uma apenas emprega o EMG (3 e 4 eletrodos) (NALBORCZYK et al,2017).…”

“…Em relação ao tipo de estímulo para produção da fala interna, dez pesquisas apresentaram para os participantes um estímulo auditivo (BRADLEY et al 2019;GALEGO, 2016;JAHANGIRI et al, 2018;JAHANGIRI;KOIZUMI;UEDA;NAKAO, 2018;KOMEILIPOOR;CESARI;DAFFERTSHOFER, 2017;NALBORCZYK et al, 2020;PAWAR;DHAGE, 2020;WHITFOR et al, 2017;YOSHIMURA et al, 2016) e oito, um estímulo visual (BOWERS et al, 2019;JAHANGIRI. ;SEPULVEDA, 2017;KOIZUMI;UEDA;NAKAO, 2018;KOMEILIPOOR;CESARI.…”

“…No que diz respeito à tarefa empregada para produção da fala interna, foram solicitados em sete estudos que os participantes produzissem a fala interna de palavras (ARTEMIADIS, 2018;GALEGO, 2016;KOIZUMI;UEDA;NAKAO, 2018;NALBORCZYK et al, 2020;NGUYEN;KARAVAS;PAWAR;DHAGE, 2020;SERESHK et al, 2017;TØTTRUP et al,2019), em mais sete pesquisas se pediu que expressassem mentalmente sílabas (BOWERS et al 2019;BRADLEY et al 2019;JAHANGIRI. ;SEPULVEDA, 2017;JAHANGIRI et al, 2018;JAHANGIRI;JAHANGIRI;ACHANCCARAY;KOMEILIPOOR;CESARI;DAFFERTSHOFER, 2017) e em dois requereram vogais (NGUYEN;KARAVAS;ARTEMIADIS, 2018;YOSHIMURA et al, 2016).…”