Die kategoriale Wahrnehmung von Phonemen beschreibt das Phänomen, dass Phoneme bei der Klassifizierung häufig in verschiedene Kategorien eingeteilt werden, obwohl sie physikalisch einem Kontinuum entlang einer Merkmalsdimension folgen.Während Konsonanten wie Plosive vorgeschlagen wurden, kategorisch wahrgenommen zu werden, wurde die Darstellung von Vokalen als kontinuierlicher beschrieben. Wir wollten diesen Unterschied in der Repräsentation auf verhaltens- und neurophysiologischer Ebene mit der humanen Magnetoenzephalographie (MEG) testen.

Zu diesem Zweck haben wir Stimuli entworfen, die auf natürlicher Sprache basieren, indem wir entlang eines phonologischen Kontinuums morphen, das Änderungen des stimmhaften Stoppkonsonanten oder des stationären Vokals einer Konsonantenvokal-Silbe (CV) mit sich bringt. Dann, während der Aufnahme von MEG, präsentierten wir den Teilnehmern aufeinanderfolgende Paare von entweder gleichen oder verschiedenen CV-Silben. Die Unterschiede waren so, dass entweder beide CV-Silben aus derselben Kategorie stammten oder zu verschiedenen Kategorien gehörten. Während des MEG-Experiments diskriminierten die Teilnehmer aktiv die Reizpaare.

In Bezug auf das Verhalten stellten wir fest, dass die Unterscheidung für die Zwischen- im Vergleich zum Kontrast innerhalb der Kategorie für Konsonanten und Vokale einfacher war. Dieser kategoriale Effekt war jedoch für die Konsonanten im Vergleich zu Vokalen signifikant stärker, was einer kontinuierlicheren Darstellung von Vokalen entspricht. Auf neuronaler Ebene beobachteten wir eine signifikante Repetitionsunterdrückung von MEG-evozierten Feldern, d.h. niedrigere Amplituden für dasselbe im Vergleich zu verschiedenen Stimuluspaaren, bei etwa 430 bis 500 ms nach dem Einsetzen des zweiten Stimulus. Die Quellenrekonstruktion ergab mehrere Quellen dieses Repetitionsunterdrückungseffekts im linken oberen temporalen Sulcus und Gyrus, posterior zu Heschl׳ s Gyrus. Eine Region-of-Interest-Analyse innerhalb dieser Region zeigte einen klaren kategorialen Effekt für Konsonanten, aber nicht für Vokale, was einen weiteren Beweis für die wichtige Rolle der linken oberen temporalen Bereiche bei der kategorialen Repräsentation während der aktiven Phonemdiskriminierung liefert.