Enligt en språklig undersökningsrapport, folk blandar ofta ihop uttalet av /hi/ med det av /si/ på dialekten Tokyo och Tohoku-regionen i Japan. Ett team av forskare vid Toyohashi University of Technology och National Institute for Japanese Language and Linguistics (NINJAL) fann att förvirringen berodde på att tungans artikulation varierade i tvärriktningen medan tungspetsen är placerad på samma ställe för artikulationen. Studien publicerades online i Journal of the Acoustical Society of America den 7 april, 2021.

På japanska språket, konsonanten /s/ följt av vokal /i/ är skild från /s/ följt av andra vokaler /sa/, /s?/, /se/, och så/, på grund av den palataliserade tungartikulationen. Liknande, /h/ följt av /i/ är skild från /h/ följt av de andra vokalerna /ha/, /hu/, /han/, och /ho/. I båda fallen, artikulationen är palataliserad och ofta förvirrad. Till exempel, de första stavelserna i japanska ord /higasi/ "öst" och /hige/ "mustasch" uttalas ofta /sigasi/ och /sige/, respektive, i Tokyo och en stor del av Tohoku-regionen i Japan. Dessutom, den initiala stavelsen av /sicigatsu/ "juli" uttalas variabelt som /hicigatsu/ i hela Japan. Detta fenomen var redan känt av forskare inom lingvistik. Dock, det var fortfarande oklart hur den akustiska kontrasten mellan de två ljuden /hi/ och /si/ reflekterades från deras artikulation.

I den här studien, forskarna observerade tungrörelsen under artikulationen av en japansk mening "korega hisi gata" ("Detta är en romboid form.") av 10 japanska försökspersoner som använder realtids-MR och fann att 3 försökspersoner uttalade /hi/ och /si/ med nästan identiska artikulationsställen, medan den akustiska kontrasten mellan /hi/ och /si/ var hörbar.

För att undersöka hur den akustiska kontrasten bildades med en till synes identisk artikulationsplats, forskargruppen genomförde numeriska flödessimuleringar på orala modeller med hjälp av en superdator. Resultaten visade att den akustiska kontrasten mellan /hi/ och /si/ kan produceras av skillnaden i tungform i tvärriktningen utan att ändra platsen för artikulationen.

I klassificeringen av det internationella fonetiska alfabetet (IPA), artikulationsplatsen definieras huvudsakligen av läget för förträngningen av den orala passagen i anterior-posterior riktning. Dock, de aktuella fynden visar möjligheten att ändra ljuden av /hi/ och /si/ med olika tungformer i tvärriktningen, föreslår nödvändigheten av att inkludera en ny parameter för IPA.

"Uttalen av /hi/ och /si/ används ofta på japanska och artikuleras oavsiktligt i ett dagligt samtal, " säger huvudförfattaren Tsukasa Yoshinaga, biträdande professor vid Toyohashi University of Technology. "Dock, att simulera produktionen av dessa ljud i våra munnar, vi måste exakt beräkna genereringen av många små virvlar i turbulent luftflöde och ljudutbredningen från dessa virvlar. För att simulera dessa virvlar, cirka 80 miljoner beräkningsnätpunkter sattes, och formlerna löstes på rutnäten med hjälp av en superdator. Vi blev glada när vi hittade små virvlar som orsakade den akustiska kontrasten mellan /hi/ och /si/ i simuleringsresultaten."

För framtida forskning, forskargruppen tror att förståelse av orsaken till den akustiska kontrasten mellan /hi/ och /si/ kommer att ge användbar information för att få flyt i japansk artikulation. Dessutom, kunskap om tungledd i tvärriktningen kan vara användbar för rehabilitering av artikulationsstörningar hos logopeder. För närvarande, medförfattare Kikuo Maekawa, professor vid NINJAL, utvecklar en databas med artikulatoriska filmer av realtids-MR. Ytterligare analys för de andra stavelserna kommer att ge oss användbar information för logopeder såväl som elever i japanska som andraspråk.