Klausīšanās smadzenēs “Kokteiļu ballītes efekts”
Daži cilvēki var koncentrēties uz vienu runātāju, neskatoties uz apkārtējo vidi, kas aizsedz cilvēka balsi. Iestatījums var būt klase, bārs vai sporta pasākums - spēja nav unikāla, un psihologi to ir raksturojuši kā “kokteiļu ballītes efektu”.
Jauns pētniecības darbs, ko vadīja Kalifornijas universitāte - Sanfrancisko neiroķirurgs un pēcdoktorants, bija vērsts uz to, kā atklāt selektīvo dzirdi smadzenēs.
Edvards Čangs, MD un Nima Mesgarani, doktors, strādāja ar trim pacientiem, kuriem tika veikta smadzeņu operācija smagas epilepsijas dēļ.
Daļa no šīs operācijas ietver smadzeņu daļu noteikšanu, kas ir atbildīgas par krampju atspējošanu. Šis vingrinājums ietver smadzeņu darbības kartēšanu nedēļas laikā, ar plānu loku līdz 256 elektrodiem, kas novietoti zem galvaskausa uz smadzeņu ārējās virsmas vai garozas. Elektrodi reģistrē aktivitāti laika daivā - dzirdes garozas mājvietā.
Čans sacīja, ka spēja droši ierakstīt intrakraniālos ierakstus sniedz unikālas iespējas, lai padziļinātu pamatzināšanas par smadzeņu darbību.
"Augstas izšķirtspējas smadzeņu ierakstu un spēcīgu dekodēšanas algoritmu kombinācija paver logu uz subjektīvo prāta pieredzi, kuru mēs vēl nekad neesam redzējuši," sacīja Čangs.
Eksperimentos pacienti klausījās divus vienlaikus atskaņotus runas paraugus, kuros dažādi runātāji runāja dažādas frāzes. Viņiem tika lūgts identificēt vārdus, kurus dzirdēja viens no diviem runātājiem.
Pēc tam autori izmantoja jaunas dekodēšanas metodes, lai “rekonstruētu” to, ko subjekti dzirdēja, analizējot viņu smadzeņu darbības modeļus.
Pārsteidzoši, ka autori atklāja, ka nervu atbildes dzirdes garozā atspoguļo tikai mērķa runātāja atbildes. Viņi atklāja, ka viņu dekodēšanas algoritms varēja paredzēt, kuru runātāju un pat kādus konkrētus vārdus subjekts klausījās, pamatojoties uz šiem neironu modeļiem. Citiem vārdiem sakot, viņi varēja pateikt, kad klausītāja uzmanība tiek pievērsta citam runātājam.
"Algoritms darbojās tik labi, ka mēs varējām paredzēt ne tikai pareizās atbildes, bet arī tad, kad viņi pievērsa uzmanību nepareizam vārdam," sacīja Čangs.
Jaunie atklājumi liecina, ka runas attēlojums garozā ne tikai atspoguļo visu ārējo akustisko vidi, bet gan tikai to, ko mēs patiešām vēlamies vai mums ir jādzird.
Tie ir nozīmīgs progress, lai saprastu, kā cilvēka smadzenes apstrādā valodu, un tas nekavējoties ietekmē novecošanās traucējumu, uzmanības deficīta traucējumu, autisma un valodas mācīšanās traucējumu izpēti.
Turklāt Čangs saka, ka mēs kādreiz varēsim izmantot šo tehnoloģiju neiroprotezēšanas ierīcēm, lai atšifrētu paralizēto pacientu nodomus un domas, kuras nevar sazināties.
Izpratne par to, kā mūsu smadzenes tiek savienotas, lai priekšroku dotu dažiem dzirdes signāliem, nevis citi, var veicināt jaunas pieejas automatizēt un uzlabot to, kā balss aktivizētās elektroniskās saskarnes filtrē skaņas, lai pareizi noteiktu verbālās komandas.
Metode, ar kuru smadzenes var tik efektīvi koncentrēties uz vienu balsi, ir būtiska interese uzņēmumiem, kas izstrādā elektroniskas ierīces ar balss aktīvām saskarnēm.
Lai gan balss atpazīšanas tehnoloģijas, kas nodrošina tādas saskarnes kā Apple Siri, pēdējos gados ir gājušas garu ceļu, tās ne tuvu nav tik izsmalcinātas kā cilvēka runas sistēma. Piemēram, vidusmēra cilvēks var samērā viegli ieiet trokšņainā telpā un sarunāties privāti - it kā visas pārējās telpā esošās balsis būtu izslēgtas.
Runas atpazīšana, sacīja Mesgarani, inženieris ar automātiskās runas atpazīšanas pētījumu fona, ir “kaut kas tāds, kas cilvēkiem ir ārkārtīgi labs, taču izrādās, ka mašīniski atdarināt šo cilvēka spēju ir ārkārtīgi grūti”.
Pētījuma raksts parādās žurnālā Daba.
Avots: Kalifornijas Universitāte, Sanfrancisko (UCSF)
