12 6 月, 2024

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大脑如何破译嘈杂房间里的讲话?

大脑如何破译嘈杂房间里的讲话?

概括: 研究人员发现,在嘈杂的环境中,大脑会根据语音的音量和我们对语音的关注程度对语音进行不同的解码。

他们利用神经记录和计算机模型进行的研究表明,当你在较大的声音中难以听清对话时,当声音很容易被听到时,我们的大脑会清楚地编码音频信息。 这对于增强隔离现有语音的助听器至关重要。

这项研究可能会导致听觉注意力解码系统的重大改进,特别是对于脑控助听器。

关键事实:

  1. 研究表明,我们的大脑在嘈杂的环境中对音频信息进行不同的编码,这取决于我们关注的语音音量和注意力水平。
  2. 研究人员使用神经记录来生成大脑活动的预测模型,表明“瞥见”和“伪装”的音频信息在我们的大脑中是分开编码的。
  3. 这一发现可能会导致助听器技术的重大发展,特别是在改进脑控助听器的听觉注意力解码系统方面。

来源:

由博士领导的研究人员

6 月 6 日发表于开放获取期刊 生物学加该研究结合使用神经记录和计算机建模来表明,当我们听到语音被更大的声音淹没时,声音信息的编码方式与相反情况下的编码方式不同。

这些发现可能有助于改善通过隔离当前语音来工作的助听器。

在拥挤的房间里集中精力讲话可能很困难,尤其是当其他声音更大时。 然而,同样放大所有声音对提高隔离这些难以听到的声音的能力几乎没有作用,而且仅试图放大受控语音的助听器在实际使用中仍然太不准确。

图片来源:神经科学新闻

为了更好地了解在这些情况下如何处理语音,哥伦比亚大学的研究人员记录了癫痫患者在接受脑部手术时植入大脑的电极的神经活动。 患者被要求注意一种声音,这种声音有时比另一种声音大(“peeps”),有时则更小(“伪装”)。

研究人员使用神经记录来生成大脑活动的预测模型。 模型表明,“明亮”语音的语音信息在大脑的初级和次级听觉皮层中都被编码,并且相关的语音编码在次级新皮层中得到增强。

相比之下,“伪装”语音的音频信息只有在它是视觉音频时才会被编码。 最后,“伪装”语音的语音编码比“讨人喜欢”的语音编码晚。 由于“瞥见”和“伪装”的音频信息似乎是分开编码的,因此专注于仅对出现的“伪装”部分进行解码可能会改进脑控助听器的听觉注意力解码系统。

该研究的主要作者 Vinay Raghavan 说:“当在嘈杂的地方听某人说话时,你的大脑会恢复它在背景噪音太大时遗漏的内容。你的大脑还可以拾取你没有集中注意力的部分语音上,但只有当你正在听的人比较安静时。”。

关于这项研究 听觉神经科学新闻

作者: 尼玛·马斯加拉尼
来源:
沟通: 格蕾丝·马斯加拉尼 – Plus
图片: 图片来自 Neuroscience News

原始搜索: 开放访问。
独特的神经编码,可在多人交谈的情况下进行出色且有说服力的演讲由 Nima Masgarani 等人撰写。 生物学加


总结

独特的神经编码,可在多人交谈的情况下进行出色且有说服力的演讲

人类可以很容易地在多字符环境中聆听单个说话者的声音,并且仍然可以在背景中拾取语音片段; 然而,目前尚不清楚我们如何看待有说服力的言论以及非针对性言论的处理程度。

一些模型表明感知可以通过窥视来实现,窥视是说话者比背景能量更多的频谱时间区域。 然而,其他模型需要恢复蒙版区域。

为了阐明这个问题,我们直接从神经外科患者的初级和非初级听觉皮层 (AC) 记录,同时在多说话者语音中关注单个说话者,并训练时间响应函数模型以预测来自明亮和掩蔽刺激特征的高伽马神经活动.

我们发现明亮的语音是在目标和非目标说话者的声音特征水平上编码的,在非核心 AC 中增强了目标语音的编码。 相比之下,发现只有掩蔽的声音特征被编码到目标,与钝的声音特征相比具有更长的响应时间和不同的解剖组织。

这些发现指出了无提示和隐藏语音编码的独立机制,并为语音感知的类提示模型提供了神经证据。

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