Πώς μπορεί ο εγκέφαλος να αναγνωρίσει μία φωνή ενός γνωστού ομιλητή και να αγνοήσει κάποια άλλη;
Στην πραγματικότητα κάνει ένα επιπλέον βήμα για να κατανοήσει τις λέξεις που προέρχονται από τον ομιλητή που ακούει, και δεν κάνει αυτό το βήμα με τις άλλες λέξεις που στροβιλίζονται γύρω από τη συζήτηση. “Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η ακουστική τόσο της ιστορίας που παρακολουθείται όσο και της ιστορίας που δεν παρακολουθείται ή αγνοείται επεξεργάζεται με παρόμοιο τρόπο”, δήλωσε ο Lalor, επικεφαλής της μελέτης που διενεργήθηκε στο εργαστήριο του. “Διαπιστώσαμε όμως ότι υπάρχει σαφής διάκριση μεταξύ του τι συνέβαινε στη συνέχεια στον εγκέφαλο”.
Για τη μελέτη αυτή, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο The Journal of Neuroscience, οι συμμετέχοντες άκουγαν ταυτόχρονα δύο ιστορίες, αλλά τους ζητήθηκε να εστιάσουν την προσοχή τους μόνο σε μία. Χρησιμοποιώντας καταγραφές εγκεφαλικών κυμάτων EEG, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ιστορία στην οποία οι συμμετέχοντες είχαν εντολή να δώσουν προσοχή μετατράπηκε σε γλωσσικές μονάδες γνωστές ως φωνήματα – πρόκειται για μονάδες ήχου που μπορούν να διακρίνουν τη μία λέξη από την άλλη – ενώ η άλλη ιστορία δεν μετατράπηκε. “Αυτή η μετατροπή είναι το πρώτο βήμα προς την κατανόηση της ιστορίας που παρακολουθούσαν”, δήλωσε ο Lalor.
“Οι ήχοι πρέπει να αναγνωρίζονται ως αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες γλωσσικές κατηγορίες όπως τα φωνήματα και οι συλλαβές, ώστε να μπορούμε τελικά να προσδιορίσουμε ποιες λέξεις ομιλούνται — ακόμη και αν ακούγονται διαφορετικές — για παράδειγμα, ομιλούνται από ανθρώπους με διαφορετική προφορά ή διαφορετικό τόνο φωνής”. Συν-συγγραφείς στην εργασία αυτή είναι ο μεταπτυχιακός φοιτητής του Ρότσεστερ Farhin Ahmed και η Emily Teoh του Trinity College του Πανεπιστημίου του Δουβλίνου.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Science Foundation of Ireland, το Irish Research Council Government of Ireland, το Del Monte Institute for Neuroscience Pilot Program και το National Institute on Deafness and Other Communication Disorders.
Η εργασία αυτή αποτελεί συνέχεια μιας μελέτης του 2015 με επικεφαλής τον Lalor, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cerebral Cortex. Η εν λόγω έρευνα βραβεύτηκε πρόσφατα με το βραβείο Misha Mahowald 2021 για τη νευρομορφική μηχανική για τον αντίκτυπό της στην τεχνολογία που αποσκοπεί στο να βοηθήσει τους ανθρώπους με αναπηρία να βελτιώσουν την αισθητηριακή και κινητική αλληλεπίδραση με τον κόσμο, όπως η ανάπτυξη καλύτερων φορητών συσκευών, π.χ. ακουστικά βαρηκοΐας. Η έρευνα προέκυψε από το Telluride Neuromorphic Engineering Cognition Workshop του 2012 και οδήγησε στο πρόγραμμα Cognitively Controlled Hearing Aid πολλαπλών εταίρων που χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση, το οποίο επέδειξε με επιτυχία ένα σύστημα αποκωδικοποίησης ακουστικής προσοχής σε πραγματικό χρόνο.
“Η παραλαβή αυτού του βραβείου αποτελεί μεγάλη τιμή με δύο τρόπους. Πρώτον, είναι γενικά πολύ ωραίο να αναγνωρίζεται κανείς από τους συναδέλφους του ότι έχει παραγάγει πολύτιμο και επιδραστικό έργο. Αυτή η κοινότητα αποτελείται από νευροεπιστήμονες και μηχανικούς, οπότε η αναγνώριση από αυτούς είναι πολύ ευχάριστη”, δήλωσε ο Lalor. “Και, δεύτερον, είναι μεγάλη τιμή να συνδέεται κανείς με τον Misha Mashowald – ο οποίος ήταν πρωτοπόρος στον τομέα της νευρομορφικής μηχανικής και ο οποίος έφυγε από τη ζωή πολύ νέος”.
Ο John Foxe, Ph.D., διευθυντής του Ινστιτούτου Νευροεπιστήμης Del Monte ήταν συν-συγγραφέας αυτής της μελέτης που έδειξε ότι ήταν δυνατό να χρησιμοποιηθούν σήματα εγκεφαλικών κυμάτων EEG για να προσδιοριστεί σε ποιον προσέχει ένα άτομο σε ένα περιβάλλον με πολλούς ομιλητές. Ήταν μια νέα εργασία, καθώς υπερέβαινε την καθιερωμένη προσέγγιση της εξέτασης των επιδράσεων στα μέσα εγκεφαλικά σήματα. “Η έρευνά μας έδειξε ότι -σχεδόν σε πραγματικό χρόνο- μπορούσαμε να αποκωδικοποιήσουμε τα σήματα για να καταλάβουμε με ακρίβεια σε ποιον δίνατε προσοχή”, δήλωσε ο Lalor.