เมื่อคุณรอกับเพื่อนเพื่อข้ามสี่แยกที่พลุกพล่าน
เครื่องยนต์ของรถยนต์ที่วิ่งอยู่ เสียงแตร เว็บสล็อต และเมืองที่ส่งเสียงดังรอบ ๆ ตัวคุณ สมองของคุณก็กำลังยุ่งอยู่กับการประมวลผลเสียงเหล่านั้นทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ระบบการได้ยินของมนุษย์สามารถกรองเสียงรบกวนจากภายนอกและทำให้คุณได้ยินสิ่งที่เพื่อนของคุณกำลังบอกคุณได้ แต่ถ้าคุณพยายามถามคำถามกับ iPhone ของคุณ Siri อาจมีช่วงเวลาที่ยากลำบากกว่านี้
การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถแยกแยะสัญญาณจากเสียงได้อย่างไร เซลล์สมองในคอร์เทกซ์การได้ยินขั้นต้นสามารถทั้งลดเสียงรบกวนและเพิ่มสัญญาณที่ได้รับ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าสมองประมวลผลเสียงอย่างไรในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง และอาจช่วยในการพัฒนาอุปกรณ์จดจำเสียงได้ดีขึ้นในที่สุด รวมถึงการปรับปรุงประสาทหูเทียมสำหรับผู้ที่สูญเสียการได้ยิน ไม่ต้องพูดถึงการทำให้ Siri เข้าใจคุณในมุมถนนที่วุ่นวาย
Nima Mesgarani และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์คสนใจว่าสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแยกคำพูดออกจากเสียงพื้นหลังได้อย่างไร พังพอนมีระบบการได้ยินที่คล้ายกับมนุษย์มาก ดังนั้นนักวิจัยจึงดูที่พื้นที่ A1 ของเยื่อหุ้มสมองเฟอร์เร็ตซึ่งสอดคล้องกับภูมิภาค A1 ในการได้ยินของเรา พร้อมกับอิเล็กโทรดที่ฝังอย่างระมัดระวัง เฟอร์เร็ตแจ้งเตือนจะฟังทั้งเสียงเฟอเรทและบางส่วนของคำพูดของมนุษย์ เสียงและคำพูดของคุ้ยเขี่ยถูกนำเสนอเพียงอย่างเดียว กับพื้นหลังของเสียงสีขาว กับเสียงสีชมพู (เสียงที่มีพลังงานเท่ากันทุกอ็อกเทฟที่เสียงในระดับเสียงต่ำกว่าเสียงสีขาว) และกับเสียงก้อง จากนั้นพวกเขาก็เอาสัญญาณประสาทที่บันทึกจากอิเล็กโทรดและใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างเสียงที่สัตว์ได้ยินขึ้นใหม่
ในผลการวิจัย ที่ ตีพิมพ์ในวันที่ 21 เมษายนในProceedings of the National Academy of Sciencesนักวิจัยแสดงให้เห็นว่าสมองของคุ้ยเขี่ยค่อนข้างดีในการตรวจจับทั้งเสียงของพังพอนและคำพูดในสภาวะที่มีเสียงดังทั้งสาม Mesgarani กล่าวว่า “เราพบว่าเสียงนั้นลดลงอย่างมาก ราวกับว่าสมองของคุ้ยเขี่ยกรองมันออกและนำคำพูดที่สะอาดกลับมา”
การศึกษาก่อนหน้านี้ซึ่งตีพิมพ์ในปี 2013
ในPLOS Biologyโดยนักประสาทวิทยาการได้ยิน แอนดรูว์ คิง และห้องทดลองของเขาที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดในอังกฤษ แสดงให้เห็นว่าเซลล์สมองสามารถเพิ่มการตอบสนองของพวกมัน โดยเพิ่มสัญญาณที่สอดคล้องกับเสียงที่น่าสนใจในขณะปรับจูน ออกจากเสียงรบกวน “สิ่งที่ยอดเยี่ยมคือเราได้ผลลัพธ์แบบเดียวกัน” คิงกล่าว “การจำลองแบบนั้นสำคัญมาก”
กลุ่มของ Mesgarani ก้าวไปอีกขั้น โดยแสดงให้เห็นว่าการกรองเสียงมีอะไรมากกว่าการเพิ่มสัญญาณ การจำลองแสดงให้เห็นว่าเซลล์สมองไม่เพียงแต่ต้องเพิ่มสัญญาณเท่านั้น แต่ยังต้องลดเสียงรบกวนด้วย สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้า synaptic ซึ่งเซลล์สมองจะตอบสนองต่อสัญญาณบางอย่างน้อยลง คอร์เทกซ์การได้ยินตอบสนองต่อเสียงพื้นหลังน้อยลง ในขณะที่ตอบสนองต่อคำพูดมากขึ้น
Shihab Shamma นักประสาทวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแมริแลนด์กล่าวว่า “เวลาที่ฉันพูดกับคุณ เสียงของฉันจะดังขึ้นและดังขึ้นขณะที่ฉันเปิดและปิดริมฝีปาก ซึ่งมีพลังมาก ในขณะที่เสียงสีขาวนั้นนิ่งมาก” และผู้เขียนเกี่ยวกับการศึกษา “เสียงที่มีไดนามิกมากกว่าจะได้รับการปรับปรุง” ชัมมาอธิบาย “ในขณะที่เสียงที่คงอยู่และเกิดซ้ำเป็นระยะเวลานานโดยพื้นฐานแล้วจะถูกขับออกไป”
ความสามารถในการเข้าใจคำพูดเมื่อมีเสียงรบกวนมักจะลดลงในผู้ที่สูญเสียการได้ยิน King อธิบาย “มันเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเพียงอย่างเดียวของผู้ที่ได้รับการฝังประสาทหูเทียม” อัลกอริธึมที่รวมการเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณที่สำคัญและลดเสียงรบกวนที่ไม่เกี่ยวข้องสามารถช่วยทำให้ระบบรู้จำคำพูดมีความละเอียดอ่อนมากขึ้น
คิงยังตั้งข้อสังเกตว่าการศึกษาใหม่นี้พิจารณาเฉพาะเสียงพูดกับเสียงทั่วไป ขั้นตอนต่อไปคือการดูว่าสมองกรองเสียงอื่นๆ ออกไปเพื่อเน้นเสียงเดียวอย่างไร ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ปัญหา งานเลี้ยงค็อกเทล ด้วยความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของระบบการได้ยิน การฝังประสาทหูเทียม และแม้แต่โทรศัพท์ของเรา ในที่สุดอาจเลือกเสียงของเราในฝูงชนได้มากเท่าที่เราจะทำได้
เข้าสู่ DIYersไม่มีใครรู้จริง ๆ ว่ามีคนกี่คนที่ใช้เทคโนโลยีนี้ที่บ้าน Greely กล่าว Anita Jwa เพื่อนร่วมงานจาก Stanford ของเขาส่งแบบสอบถามไปยังผู้เข้าร่วมในกลุ่มแชท tDCS ออนไลน์ และได้รับการตอบกลับจากผู้ตอบประมาณ 120 คน แบบสำรวจนี้ไม่มีอะไรแต่ครอบคลุม แต่เป็นการพยายามเป็นครั้งแรกเพื่อศึกษาชุมชน DIY ซึ่ง Jwa พบว่าเป็นเพศชายอย่างท่วมท้น และไม่จำเป็นต้องอายุน้อย การสำรวจเปิดเผยว่าประมาณ 23 เปอร์เซ็นต์ของผู้ตอบแบบสอบถามมีอายุ 40 ปีขึ้นไป “ไม่ใช่แค่เด็กที่เป็นสิวในห้องใต้ดินที่เล่นเกมเล่นตามบทบาทออนไลน์ขนาดใหญ่” Greely กล่าว
ในความเป็นจริง หลายคนที่ใช้ tDCS มีอาการป่วยที่ไม่ได้รับการรักษาอย่างประสบผลสำเร็จและกำลังพยายามใช้เพราะสิ้นหวัง เบรนท์ วิลเลียมส์ผู้ดูแลเว็บไซต์ tDCS กล่าว ด้วยพื้นฐานด้านวิศวกรรม วิลเลียมส์ไม่มีปัญหาในการสร้างหน่วยงานสำหรับตัวเขาเองและภรรยาของเขา พวกเขาใช้มันเพื่อเพิ่มความคิดสร้างสรรค์และความจำ เหนือสิ่งอื่นใด เว็บสล็อต
