Temperatura „auzului” – oamenii de știință descoperă un nou strat de percepție umană

Cercetătorii au demonstrat că oamenii sunt capabili să perceapă temperatura apei prin sunet, o abilitate care probabil s-a dezvoltat prin expunere, sugerând potențialul pentru noi hărți senzoriale ale creierului și abilități cognitive avansate.

Cercetătorii de la Institutul Ivscher pentru Creier, Cogniție și Tehnologie (Institutul BCT) de la Universitatea Reichmann (IDC Herzliya) au descoperit o capacitate cognitivă în mare măsură trecută cu vederea, folosind… Învățare automată Pentru a arunca lumină asupra dinamicii percepției trans-modale – interacțiunea dintre diferite medii senzoriale. Într-un studiu recent, echipa a explorat dacă oamenii sunt capabili să detecteze proprietățile termice ale apei, cum ar fi temperatura acesteia, prin sunet și dacă această percepție are loc în mod conștient.

Prin valorificarea principiilor integrării multisenzoriale (modul în care creierul combină informațiile din diferite modalități senzoriale pentru a forma o percepție unificată a mediului), echipa a explorat potențialul integrării multisenzoriale. termic Ei au folosit, de asemenea, o rețea neuronală profundă (DNN) pre-antrenată și un algoritm de clasificare (mașină vectorială de suport) pentru a examina dacă învățarea automată a fost capabilă să clasifice cu succes și consecvent înregistrările audio ale apei la diferite temperaturi pe măsură ce a fost turnată, creând o mapare a apei. aceste proprietăți termice sunt de fapt codificate în audio.

Chestionarul a investigat convingerile oamenilor despre percepția cross-media, iar capacitatea participanților de a percepe la o sarcină online 2AFC a fost testată folosind înregistrări realizate într-o unitate periferică. Înregistrările au fost, de asemenea, folosite pentru a antrena un model de învățare automată pentru a efectua aceeași clasificare. Drepturi de autor: Institutul Ivscher pentru Cunoașterea și Tehnologia Creierului, Universitatea Reichmann

„Percepția temperaturii este unică în comparație cu alte experiențe senzoriale”, spune dr. Adi Sener, cercetător postdoctoral la Institutul BCT și co-autor al studiului „Pentru vedere și auz, avem „organe” senzoriale dedicate, cum ar fi ochii și urechile , iar cu temperatură ne bazăm pe receptori specializați.” „În piele, aceștia răspund la diferite intervale de temperatură pe care le experimentăm ca fiind cald și rece, dar în regnul animal știm, de exemplu, că șerpii pot „vedea” căldura corporală, ceea ce le permite pentru a identifica prada.”

Întrebarea dacă percepția multisenzorială a temperaturii se extinde la oameni a fost pusă înainte. „Studiile anterioare au explorat acest lucru la nivel comportamental”, spune profesorul Amir Amidi, director fondator al Institutului BCT. „Aceste studii au arătat că oamenii pot auzi diferența dintre lichidele fierbinți și lichidele reci pe măsură ce sunt turnate, dar nu cum sau de ce se întâmplă acest lucru”, explică el.

Investigarea percepției multisenzoriale

Cercetătorii și-au propus mai întâi să reproducă descoperirile anterioare și să confirme această abilitate cognitivă uimitoare, precum și să clarifice dacă această abilitate este înnăscută sau învățată, o întrebare care a fost mult timp subiectul multor dezbateri. „Am vrut, de asemenea, să investigăm dacă oamenii sunt conștienți de aceste diferențe în proprietățile sunetului și diferențele termice, precum și să explorăm proprietățile sunetelor în sine care permit distincția în percepție”, spune Snir.

În acest scop, echipa a folosit o rețea neuronală profundă (DNN) pre-antrenată pentru a caracteriza înregistrările diferitelor temperaturi ale apei turnate, un algoritm de învățare automată pentru a clasifica proprietățile termice ale apei și analiza computațională a atributelor auditive ale fiecărei înregistrări. . „Am văzut că participanții au fost capabili să distingă în mod constant temperatura apei după sunetul său, chiar și atunci când nu credeau că ar putea, ceea ce ne spune că aceasta este probabil o abilitate implicită dobândită prin expunerea la indicii auditive de-a lungul vieții”, Amedee. explică un model de învățare automată antrenat pe înregistrări de apă caldă și rece are un grad ridicat de percepție auditivă.” precizie „Cu privire la clasificarea voturilor.”

Rezultatele studiului demonstrează că oamenii au capacitatea de a învăța hărți senzoriale complexe din experiențele de zi cu zi și că învățarea automată poate ajuta la elucidarea fenomenelor cognitive subtile. „Următorul pas este să ne uităm dacă oamenii vor dezvolta sau nu noi hărți senzoriale în creier pentru această experiență, așa cum o fac pentru a vedea, atinge și auz”, spune Amidi. El adaugă: „În teorie, afirmațiile recente ale lui Elon Musk despre capacitatea lui Neuralink de a crea abilități supraomenești ar putea deveni realitate dacă aceeași metodă este combinată cu stimularea creierului”.

Referință: „Temperaturile auditive: utilizarea învățării automate pentru a elucida percepția multimodală a proprietăților termice prin ascultare” de Moher Wenger, Amber Maimon sau Yizhar, Adi Snir, Yonatan Sasson și Amir Amidi, 28 iunie 2024, Frontiere în psihologie.
doi: 10.3389/fpsyg.2024.1353490