إن إتقان الدماغ على الصدى يحسن وضوح الكلام

ملخص: اكتشف الباحثون قدرة الدماغ البشري الرائعة على فصل الكلام المباشر عن الصدى، وهو التحدي الذي طالما حير مهندسي الصوت.

وجد تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) أن الدماغ يعالج ويفهم الكلام بدقة تزيد عن 95% عن طريق تقسيم الصوت إلى تدفقات منفصلة، ​​على الرغم من التشوهات الناجمة عن الأصداء التي تتأخر عادة بما لا يقل عن 100 مللي ثانية. ويحدث هذا الانفصال حتى بدون انتباه المستمع النشط، مما يشير إلى نشاط دماغي جوهري يسهل إدراك الكلام بوضوح في البيئات ذات الصدى.

لا تسلط النتائج الضوء على دور تجزئة التدفق السمعي في الأنظمة الصوتية المعقدة فحسب، بل تشير أيضًا إلى التقدم المحتمل في تقنيات التعرف التلقائي على الكلام.

مفتاح الحقائق:

1. يمكن للعقل البشري التمييز بين الكلام المباشر وصدىه، مما يتيح فهم الكلام العالي حتى في البيئات ذات الصدى.
2. أفضل تفسير للنشاط العصبي أثناء إدراك الكلام هو نموذج يعالج الكلام المباشر والصدى كتيارات منفصلة، ​​وليس من خلال التكيف.
3. ويحدث هذا الانفصال السمعي تلقائيًا، دون الحاجة إلى انتباه المستمع، مما يدل على قدرة دماغية فطرية.

مصدر: بلوس

يمكن للأصداء أن تجعل الكلام صعب الفهم، كما أن تصحيح الصدى في التسجيل الصوتي يمثل مشكلة هندسية شاقة.

ومع ذلك، نجح الدماغ البشري في حل المشكلة عن طريق فصل الصوت إلى كلام مباشر وصدى، وفقا لدراسة نشرت في 15 فبراير.^ذ في مجلة الوصول المفتوح بلوس علم الأحياء بقلم جياكسين جاو وزملاؤه من جامعة تشجيانغ، الصين.

غالبًا ما يكون للإشارات الصوتية في الاجتماعات والقاعات سيئة التصميم عبر الإنترنت تأخير قدره 100 مللي ثانية على الأقل من الخطاب الأصلي. تشوه هذه الأصداء الكلام إلى حد كبير، وتتداخل مع ميزات الصوت بطيئة التغير والتي تعد ضرورية لفهم المحادثات، ومع ذلك لا يزال الناس يفهمون الكلام الصدى بشكل موثوق.

لفهم كيفية معالجة الدماغ لهذا الأمر بشكل أفضل، استخدم الباحثون تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) لتسجيل النشاط العصبي بينما كان المشاركون البشريون يستمعون إلى قصة مع أو بدون أصداء.

وقارنوا الإشارات العصبية بنموذجين حسابيين: أحدهما يحاكي الدماغ التكيف بالنسبة لـ Echo، هناك جهاز آخر يحاكي الدماغ متفرق صدى من أصل الحديث.

وبغض النظر عن الصدى، فهم المشاركون القصة بدقة تزيد عن 95%. لاحظ الباحثون أن النشاط القشري يتتبع تغيرات الطاقة المرتبطة بالكلام المباشر، على الرغم من التداخل القوي للصدى.

محاكاة التكيف العصبي لم تلتقط سوى جزئيًا استجابة الدماغ التي لاحظوها، وأفضل تفسير للنشاط العصبي هو نموذج يقسم الكلام الأصلي وصداه إلى تدفقات معالجة منفصلة. كان هذا صحيحًا حتى عندما طُلب من المشاركين توجيه انتباههم إلى فيلم صامت وتجاهل القصة، مما يشير إلى أن الاهتمام من أعلى إلى أسفل ليس مطلوبًا للفصل عقليًا بين الكلام المباشر وصدىه.

يقول الباحثون إن تجزئة التدفق السمعي قد تكون مهمة لعزل متحدث معين في بيئة مزدحمة وفهم المتحدث الفردي بوضوح في بيئة ذات صدى.

يضيف المؤلفون: “الأصداء تشوه بشدة السمات الصوتية للكلام وتخلق تحديًا للتعرف التلقائي على الكلام. ومع ذلك، يمكن للعقل البشري فصل الكلام عن صدى الصوت وتحقيق التعرف الموثوق على خطاب الصدى.

حول أخبار أبحاث علم الأعصاب السمعي

مؤلف: كلير تورنر
مصدر: بلوس
اتصال: كلير تورنر – بلوس
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“يتم فصل الكلام الأصلي وصداه ومعالجتهما بشكل منفصل في الدماغ البشري” ناي دينغ وآخرون. بلوس علم الأحياء

ملخص

يتم فصل الكلام الأصلي وصداه ومعالجتهما بشكل منفصل في الدماغ البشري

يعتمد التعرف على الكلام بشكل أساسي على التعديل الزمني البطيء (<16 هرتز) في الكلام. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات الحديثة أن أصداء الكمون الطويل، الشائعة أثناء المؤتمرات عبر الإنترنت، يمكن أن تزيل التعديلات الزمنية المهمة في الكلام ولكنها لا تؤثر على وضوح الكلام.

هنا، اكتشفنا الآليات العصبية الأساسية. أظهرت تجارب MEG أن النشاط القشري يمكن أن يراقب بشكل فعال التحويرات العابرة التي تتم إزالتها عن طريق الصدى، والتي لا يمكن تفسيرها بشكل كامل من خلال آليات التكيف العصبي الأساسية.

علاوة على ذلك، يمكن تفسير الاستجابات القشرية للكلام الصدى بشكل أفضل من خلال نموذج يفصل الكلام عن صدى الصوت، وليس من خلال نموذج يشفر الكلام الصدى ككل. وقد لوحظ تأثير تجزئة الكلام حتى عندما تم تحويل الانتباه، لكنه اختفى عندما تمت إزالة إشارات التجزئة، أي البنية الدقيقة للكلام.

تشير هذه النتائج إلى أنه من خلال آليات مثل تجزئة الدفق، يمكن للنظام السمعي إنشاء تمثيل غير حساس للصدى لغلاف الكلام، والذي يمكن أن يدعم التعرف الموثوق على الكلام.