با تلاش پژوهشگران بررسی شد

قدرت حیرت‌انگیز مغز انسان در تفکیک صدا‌های اطراف / تصمیم‌گیری و انتخاب در ۱۵۰ میلی ثانیه

مطالعات گسترده توسط محققان نشان داد که مغز چگونه صدا‌های مختلف را در یک مکان شلوغ تشخیص می‌دهد.

کد خبر: ۸۰۱۴۵۲

جمعه - ۱۰ آبان ۱۳۹۸ / November 01, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، مغز ما توانایی شاخصی در درک یک صدا از بین چندین صدای متفاوت را دارد و در این راستا یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه علوم اعصاب کلمبیا، فرآیند‌هایی که برای انجام این کار برجسته در مغز انجام می‌شود را کشف کرده‌اند.

این کشفیات به حل یک سوال خاص که مدت‌ها حل نشده باقی مانده بود، کمک کرد؛ اینکه چگونه قشر شنوایی مغز (مرکز شنوایی) می‌تواند یک صدا را از بین دیگر صدا‌ها با سرعتی مانند رعد و برق رمزگشایی و تقویت کند. این دانش تازه به توسعه سمعک‌ها و رابط‌های مغزی- کامپیوتری که شباهت بیشتری به مغز دارند، کمک می‌کند.

نیما مسگرانی محقق ایرانی دانشگاه کلمبیا در این باره گفت: توانایی مغز ما برای تمرکز روی شخصی که در یک مهمانی کنار ماست و اجتناب از شنیدن صدا‌های اطراف بسیار بالاست، اما ما اطلاعات کمی درباره چگونگی چنین عملکردی داریم. مطالعات مغزی که امروزه انجام می‌شود بسیار مهم است، زیرا به دانشمندان و مبتکران برای بهبود فناوری‌های گفتاری و شنوایی کمک می‌کند.

قشر شنوایی، مرکز فعالیت شنوایی مغز است. گوش داخلی سیگنال‌های الکتریکی را به این ناحیه از مغز می‌فرستد که نشان دهنده حلقه‌هایی از امواج صوتی از دنیای خارجی است. قشر شنوایی باید صدا‌های معنی دار را از بین این امواج صوتی انتخاب کند.

مسگرانی عنوان کرد: مطالعه اینکه چگونه قشر شنوایی صدا‌های مختلف را دسته بندی می‌کند، مانند فهمیدن این است که بخواهیم بدانیم در یک دریاچه بزرگ فقط با توجه به الگو‌های امواج آب چه اتفاقی و با چه سرعتی برای هر قایق، شناگر و ماهی‌ها می‌افتد.

تحقیقات نشان می‌دهد که مغز انسان نسبت به صدا‌هایی که می‌شنود انتخاب پذیر عمل می‌کند. این مطالعه نشان داد که وقتی شخصی صحبت‌های دیگری را می‌شنود، امواج مغز برای انتخاب صدا‌های گوینده و تنظیم دیگر صدا‌ها تغییر می‌کند از این رو محققان می‌خواهند چگونگی این اتفاق را در آناتومی شنوایی مغزی بررسی کنند.

جیمز اوسلیوان محقق دیگر این پروژه گفت: ما می‌دانستیم که نواحی قشر شنوایی با رمزگذاری‌های پیچیده سازمان دهی شده اند، اما اتفاق‌هایی که در هر مرحله می‌افتد و چگونگی پردازش یک صدای خاص را مشاهده نکردیم. برای درک این فرایند نیازداریم تا فعالیت‌های مغزی را مستقیما ضبط کنیم.

محققان دو بخش از مغز را بررسی کردند چین هسکل (HG) و چین گیجگاهی فوقانی (STG). اطلاعات از گوش ابتدا به HG و سپس به STG می‌رسد. برای برسی این نواحی محققان یک تیم از عصب شناسان را تشکیل دادند. این پزشکان بیماران صرعی را که باید دائما تحت عمل‌های پی در پی باشند را مورد بررسی قرار دادند. برای این مطالعه داوطلبان به دا‌دهای ضبط شده مردم گوش دادند و پزشکان امواج مغزی آن‌ها را با الکترود‌هایی که در نواحی HG و STG قرار داشتند، مشاهه کردند.

الکترود‌ها به این گروه کمک کردند تا یک تمایز مشخص بین نقش این دو ناحیه مغز در تفسیر صدا‌ها مشاهده کنند. داده‌ها نشان داد که HG یک نماینده چند بعدی از مخلوط صدا‌ها که به وسیله تفاوت فرکانس صدای هر متکلم از هم جدا شده، می‌سازد. این ناحیه هیچ تقدمی برای یک صدا نسبت به دیگری قائل نیست. داده‌های به دست ماده از STG یک فرایند کاملا جدا را نشان می‌دهد.

اوسیلون گفت: بلند کردن صدای متکلم یا دیگر صدا‌ها بر اساس پردازش درست سیگنال‌های خارجی که از HG می‌رسد امکان پذیر است. بر اساس یافته‌های ما این عمل در STG صورت می‌گیرد و نتایج تفاوت مشخص عملکرد این دو ناحیه را نشان می‌دهد. HG سیگنال‌ها را نمایان و STG آن‌ها را انتخاب می‌کند و همه این‌ها در حدود ۱۵۰ میلی ثانیه اتفاق می‌افتد.