العلماء يكشفون كيفية عزل الدماغ للأصوات في البيئات المزدحمة

تعتبر قدرة الدماغ على عزل الأصوات الطبيعية في البيئات المزدحمة من الظواهر المثيرة للاهتمام. لقد أجرى العلماء دراسات مكثفة حول “مشكلة حفلة الكوكتيل”، التي تعكس قدرة الدماغ البشرية على التركيز على صوت واحد وسط ضجيج الخلفية. على الرغم من الفهم العميق لكيفية تضخيم الدماغ لنشاط الخلايا العصبية المرتبطة بخصائص صوتية معينة، إلا أن الباحثين لم يمتلكوا نموذجًا حسابيًا فعالًا يثبت كفاءة هذه الآلية في ظروف الحياة الواقعية.

تطوير نموذج الشبكة العصبية الاصطناعية

نجح فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في تطوير شبكة عصبية اصطناعية تعكس هذه القدرة السمعية البشرية. نُشر البحث في مجلة “Nature Human Behavior”، حيث أظهر أن الدماغ يستخدم استراتيجية تُعرف باسم “مضاعفات الميزات”. ببساطة، يعمل الدماغ كقرص صوت محدد. عندما يستمع الشخص إلى صوت مستهدف، يقوم الدماغ بتضخيم الإشارات العصبية المرتبطة بخصائص ذلك الصوت، مثل نغمة الصوت، بينما يقلل من مستوى الأصوات المتنافسة.

اختبار النموذج الاصطناعي

لإجراء اختبار على هذا النموذج، قام فريق MIT بتغذيته بإشارة صوتية قصيرة لصوت معين، تلاها مزيج ضجيجي من متحدثين متداخلين. نجح النموذج في تعزيز الصوت المستهدف، محققًا أداءً مماثلاً للبشر في ظروف متنوعة. كما تمكن النموذج من تكرار الأخطاء الشائعة التي يقع فيها البشر، مثل صعوبة فصل صوتين متميزين يتشاركان في نغمة مشابهة.

لم يكن أي من نماذجنا يمتلك القدرة التي يمتلكها البشر، وهي الاستجابة لصوت معين بناءً على خصائصه. كانت هذه نقطة ضعف حقيقية. — جوش إتش. مكدرموت

تأثير الموقع المكاني على السمع

سمح النموذج للباحثين باختبار تأثير الموقع المكاني على عملية السمع بسرعة. تنبأ النظام بأن تمييز الأصوات يكون أسهل بكثير عندما يكون المتحدثون مفصولين أفقيًا بدلاً من عموديًا. وقد أكد الفريق هذا الظاهرة في التجارب التي أجراها على البشر. يأمل الباحثون أن يمهد هذا النموذج الطريق لتطوير زراعة قوقعة الأذن المتقدمة، التي يمكن أن تساعد الأفراد في تحسين تركيزهم في البيئات الفوضوية.

رأي بوابة الذكاء الاصطناعي

تقدم هذه الدراسة رؤى جديدة حول كيفية معالجة الدماغ للأصوات في البيئات المزدحمة، مما يفتح آفاقًا جديدة في مجال التكنولوجيا السمعية. إن تطوير نموذج يحاكي هذه القدرة البشرية يعد خطوة هامة نحو تحسين الأجهزة السمعية، مثل زراعة القوقعة. كيف يمكن أن تؤثر هذه الاكتشافات على حياتك اليومية في المستقبل؟

المصدر: الرابط الأصلي