От десетилетия невролозите изучават „Проблема с коктейлното парти“ – забележителната способност на човешкия мозък да се фокусира целенасочено върху един-единствен глас сред какофонията от фонови шумове. Въпреки че отдавна е известно, че мозъкът постига този вътрешен фокус чрез усилване на активността на неврони, настроени към конкретни аудио характеристики, досега изследователите не разполагаха с работещ изчислителен модел, който да докаже, че този механизъм е достатъчен за реални ситуации.

Наскоро екип от изследователи от Масачузетския технологичен институт успешно разработи изкуствена невронна мрежа, която отразява тази човешка слухова способност. Публикувано в сп. Nature Human Behavior, проучването разкрива, че мозъкът използва стратегия, известна научно като мултипликативни усилвания на характеристиките. С прости думи, мозъкът действа като високоспецифичен регулатор на силата на звука. Когато човек слуша целевия глас, мозъкът му усилва невронните сигнали, свързани с уникалните характеристики на този глас, като например височината му, като едновременно с това намалява силата на конкурентните звуци.

За да провери това, екипът от MIT подаде на своя изкуствен модел кратък аудио сигнал с конкретен глас, последван от шумна смесица от припокриващи се говорители. Моделът успешно изведе целевия глас на преден план, като се представи на нивото на човека при различни условия. Той дори възпроизведе често срещани човешки грешки при слушане, като например затруднения при разграничаването на два различни гласа с подобни тонове.

„Нито един от нашите модели не е имал способността, която притежават хората, да се ориентира към конкретен обект или конкретен звук и след това да основава своята реакция на този обект или този звук. Това е било истинско ограничение“, пишат авторите.

Моделът също така позволи на изследователите бързо да тестват как пространственото разположение влияе върху слушането. Системата предсказа, че разграничаването на гласовете е значително по-лесно, когато говорещите са разделени хоризонтално, а не вертикално – феномен, който екипът впоследствие потвърди в изпитания с хора. Изследователите се надяват, че този модел ще проправи пътя за усъвършенствани кохлеарни импланти, които могат да помогнат на хората да фокусират вниманието си по-ефективно в хаотични среди.

Снимка: Pexels

Виж още: Подгответе очите си за 1000 Hz монитори, защото Windows 11 вече е готов