匹茲堡大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家創(chuàng)建了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型來了解大腦如何識(shí)別交流聲音。該模型在豚鼠身上進(jìn)行了測(cè)試，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了大腦對(duì)不同聲音類別的反應(yīng)。該研究還表明，豚鼠可以識(shí)別變化的聲音，這反映了人類理解不同口音的能力。這項(xiàng)工作可以幫助提高對(duì)語音識(shí)別障礙的理解和治療，并增強(qiáng)助聽器。
在今天(5 月 2 日)發(fā)表在《通信生物學(xué)》上的一篇論文中，匹茲堡大學(xué)的聽覺神經(jīng)科學(xué)家描述了一種機(jī)器學(xué)習(xí)模型，該模型有助于解釋大腦如何識(shí)別交流聲音的含義，例如動(dòng)物叫聲或口頭語言。
研究中描述的算法模擬了社會(huì)動(dòng)物(包括狨猴和豚鼠)如何使用大腦中的聲音處理網(wǎng)絡(luò)來區(qū)分聲音類別(例如交配、食物或危險(xiǎn)的呼叫)并根據(jù)它們采取行動(dòng)。
這項(xiàng)研究是理解聲音識(shí)別背后的神經(jīng)元處理的復(fù)雜性和復(fù)雜性的重要一步。這項(xiàng)工作的見解為理解并最終治療影響語音識(shí)別和改進(jìn)助聽器的障礙鋪平了道路。
“我們認(rèn)識(shí)的每個(gè)人或多或少都會(huì)在生命中的某個(gè)時(shí)刻失去一些聽力，這可能是由于衰老或暴露在噪音中。了解聲音識(shí)別的生物學(xué)并找到改進(jìn)它的方法很重要，”高級(jí)作者和皮特大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)助理教授 Srivatsun Sadagopan 博士說。“但聲音交流的過程本身就很吸引人。我們的大腦彼此互動(dòng)，可以接受想法并通過聲音傳達(dá)它們的方式簡(jiǎn)直是神奇的。”
大腦示意圖組織中的聲音處理網(wǎng)絡(luò)
嘈雜的聲音輸入通過聽覺皮層中的興奮性和抑制性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)來清理信號(hào)(部分由聽者的注意力引導(dǎo))并檢測(cè)聲音的特征，使大腦能夠識(shí)別通信聲音，而不管它們?nèi)绾巫兓蓳P(yáng)聲器和周圍的噪音發(fā)出。圖片來源：Manaswini Kar
人類和動(dòng)物每天都會(huì)遇到種類繁多的聲音，從叢林的雜音到繁忙餐廳內(nèi)的嗡嗡聲。無論我們周圍世界的聲音污染如何，人類和其他動(dòng)物都能夠相互交流和理解，包括他們的聲音或口音。例如，當(dāng)我們聽到“你好”這個(gè)詞時(shí)，無論說它是帶有美國口音還是英國口音，無論說話者是女人還是男人，無論我們是在安靜的房間還是忙碌的地方，我們都能認(rèn)出它的意思路口。
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