大脑如何在嘈杂的人群中识别一个声音

在一个拥挤的房间里，很多人都在说话，比如家庭生日派对或繁忙的餐厅，我们的大脑有能力将我们的注意力集中在一个说话者身上。理解这种情况以及大脑如何处理语音、语言和音乐等刺激一直是科学家的研究重点埃德蒙·拉洛博士他是麻省理工大学神经科学和生物医学工程副教授罗切斯特大学医学中心．

最近，他的实验室发现了一条关于大脑如何能够分解这些信息并有意识地听到一个说话者，同时停止或忽略另一个说话者的新线索。大脑实际上是在多走一步来理解被倾听的说话者所说的话，而不是在对话中出现其他话语时迈出这一步。Lalor说:“我们的研究结果表明，有人参与的故事和无人参与或被忽视的故事的声学处理是相似的。”“但我们发现，接下来在大脑中发生的事情有明显的区别。”

这项研究最近发表在神经科学杂志，参与者同时听两个故事，但被要求只把注意力集中在一个故事上。通过脑电波记录，研究人员发现，参与者被指示注意的故事被转换成被称为音素的语言单位——音素是可以区分一个单词和另一个单词的声音单位——而另一个故事则没有。“这种转变是理解参与故事的第一步，”拉洛说。“声音需要被识别为对应于特定的语言类别，如音素和音节，这样我们才能最终确定正在说什么词——即使它们听起来不同——例如，由不同口音或不同音高的人说。”这篇论文的合著者包括罗切斯特大学的研究生Farhin Ahmed和都柏林大学三一学院的Emily Teoh。这项研究由爱尔兰科学基金会、爱尔兰政府研究委员会、德尔蒙特神经科学研究所试点项目国家耳聋和其他交流障碍研究所。

“获得这个奖有两个方面是莫大的荣誉。首先，能因为自己的工作有价值、有影响力而得到同事的认可，通常是一件很好的事情。这个社区是由神经科学家和工程师组成的，所以得到他们的认可是非常令人欣慰的，”拉洛说。其次，我很荣幸能与米莎Mashowald-他是神经形态工程领域的先驱，但去世得太年轻了。”这项工作是Lalor在2015年发表在该杂志上的一项研究的延续大脑皮层．这项研究最近获得了2021年Misha Mahowald神经形态工程奖因为它对旨在帮助残疾人改善与世界的感官和运动互动的技术的影响，比如开发更好的可穿戴设备，比如助听器。该研究起源于2012年Telluride神经形态工程认知研讨会，并导致了由欧盟资助的多伙伴机构认知控制助听器项目，该项目成功演示了实时听觉注意力解码系统。

约翰·福克斯博士，该中心主任德尔蒙特神经科学研究所是这项研究的合著者之一，该研究表明，在多人说话的环境中，使用脑电波信号来确定一个人在关注谁是可能的。这是一项新颖的工作，因为它超越了观察平均大脑信号影响的标准方法。“我们的研究表明——几乎是实时的——我们可以解码信号，准确地找出你在关注谁，”拉洛说。

参考:赵世德，阿赫默德，拉洛EC。在多说话者环境中，注意对声学和语音特征编码的影响是不同的。J >．2021.doi:10.1523 / jneurosci.1455 - 20.2021

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