«Слышать» температуру – ученые открывают новый пласт человеческого восприятия

Исследователи продемонстрировали, что люди способны воспринимать температуру воды по звуку — способность, которая, вероятно, развилась в результате воздействия, что предполагает потенциал для новых сенсорных карт мозга и продвинутых когнитивных навыков.

Исследователи из Института мозга, познания и технологий Ившера (Институт BCT) при Университете Райхмана (IDC Герцлия) обнаружили часто игнорируемую когнитивную способность, используя… Машинное обучение Пролить свет на динамику кросс-модального восприятия – взаимодействия между различными сенсорными средами. В недавнем исследовании команда выяснила, способны ли люди определять тепловые свойства воды, такие как ее температура, по звуку и происходит ли это восприятие сознательно.

Используя принципы мультисенсорной интеграции (способ, которым мозг объединяет информацию от различных сенсорных модальностей для формирования единого восприятия окружающей среды), команда исследовала потенциал мультисенсорной интеграции. термический Они также использовали предварительно обученную глубокую нейронную сеть (DNN) и алгоритм классификации (машина опорных векторов), чтобы проверить, способно ли машинное обучение успешно и последовательно классифицировать аудиозаписи воды при разных температурах во время ее налива, создавая карту эти тепловые свойства фактически закодированы в звуке.

Анкета исследовала убеждения людей о восприятии перекрестных медиа, а способность участников воспринимать онлайн-задачу 2AFC была проверена с использованием записей, сделанных в периферийном учреждении. Записи также использовались для обучения модели машинного обучения выполнению той же классификации. Авторские права: Институт познания и технологии мозга Ившера, Университет Райхмана.

«Восприятие температуры уникально по сравнению с другими сенсорными ощущениями», — говорит доктор Ади Сенер, научный сотрудник Института BCT и соавтор исследования. «Для зрения и слуха у нас есть специальные сенсорные «органы», такие как глаза и уши. , а в отношении температуры мы полагаемся на специализированные рецепторы». «В коже они реагируют на разные температурные диапазоны, которые мы воспринимаем как горячие и холодные, но в животном мире мы знаем, например, что змеи действительно могут «видеть» тепло тела, что позволяет им. идентифицировать добычу».

Вопрос о том, распространяется ли мультисенсорное восприятие температуры на человека, поднимался и раньше. «Предыдущие исследования изучали это на поведенческом уровне», — говорит профессор Амир Амиди, директор-основатель Института BCT. «Эти исследования показали, что люди могут слышать разницу между горячими и холодными жидкостями, когда их наливают, но не понимают, как и почему это происходит», — объясняет он.

Исследование мультисенсорного восприятия

Сначала исследователи решили повторить предыдущие результаты и подтвердить эту удивительную когнитивную способность, а также выяснить, является ли эта способность врожденной или приобретённой — вопрос, который уже давно является предметом многочисленных споров. «Мы также хотели выяснить, осознают ли люди эти различия в свойствах звука и температурные различия, а также изучить свойства самих звуков, которые позволяют различать их восприятие», — говорит Снир.

С этой целью команда использовала предварительно обученную глубокую нейронную сеть (DNN) для характеристики записей различных температур налитой воды, алгоритм машинного обучения для классификации тепловых свойств воды и компьютерный анализ слуховых атрибутов каждой записи. . «Мы увидели, что участники всегда были в состоянии определить температуру воды по ее звуку, даже когда они не думали, что смогут это сделать, что говорит нам о том, что это, вероятно, неявный навык, приобретенный в результате воздействия слуховых сигналов на протяжении всей жизни», — Амеди — объясняет модель машинного обучения, обученная на записях горячей и холодной воды, обладающая высокой степенью слухового восприятия». точность «О классификации голосов».

Результаты исследования показывают, что люди обладают способностью изучать сложные сенсорные карты на основе повседневного опыта, а машинное обучение может помочь объяснить тонкие когнитивные явления. «Следующий шаг — посмотреть, будут ли люди создавать в мозгу новые сенсорные карты для этого опыта, как они это делают для зрения, осязания и слуха», — говорит Амиди. Он добавляет: «Теоретически, недавние заявления Илона Маска о способности Neuralink создавать сверхчеловеческие способности могут стать реальностью, если этот же метод объединить со стимуляцией мозга».

Ссылка: «Слуховая температура: использование машинного обучения для выяснения мультимодального восприятия тепловых свойств посредством прослушивания», Мохер Венгер, Эмбер Маймон, Ор Ижар, Ади Снир, Йонатан Сассон и Амир Амиди, 28 июня 2024 г., Границы в психологии.
дои: 10.3389/fpsyg.2024.1353490