每天，人類的大腦都會遇到刺耳的聲音，通常都同時競爭著它的注意力。在自助餐廳，購物中心，街道，操場甚至在家里，到處都是噪音。人們說話。音樂劇。嬰兒哭了。汽車在打開窗戶和打開收音機的情況下開車經過。消防車警報器尖叫。狗吠。割草機咆哮。列表是無止境的。

隨著所有這些的進行，大腦如何分辨出重要的東西以及需要聽到的東西?

“我們想了解當背景聲音很多時，在嘈雜的環(huán)境中大腦是如何處理和感知聲音的，”約翰·霍普金斯大學語言與語音處理中心的電氣和計算機工程助理教授埃希拉利說。“最終目標是學習大腦如何適應不同的聲學環(huán)境。”

Elhilali在神經科學與工程學的接口上工作，希望利用從基礎研究中學到的知識來設計更好的產品，以增強交流。

Elhilali說，當大腦暴露于各種各樣的聲音中時，大腦中會發(fā)生兩個過程，即“自下而上”和“自上而下”。她說，在房間中聽到許多不同的聲音是“自下而上”的，也就是說，“由周圍的聲音所驅動”，而將諸如對話之類的特定聲音歸零是“自上而下”的，她說：“是由您的心態(tài)控制的。我們正在努力理解這兩個過程之間的相互作用。”

她和她的研究同事將利用這些信息，構建關于大腦如何在復雜環(huán)境中感知聲音的數學模型(計算機算法)，“并制造出更好的機器(計算機)，使其能夠像人腦一樣聽到”，她說。“我們正在嘗試建立一個可以在諸如人腦這樣的嘈雜環(huán)境中處理聲音的計算機大腦，以便您可以與計算機對話，并且它可以理解您在說什么。”

最終，這項研究有潛力使眾多工程和通信應用受益，例如手機，工業(yè)界，戰(zhàn)場上的蜂窩電話，設計新型更好的助聽器以及改善許多消費者當前都討厭的電話自動化系統(tǒng)。和令人沮喪。

她說：“從我們的工作中獲得的知識應該能夠針對那些機器人系統(tǒng)。” “它們現在不起作用的原因是，它們沒有被設計為處理復雜和未知的環(huán)境。他們被設計為在受控實驗室中工作，因此系統(tǒng)崩潰了。”

該研究最終旨在改善人與人之間或人與機器之間的通信。她說：“我們希望從生物學中學習，以設計更好的系統(tǒng)。” “聽力系統(tǒng)和語音技術的性能可以從對大腦如何處理和感知聲音的更深入的了解和知識中受益匪淺。”

Elhilali的研究是根據美國國家科學基金會(NSF)的教師早期職業(yè)發(fā)展(CAREER)獎進行的，該獎于2009年作為NSF的《美國復蘇與再投資法案》的一部分獲得。該獎項支持初級教師，這些教師通過出色的研究，出色的教育以及在其組織使命范圍內的教育與研究的融合來體現教師學者的作用。NSF將在五年內為她的作品提供約55萬美元的資金。

通常，“實驗室聲音是我們在日常生活中聽到的聲音的簡化版本，” Elhilali說。為了更好地了解我們周圍復雜的聲音環(huán)境，我們需要在各種條件下測試聽眾。我們將人們帶到錄音棚，并向他們播放模擬不同聆聽環(huán)境的各種聲音。我們要求他們注意不同的聲音元素，并報告他們聽到的聲音，或者只是告訴我們他們是否聽到了不尋常的聲音。”

她說，例如，當聽一群男性之間的對話時，女性聲音或旋律的引入將引起人們的注意，并且聽眾通常將其表示為預期的事件。她說：“我們希望更多地了解聽眾的不同期望如何偏向他們聽聲音的方式以及如何解釋他們周圍的世界。”

最終，研究人員打算使用腦電圖(EEG)直接測量大腦活動，該設備可以檢測頭皮上的電活動，“并告訴我們大腦如何處理聲音，”她說。“大腦的不同部分通過發(fā)送電信號進行通信，我們希望看到當我們將聽覺環(huán)境從受控狀態(tài)轉變?yōu)閺碗s狀態(tài)時，大腦活動模式如何變化。”

通過該贈款的教育部分，埃希拉利(Elhilali)正在開發(fā)一種跨學科課程，旨在鼓勵大學生學習科學和工程學，并認識到這兩個領域相輔相成。她說：“我希望學生意識到他們可以將其科學知識轉化為實際的工程經驗。”

　　免責聲明：本文由用戶上傳，與本網站立場無關。財經信息僅供讀者參考，并不構成投資建議。投資者據此操作，風險自擔。 如有侵權請聯系刪除！