Multistabilní sluchové vnímání - Multistable auditory perception

Multistabilní sluchové vnímání je kognitivní jev, při kterém lze určité sluchové podněty vnímat různými způsoby. Zatímco vícestupňové vnímání byl nejčastěji studován v EU vizuální doména, bylo také pozorováno u sluchových a čichových modalit. V čichová doména, do obou nosních dírek jsou přiváděny různé vůně,[1] zatímco v sluchová doména, vědci často zkoumají účinky binaurální sekvence čistých tónů. Obecně lze říci, že multistabilní vnímání má tři hlavní charakteristiky: exkluzivitu, což znamená, že k více vnímání nemůže dojít současně; náhodnost, což naznačuje, že doba percepčních fází se řídí náhodným zákonem, a nevyhnutelnost, což znamená, že subjekty nejsou schopny zcela blokovat jeden vjem na neurčito.[2]

Dějiny

Zatímco binokulární soupeření bylo studováno od 16. století, studium multistabilního sluchového vnímání je relativně nové.[3] Diana Deutsch jako první objevila multistabilitu v lidském sluchovém vnímání v podobě sluchových iluzí zahrnujících periodicky oscilační tóny.[4]

Experimentální nálezy

Ke studiu se od té doby používají různá experimentální paradigmata vícestupňové vnímání ve sluchové modalitě. Jedním z nich je segregace sluchového proudu, ve které jsou v časovém obrazci prezentovány dvě různé frekvence. Posluchači zažívají střídavé vjemy: jeden vjem má jediný proud kolísající mezi frekvencemi a alternativní vjem má dva samostatné proudy, které opakují jednotlivé frekvence.

Další experimentální nálezy ukazují účinek verbální transformace. V tomto paradigmatu je vstupem řečová forma opakovaná rychle a nepřetržitě. Střídavými vnímáními jsou zde slova - například neustálé opakování slova „život“ vede k bistabilitě „života“ a „létání“. Prefrontální aktivace je zapletena s takovými výkyvy vnímání, a ne se změnami fyzického stimulu, a existuje také možný inverzní vztah mezi levým dolní čelní a cingulate aktivace zapojená do této alterace vnímání.[5]

Principy vnímatelné bistability

Časová dynamika pozorovaná při segregaci sluchového proudu je podobná dynamice bistabilní vizuální vnímání, což naznačuje, že mechanismy zprostředkovávají vícestupňové vnímání „střídavá dominance a potlačení několika konkurenčních interpretací nejednoznačných smyslových vstupů by mohla být sdílena napříč způsoby. Pressnitzer a Hupe analyzovali výsledky experimentu se sluchovým streamováním a prokázali, že percepční zkušenost, která nastala, vykazovala všechny tři vlastnosti multistabilního vnímání nalezené ve vizuální modalitě - exkluzivitu, náhodnost a nevyhnutelnost.[6]

Exkluzivita byla uspokojena, protože došlo k „spontánnímu střídání vzájemně se vylučujících vjemů“ a jen velmi málo času bylo věnováno „neurčitému“ zážitku. Náhodnost také charakterizovala tento jev, protože první fáze vnímání má delší trvání než následné fáze a poté „ustálený stav časové dynamiky sluchového proudu je čistě stochastický bez dlouhodobého trendu. “ A konečně, střídání vjemů bylo nevyhnutelné; i když volní ovládání snížilo potlačení specifikovaného vjemu, nevyloučilo vůbec vnímání alternativního vjemu. Tyto podobnosti mezi percepční bistabilitou ve vizuálních a sluchových modalitách zvyšují možnost společného mechanismu, kterým se tento jev řídí. U subjektů Pressnitzera a Hupeho se distribuce fázových dob v obou modalitách významně nelišily a spekulovalo se, že intraparietální sulcus, pravděpodobně zapojený do crossmodální integrace, by mohl být zodpovědný za bistabilitu v obou doménách. Absence zkreslení specifických pro daný předmět v různých modalitách však odporuje představě, že „jediný mechanismus výběru shora dolů byl jediným determinantem sluchové a vizuální bistability.“ Toto pozorování spolu s důkazy neurálních korelátů v různých fázích zpracování místo toho naznačuje, že konkurence je distribuována a „na základě adaptace a vzájemné inhibice ve více fázích nervového zpracování“.[6]

Neurální korelace

Umístěte model

Při použití testu dvoufázového tónu jsou specifické populace neurony aktivovat, známý jako model místa. Potenciál související s událostmi Amplituda (ERP) se zvyšuje, když se zvyšuje rozdíl ve frekvenci dvou tónů. Tento model předpokládá, že když k tomu dojde, vzdálenost mezi dvěma populacemi neuronů se zvětší, takže obě populace budou vzájemně méně ovlivňovat, což umožní snadnější segregaci tónů.

Výsledky fMRI

FMRI byl použit k měření korelace mezi poslechem střídavých tónů ve srovnání s jediným proudem tónů. Zadní oblasti vlevo sluchová kůra byly modulovány střídavými tóny, což naznačuje, že mohou existovat oblasti mozku odpovědné za segregaci proudu.

Teoretický pohled

Sekvenční seskupení

Velkým problémem v chování je otázka, jak seskupit sluchové podněty. Když je přijímán nepřetržitý proud sluchových informací, je možné mnoho alternativních interpretací, ale jednotlivci si vědomě uvědomují pouze jeden vjem najednou. Aby k tomu mohlo dojít, musí sluchový systém oddělit a seskupit příchozí zvuky, přičemž cílem je „vytvořit, upravit a udržovat dynamické reprezentace domnělých objektů v jeho prostředí“.[7] Bylo navrženo, že tento proces vazby zvukových událostí do skupin je řízen různými úrovněmi podobností. Jeden princip vazby je založen na percepční podobnosti mezi jednotlivými událostmi. Zvuky, které sdílejí mnoho nebo všechny jejich akustické vlastnosti, jsou pravděpodobně emitovány stejným zdrojem, a proto je pravděpodobnější, že budou spojeny do podoby „protoobjektu“.[7] Další princip vazby je založen na postupné předvídatelnosti zvukových událostí. Pokud události spolehlivě následují, je také pravděpodobnější, že mají společnou základní příčinu.

Soutěž

Teorie vysvětlující střídání sluchových vjemů spočívá v tom, že různé interpretace jsou neurálně znázorněny současně, ale všechny kromě té dominantní jsou v té době potlačeny. Tato myšlenka konkurence mezi paralelními hypotézami by mohla poskytnout vysvětlení časové dynamiky pozorované při segregaci sluchového proudu. Počáteční percepční fáze je udržována déle než ty následující, „přičemž doba trvání první fáze je závislá na stimulu a parametru a je řádově delší než trvání následné fáze nezávislé na parametrech“.[8] Při nástupu stimulu může být prvním vnímáním ten, který je nejjednodušší objevit na základě rysové blízkosti (a tedy závislý na stimulačních parametrech) a je udržován relativně déle, protože je zapotřebí času, aby se vytvořily další hypotézy. Jak je přijímáno a zpracováváno více smyslových informací, „neurální asociace, které jsou základem alternativních zdravých organizací, se stávají silnými a začínají bojovat o dominanci“ a „pravděpodobnosti vnímání různých organizací mají tendenci být časově vyváženější“ [7]

Reference

  1. ^ Zhou, W .; Chen, D. (2009). „Binarální rivalita mezi nosními dírkami a kůrou“. Aktuální biologie. 19 (18): 1561–1565. doi:10.1016 / j.cub.2009.07.052. PMC  2901510. PMID  19699095.
  2. ^ Blake, R .; Logothetis, N. (2002). "Vizuální soutěž". Recenze přírody Neurovědy. 3 (1): 13–21. doi:10.1038 / nrn701. PMID  11823801.
  3. ^ Blake, R. (2001). Primer v binokulárním soupeření, včetně současných kontroverzí. Brain and Mind, 2, 5-38
  4. ^ Deutsch, D. (1974). Sluchová iluze. Nature, 251, 307-309
  5. ^ Sterzer, P. Kleinschimdt, A. & Rees, G. (2009). Nervové základy multistabilního vnímání. Trends in Cognitive Sciences, Vol.13 No.7, 310-318
  6. ^ A b Pressnitzer, D. & Hupe, J. (2006). Časová dynamika sluchové a vizuální bistability odhaluje společné principy organizace. Aktuální biologie, 16, 1351–1357
  7. ^ A b C Winkler, I.Denham, S. Mill. R, Bohm, T. & Bendixen, A. (2012). Multistabilita v segregaci sluchového proudu: prediktivní pohled na kódování. Philosophical Transactions of the Royal Society Biological Sciences, 367, 1001–1012
  8. ^ Denham, S. Gyimesi, K. Stefanics, G. & Winkler, I. (2010). Neurofyziologické základy sluchového vnímání, 477-487