Как наш мозг может сфокусироваться на отдельном голосе в шумной толпе

Люди обладают замечательной способностью избирательно сосредотачиваться на одном говорящем среди других конкурирующих говорящих. В толпе людей, на шумных семейных праздниках или вечеринках мы можем фокусироваться на отдельных голосах. Нейронные механизмы, лежащие в основе этого феномена, до конца не изучены. Понимание того, как мозг обрабатывает стимулы, такие как речь, язык и музыка, стало предметом исследования Эдмунда Лалора,  доцента нейробиологии и биомедицинской инженерии в Медицинском центре Университета Рочестера, которое опубликовано в The Journal of Neuroscience.


Ученые записали ЭЭГ четырнадцати человек (девять женщин и пять мужчин) во время эксперимента по концентрации внимания «вечеринка с коктейлем». Участники данного исследования одновременно слушали две истории, но должны были сфокусировать своё внимание только на одной. Лаборатории нашла новый ключ к разгадке того, как мозг способен распаковывать информацию и намеренно слышать одного говорящего, при этом игнорируя другого говорящего. 

В ходе исследования удалось установить, что акустика считывается одинаково как в ситуации с фокусированием внимания на голосе, так и в ситуации с игнорированием голоса. Но далее в мозгу возникает четкое различие. На самом деле, мозг делает дополнительный шаг к тому, чтобы понять слова говорящего, которого слушают, и не делает этого шага к другим говорящим, слова которых витают вне разговора. Используя записи мозговых волн ЭЭГ, исследователи обнаружили, что история, на которую участники должны были обращать внимание, была преобразована в лингвистические единицы, известные как фонемы – кратчайшие смыслоразличительные звуковые единицы, которые могут отличать одно слово от другого. Другая история не была преобразована в фонемы. 

Звуки должны распознаваться как фонемы и слоги, чтобы мы могли в конечном итоге определить, какие слова произносятся, даже если они звучат по-разному, например, произносятся людьми с разным акцентом или разной высотой голоса.

«Наше исследование показало, что — почти в режиме реального времени — мы можем декодировать сигналы, чтобы точно определить, на кого вы обращаете внимание», — сказал Лалор.

Текст: Анна Цой

Emily S. Teoh, Farhin Ahmed, Edmund C. Lalor. Attention differentially affects acoustic and phonetic feature encoding in a multispeaker environment in J. Neurosci 2021; 10.1523/JNEUROSCI.1455-20.2021