我们生成了几个有不同节奏的时间,一个听起来像人说话的节奏,一个听起来像把‘波泼墨佛’这些辅音连起来讲的节奏(想想你快快地说p p p p p),一个是在两个节奏中间的声音。这个中间音很重要,因为这个中间音的节奏和大脑里分布最广泛能量最高的脑波, alpha波的节奏一样。那么问题又来了,就是如果听觉系统是经典的加工方式的话,这三个声音都会引起听觉系统有节奏的变化,alpha波的节奏可能最大。如果是并行的不太直观的加工方式的话,那听觉系统就不会跟着所有节奏变化,只会加工和其两个窗口长度相符的声音节奏。
我们找来一些人类被试,让他们躺在脑磁图仪(MEG)里,给他们放这些声音,记录他们大脑的脑磁信号变化。因为大脑要是有放应,有些神经元就放电,放电后产生磁信号,我们的脑磁图仪就会记录到这些磁信号。后续分析,可以从这些磁信号来推断大脑神经元怎么活动怎么加工各种声音的。
长话断说,我们使用了各种高级信号处理办法,比如时频分析和相位分析,还有了机器学习办法,又加上了信息论的方法,最后,我们终于得出了结论。很奇怪,很让人惊吓。那结论是这样的,相信你已经猜到了,经典的看法是不对的,我们发现大脑对alpha波节奏的声音没有反应,在各种分析下都对声音加工没有响应。而两个一快一慢的节奏,在大脑里有很强的反应,大脑会跟随这一快一慢的节奏变化。这说明,听觉系统有选择性的在不同时间长度上提取声音信息,很可能用了前面提到的一长一短的时间窗口,并行提取信息。
这个研究对人们进一步理解声音加工有很大的启示。在人工语音识别和声音探测上,往往用了经典的看法,一步步一点点加工声音。而且至今为止,人类的大脑还是识别语音最厉害的计器,大脑在怎么加工声音呢?大脑在有针对地有效地同时抽取声音信息,在两个时间尺度上:一个几百毫秒长的时间尺度,一个几十毫秒长的时间尺度。
文章网址(开源下载):
http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2000812
这个时候就有些好学的朋友们就会问了,脑磁图那么高大上的东西,我们没有也买不起怎么办啊,那我会良心安利你们有脑电设备的朋友,用脑电把这个研究做起来,这时候这些好学的朋友们又会问了,哎呀,我们不会数据处理怎么办呀。
那我就隆重推出思影科技举办的第三届脑电数据处理基础班 (翻阅历史消息,或者微信关注思
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