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机器学习模型揭示了大脑如何识别通信声音

本站发布时间:2023-11-21 14:45:27

匹兹堡大学的听觉神经科学家在今天发表的《通讯生物学》杂志上描述了一个机器学习模型,该模型有助于解释大脑如何识别声音和交流声音,如动物叫声或单词

本模型中描述的算法显示,包括猴子和豚鼠在内的社会动物,在大脑中使用声音处理网络来区分声音类别,如交配、食物或愤怒的声音,并加以应用

这项研究是深入了解声音识别背后的神经处理的复杂性和复杂性的重要步骤这项工作的成果为理解和最终治疗影响语言识别的障碍提供了途径,并提高了语言水平

“我们所知道的更多或几乎所有人都会失去对他们生活中某些方面的关注,因为这是对风险或暴露的保证。理解基础识别的生物学,并找到改善其重要性的方法,”神经生物学教授、里瓦松·萨达戈潘博士说道D“但本地交流的过程是复杂的,而且是适合自己的。我们的大脑相互交流的方式,可以被认为是通过声音进行投资的方式,这并不缺乏逻辑性。”

人类和动物在几天内经历了令人震惊的多样性,从丛林的咖啡馆到室内餐厅无论地球上的环境污染是什么,人类和其他动物都可以相互交流和理解,包括他们的声音或声音例如,当我们听到“你好”时,我们意识到与美国或英国接受了大量的信息,无论是男性还是男性,还是女性的信息

团队一开始就认为,人脑识别和捕捉通信声音的方式可能与人类识别的人脸与其他物体相似面高度多样化,但有一些共同的特点

我们的大脑不是将每一张与完美的“模板”脸相反的脸都匹配起来,而是选择眼睛、鼻子和嘴巴等所有特征,以及它们的相对位置,并为这些定义每一张脸的小特征创建相同的特征集

在一系列研究中,该研究表明,通信基础可能具有两个非常小的特征研究者们首先建立了一个机器学习的基础处理模型,以识别不同的动物基础他们将豚鼠的排泄活动记录在他们亲属的交流声中大脑中负责处理声音的区域的神经元,当他们听到具有特定类型声音特征的声音时,会逆风产生大量的电活动,类似于机器学习模型

他们希望通过动物的日常生活行为来检验哺乳动物的表现

几只豚鼠被放在封闭的环境中,暴露出不同类别的声音——吱吱声和咕哝声,这些声音被归类为不同的声音信号研究人员已经训练了一种方法,使其能够在不同的环境中行走,并根据不同的种子类别获得果实

然后,他们制作了一个任务碎片:为了让人们认识到用不同的音调在顶部说话的单词的含义,他们通过声音转换软件,加快或减慢音调,提高或降低音高,或者增加噪音和选择

动物不仅能持续执行任务,而且如果所有耳朵都没有改变,它们会继续执行人工回声或其他声音更好的是,机器学习模型完美地描述了他们的行为(以及大脑中声音处理神经元激活的基础)

下一步,研究人员将对这些模型对人类语言中的浪漫动物进行精确翻译

“从一个工程师的角度来看,这里有很多不同的语言识别模型。我们的模型的独特之处在于,我们在行为和大脑活动之间有着密切的对应关系,让我们对生物学有了更多的了解。在未来,这些见解可以用来帮助患有神经发育疾病的人,或者帮助工程师更好地倾听艾滋病,”作者SatyabrataParida博士说D皮特神经生物学系的博士后

“很多人都在为认知某项技术而挣扎,”来自Sadagopanlab的ManaswiniKar说道“了解一个典型的彩虹是如何识别剑的,并使周围的审计世界成为可能,这将有可能理解并帮助那些勇敢的人。”

补充研究者:刘世彤,博士D第…页


来源:

Materials provided by
University of Pittsburgh.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Satyabrata Parida, Shi Tong Liu, Srivatsun Sadagopan.
    Adaptive mechanisms facilitate robust performance in noise and in reverberation in an auditory categorization model. Communications Biology, 2023; 6 (1) DOI: 10.1038/s42003-023-04816-z

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