Sinirbilimciler için insan işitmesi, cevaplanmamış sorularla dolu bir süreçtir. Beyin sesleri — havada dolaşan titreşimleri — konuşma, kahkaha veya yaklaşan bir arkadaşın ayak sesleri olarak tanıdığımız nöral aktivite kalıplarına nasıl çevirir? Aynı nöral süreçler evrensel mi yoksa kültürler arasında farklılık gösteriyor mu?
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü profesörü Josh McDermott, Ulusal Bilim Vakfı’nın (NSF) Sosyal, Davranışsal ve Ekonomik Bilimler Müdürlüğü’nün (SBE) desteğiyle bu soruları yanıtlamaya çalışan bir araştırma ekibine liderlik ediyor. Çalışmaları psikoloji, nörobilim ve mühendisliğin kesiştiği noktadadır.
İşitsel algının kültürler arasında evrensel olan yönlerinin olup olmadığını belirlemek için McDermott ve ekibi, Boston’dan uzak Amazonlar’a kadar uzanan yerleri gezdiler ve burada gürültülü bir lokantanın gürültüsünden ormanlık bir patikanın sessizliğine kadar değişen sesleri kaydettiler.
McDermott zamanının çoğunu beynin sesi nasıl işlediğini inceleyerek geçirir. Tipik bir gün onu, insan beyni görüntüleme, özellikle işlevsel manyetik rezonans görüntüleme veya fMRI içeren deneylerin sonuçlarını gözden geçirirken buluyor. Bu araştırma hattı, meydana çıkarmak insan işitsel korteksinin müziğe seçici olarak yanıt veren nöronlar içerdiğini – konuşmaya veya çevresel seslere değil.
Bu iş var gösterilen işitsel kortekste ses işlemenin, yükseklik ve perde gibi düşük seviyeli özelliklerin analizinden başlayarak aşamalar halinde gerçekleştiğini. Bu işlem, ses üretiminin kaynağı (örneğin, seslerin konuşma tarafından üretilip üretilmediği) ve sesi üreten kişinin veya şeyin kimliği gibi daha üst düzey özelliklere adım adım ilerler.
McDermott’un ekibi ayrıca sesi ve müziği tanıyabilen bir yapay sinir ağı geliştirdi. Ağ, konuşmadaki kelimeleri ve müzik türlerini bir insan denek ile aynı doğrulukla tanımlayabilir.
Araştırmacılar, işlemenin her aşamasında bilgileri nasıl işlediğini görmek için yazılımın “kaputunun altına bakabildikleri” için, her aşamayı fMRI ile görüntülendiği şekliyle işitsel korteksin işlevleriyle karşılaştırabilirler. Bu karşılaştırma, bilgisayar programındaki işitsel işlemedeki belirli aşamaların beyin tarafından gerçekleştirilenlere benzer olduğunu göstermiştir.
Araştırmanın uzun vadeli hedefleri arasında, işitme engelliler için tedavilerin iyileştirilmesi ve insanlarınkine rakip olabilecek yeteneklerle sesi yorumlayabilen makineler tasarlama yer alıyor.