Naučnici otkrivaju kako naš mozak pokušava da razlikuje muzičku buku od govora

Naučnici otkrivaju kako naš mozak pokušava da razlikuje muzičku buku od govora

Muzika i govor su među najčešćim vrstama zvukova koje čujemo. Ali kako da identifikujemo ono što mislimo da je razlika između njih dvoje?

Međunarodni tim istraživača zacrtao je ovaj proces kroz niz eksperimenata – dajući uvide koji nude potencijalna sredstva za optimizaciju terapijskih programa koji koriste muziku da bi se povratila sposobnost govora u rešavanju afazije. Ovaj jezički poremećaj pogađa više od jednog od 300 Amerikanaca svake godine, uključujući Vendi Vilijams i Brusa Vilisa.

„Iako su muzika i govor različiti na mnogo načina, u rasponu od visine tona preko tembra do teksture zvuka, naši rezultati pokazuju da slušni sistem koristi zapanjujuće jednostavne akustične parametre za razlikovanje muzike i govora“, objašnjava Endrju Čeng, postdoktorski saradnik na Univerzitetu u Njujorku. Katedra za psihologiju i glavni autor rada koji se pojavljuje u časopisu PLOS Biology. „Sve u svemu, sporiji i stabilni zvučni snimci puke buke više zvuče kao muzika, dok brži i nepravilni snimci više kao govor.“

Naučnici mere brzinu signala preciznim mernim jedinicama: Herc (Hz). Veći broj Hz znači veći broj pojavljivanja (ili ciklusa) u sekundi od manjeg broja. Na primer, ljudi obično hodaju brzinom od 1,5 do 2 koraka u sekundi, što je 1,5–2 Hz. Otkucaj hita Stivija Vondera iz 1972. „Sujeverje“ je približno 1,6 Hz, dok „Roller Girl“ Ane Karine iz 1967. ima 2 Hz. Nasuprot tome, govor je obično dva do tri puta brži od onog na 4–5 Hz.

Dobro je dokumentovano da je jačina ili glasnoća pesme tokom vremena – ono što je poznato kao „amplitudna modulacija“ – relativno stabilna na 1–2 Hz. Nasuprot tome, amplitudna modulacija govora je tipično 4-5 Hz, što znači da se njegova jačina često menja.

Uprkos sveprisutnosti i poznatosti muzike i govora, naučnicima je ranije nedostajalo jasno razumevanje kako bez napora i automatski identifikujemo zvuk kao muziku ili govor.

Da bi bolje razumeli ovaj proces u svojoj studiji PLOS Biologi, Chang i kolege su sproveli seriju od četiri eksperimenta u kojima je više od 300 učesnika slušalo seriju audio segmenata sintetizovane muzičke i govorne buke različitih brzina i pravilnosti modulacije amplitude.

Audio snimci šuma dozvoljavaju samo detekciju jačine zvuka i brzine. Od učesnika je zatraženo da procene da li ovi dvosmisleni snimci buke, za koje im je rečeno da su muzika ili govor maskirani bukom, zvuče kao muzika ili govor. Posmatranje obrasca učesnika koji su sortirali stotine klipova sa bukom bilo u vidu muzike ili govora, otkrilo je koliko je svaka karakteristika brzine i/ili pravilnosti uticala na njihovu procenu između muzike i govora.

To je slušna verzija „videti lica u oblaku“, zaključuju naučnici: Ako postoji određena karakteristika u zvučnom talasu koja odgovara ideji slušalaca o tome kakav bi trebalo da bude muzika ili govor, čak i snimak bele buke može zvučati kao muzika ili govor . Primeri muzike i govora mogu se preuzeti sa stranice za istraživanje.

Rezultati su pokazali da naš slušni sistem koristi iznenađujuće jednostavne i osnovne akustičke parametre za razlikovanje muzike i govora: učesnicima su klipovi sa sporijim tempom (<2Hz) i pravilnijom amplitudnom modulacijom zvučali više kao muzika, dok su klipovi sa višim brzinama (~4Hz) a nepravilnija modulacija amplitude je više zvučala kao govor.

Poznavanje načina na koji ljudski mozak razlikuje muziku i govor može potencijalno koristiti ljudima sa slušnim ili jezičkim poremećajima kao što je afazija, napominju autori. Melodična intonaciona terapija, na primer, je obećavajući pristup za obuku ljudi sa afazijom da pevaju ono što žele da kažu, koristeći svoje netaknute „muzičke mehanizme“ da zaobiđu oštećene mehanizme govora. Stoga, saznanje šta čini muziku i govor sličnim ili različitim u mozgu može pomoći u dizajniranju efikasnijih programa rehabilitacije.