Multistabilna percepcja słuchowa

Multistabilna percepcja słuchowa jest zjawiskiem poznawczym, w którym pewne bodźce słuchowe mogą być odbierane na wiele sposobów. Chociaż multistabilna percepcja była najczęściej badana w domenie wzrokowej , zaobserwowano ją również w modalnościach słuchowych i węchowych. W dziedzinie węchowej do obu nozdrzy docierają różne zapachy, podczas gdy w dziedzinie słuchowej naukowcy często badają skutki obuusznego sekwencje czystych tonów. Ogólnie rzecz biorąc, multistabilna percepcja ma trzy główne cechy: ekskluzywność, co sugeruje, że wielorakie percepcje nie mogą wystąpić jednocześnie; losowość, wskazująca, że ​​czas trwania faz percepcyjnych podlega przypadkowemu prawu, oraz nieuchronność, co oznacza, że ​​badani nie są w stanie całkowicie zablokować jednego perceptu na czas nieokreślony.

Historia

Podczas gdy rywalizacja obuoczna była badana od XVI wieku, badanie wielostabilnej percepcji słuchowej jest stosunkowo nowe. Diana Deutsch jako pierwsza odkryła multistabilność w ludzkiej percepcji słuchowej w postaci złudzeń słuchowych polegających na okresowo oscylujących tonach.

Wyniki eksperymentów

multistabilnej percepcji w modalności słuchowej stosowano różne paradygmaty eksperymentalne . Jednym z nich jest segregacja strumienia słuchowego, w której dwie różne częstotliwości są prezentowane we wzorze czasowym. Słuchacze doświadczają naprzemiennych perceptów: jeden percept dotyczy pojedynczego strumienia wahającego się między częstotliwościami, a alternatywny percept to dwa oddzielne strumienie, z których każdy powtarza pojedyncze częstotliwości.

Inne wyniki eksperymentalne pokazują efekt transformacji werbalnej. W tym paradygmacie dane wejściowe to forma mowy powtarzana szybko iw sposób ciągły. Naprzemiennymi perceptami są tutaj słowa — na przykład ciągłe powtarzanie słowa „życie” skutkuje bistabilnością „życia” i „latania”. przedczołowa jest powiązana z takimi fluktuacjami perceptu, a nie ze zmianami bodźca fizycznego, a także możliwa jest odwrotna zależność między lewą dolną aktywacją czołową i zakrętem obręczy zaangażowaną w tę przemianę perceptu.

Zasady bistabilności percepcyjnej

Dynamika czasowa obserwowana w segregacji strumienia słuchowego jest podobna do dynamiki bistabilnej percepcji wzrokowej, co sugeruje, że mechanizmy pośredniczące w percepcji multistabilnej , naprzemienna dominacja i tłumienie wielu konkurujących interpretacji niejednoznacznych danych sensorycznych, mogą być wspólne dla różnych modalności. Pressnitzer i Hupe przeanalizowali wyniki eksperymentu ze strumieniem słuchowym i wykazali, że doświadczenie percepcyjne, które miało miejsce, wykazywało wszystkie trzy właściwości multistabilnej percepcji występujące w modalności wizualnej - ekskluzywność, losowość i nieuchronność.

Wyłączność została usatysfakcjonowana, ponieważ istniała „spontaniczna przemiana między wzajemnie wykluczającymi się perceptami” i bardzo mało czasu spędzano na „nieokreślonym” doświadczeniu. Zjawisko charakteryzowało się również losowością, ponieważ pierwsza faza percepcji trwa dłużej niż kolejne fazy, a następnie „stały stan dynamiki czasowej strumienia słuchowego jest czysto stochastyczny”. bez długoterminowego trendu”. Wreszcie, zmiana perceptu była nieunikniona; chociaż kontrola wolicjonalna zredukowała tłumienie określonego perceptu, nie wykluczyła całkowicie postrzegania alternatywnego perceptu. Te podobieństwa między percepcyjną bistabilnością w modalnościach wzrokowych i słuchowych stwarzają możliwość istnienia wspólnego mechanizmu rządzącego tym zjawiskiem. U pacjentów Pressnitzera i Hupe rozkłady czasu trwania faz w obu modalnościach nie różniły się istotnie i spekulowano, że bruzda śródciemieniowa , prawdopodobnie zaangażowany w integrację międzymodalną, może być odpowiedzialny za bistabilność w obu domenach. Jednak brak uprzedzeń tematycznych w różnych modalnościach jest sprzeczny z poglądem, że „pojedynczy mechanizm selekcji odgórnej był jedynym wyznacznikiem bistabilności słuchowej i wizualnej”. Ta obserwacja, wraz z dowodami korelatów neuronowych na różnych etapach przetwarzania, zamiast tego sugeruje, że konkurencja jest rozproszona i „oparta na adaptacji i wzajemnym hamowaniu na wielu etapach przetwarzania neuronowego”.

Korelaty neuronowe

Umieść model

Podczas korzystania z testu tonów dwustrumieniowych aktywowane są określone populacje neuronów , znane jako model miejsca. Amplituda potencjału związanego ze zdarzeniem (ERP) wzrasta, gdy zwiększa się różnica częstotliwości dwóch tonów. Model ten stawia hipotezę, że kiedy tak się dzieje, zwiększa się odległość między dwiema populacjami neuronów, tak że dwie populacje będą mniej oddziaływać na siebie, co pozwala na łatwiejszą segregację tonów.

wyniki fMRI

FMRI zostało wykorzystane do pomiaru korelacji między słuchaniem naprzemiennych tonów w porównaniu z pojedynczym strumieniem tonów. Tylne obszary lewej kory słuchowej były modulowane przez naprzemienne tony, co wskazuje, że mogą istnieć obszary mózgu odpowiedzialne za segregację strumienia.

Widok teoretyczny

Grupowanie sekwencyjne

Problemem o dużym znaczeniu behawioralnym jest kwestia grupowania bodźców słuchowych. Kiedy odbierany jest ciągły strumień informacji słuchowych, możliwe są liczne alternatywne interpretacje, ale jednostki są świadomie świadome tylko jednego perceptu na raz. Aby tak się stało, układ słuchowy musi segregować i grupować przychodzące dźwięki, a celem jest „konstruowanie, modyfikowanie i utrzymywanie dynamicznych reprezentacji domniemanych obiektów w swoim otoczeniu”. Sugerowano, że ten proces łączenia zdarzeń dźwiękowych w grupy jest napędzany przez różne poziomy podobieństw. Jedna zasada wiązania opiera się na percepcyjnym podobieństwie między poszczególnymi zdarzeniami. Dźwięki, które mają wiele lub wszystkie cechy akustyczne, są bardziej prawdopodobne, że zostały wyemitowane przez to samo źródło, a zatem istnieje większe prawdopodobieństwo, że zostaną połączone w celu utworzenia „protoobiektu”. Druga zasada wiązania opiera się na sekwencyjnej przewidywalności zdarzeń dźwiękowych. Jeśli zdarzenia niezawodnie następują po sobie, jest również bardziej prawdopodobne, że mają wspólną przyczynę.

Konkurs

Teoria wyjaśniająca naprzemienność percepcji słuchowych głosi, że różne interpretacje są reprezentowane neuronowo jednocześnie, ale wszystkie z wyjątkiem dominującej w danym momencie są tłumione. Ta idea konkurencji między równoległymi hipotezami może wyjaśnić dynamikę czasową obserwowaną w segregacji strumienia słuchowego. Początkowa faza percepcyjna trwa dłużej niż kolejne, „przy czym czas trwania pierwszej fazy jest zależny od parametru bodźca i o rząd wielkości dłuższy niż kolejne fazy niezależne od parametrów”. Na początku bodźca pierwszy percept może być tym, który jest najłatwiejszy do odkrycia, w oparciu o bliskość cech (a zatem zależny od parametru bodźca) i jest utrzymywany stosunkowo dłużej, ponieważ potrzebny jest czas na sformułowanie innych hipotez. W miarę odbierania i przetwarzania większej ilości informacji sensorycznych „skojarzenia neuronalne leżące u podstaw alternatywnych organizacji dźwiękowych stają się silniejsze i zaczynają rywalizować o dominację”, a „prawdopodobieństwo postrzegania różnych organizacji staje się z czasem bardziej zrównoważone”.