Temperatura «auditiva»: los científicos descubren una nueva capa de percepción humana

Los investigadores han demostrado que los humanos son capaces de percibir la temperatura del agua a través del sonido, una capacidad que probablemente se desarrolló a través de la exposición, lo que sugiere el potencial de nuevos mapas cerebrales sensoriales y habilidades cognitivas avanzadas.

Investigadores del Instituto Ivscher de Cerebro, Cognición y Tecnología (Instituto BCT) de la Universidad Reichmann (IDC Herzliya) han descubierto una capacidad cognitiva en gran parte pasada por alto, utilizando… Aprendizaje automático Arrojar luz sobre la dinámica de la percepción intermodal: la interacción entre diferentes medios sensoriales. En un estudio reciente, el equipo investigó si los humanos son capaces de detectar las propiedades térmicas del agua, como su temperatura, a través de su sonido y si esta percepción se produce de forma consciente.

Aprovechando los principios de la integración multisensorial (la forma en que el cerebro combina información de diversas modalidades sensoriales para formar una percepción unificada del entorno), el equipo exploró el potencial de la integración multisensorial. térmico También utilizaron una red neuronal profunda (DNN) previamente entrenada y un algoritmo de clasificación (máquina de vectores de soporte) para examinar si el aprendizaje automático era capaz de clasificar con éxito y de forma consistente grabaciones de audio de agua a diferentes temperaturas a medida que se vertía, creando un mapeo de estas propiedades térmicas en realidad están codificadas en el audio.

El cuestionario investigó las creencias de las personas sobre la percepción de los medios, y la capacidad de los participantes para percibir en una tarea 2AFC en línea se evaluó utilizando grabaciones tomadas en una instalación periférica. Las grabaciones también se utilizaron para entrenar un modelo de aprendizaje automático para realizar la misma clasificación. Copyright: Instituto Ivscher de Cognición y Tecnología Cerebrales, Universidad Reichmann

“La percepción de la temperatura es única en comparación con otras experiencias sensoriales”, afirma el Dr. Adi Sener, investigador postdoctoral del Instituto BCT y coautor del estudio. “Para la visión y la audición, hemos dedicado ‘órganos’ sensoriales como los ojos y los oídos. , y con la temperatura dependemos de receptores especializados”. “En la piel responden a diferentes rangos de temperatura que experimentamos como calor y frío, pero en el reino animal sabemos, por ejemplo, que las serpientes en realidad pueden ‘ver’ el calor corporal, lo que les permite hacerlo. para identificar presas”.

La cuestión de si la percepción multisensorial de la temperatura se extiende a los humanos ya se ha planteado anteriormente. «Estudios anteriores han explorado esto a nivel conductual», afirma el profesor Amir Amidi, director fundador del Instituto BCT. «Estos estudios han demostrado que los humanos pueden oír la diferencia entre líquidos calientes y fríos cuando se vierten, pero no cómo ni por qué sucede esto», explica.

Investigación de la percepción multisensorial.

Los investigadores primero se propusieron replicar hallazgos anteriores y confirmar esta sorprendente capacidad cognitiva, así como aclarar si esta capacidad es innata o aprendida, una cuestión que ha sido objeto de mucho debate durante mucho tiempo. «También queríamos investigar si las personas son conscientes de estas diferencias en las propiedades del sonido y las diferencias térmicas, así como explorar las propiedades de los sonidos mismos que permiten la distinción en la percepción», dice Snir.

Para este fin, el equipo utilizó una red neuronal profunda (DNN) previamente entrenada para caracterizar grabaciones de diferentes temperaturas del agua vertida, un algoritmo de aprendizaje automático para clasificar las propiedades térmicas del agua y un análisis computacional de los atributos auditivos de cada grabación. . «Vimos que los participantes eran constantemente capaces de distinguir la temperatura del agua por su sonido, incluso cuando no creían que pudieran hacerlo, lo que nos dice que es probable que se trate de una habilidad implícita adquirida a través de la exposición a señales auditivas a lo largo de la vida», dijo Amedee. explica. Un modelo de aprendizaje automático entrenado con grabaciones de agua fría y caliente tiene un alto grado de percepción auditiva”. exactitud “Sobre la clasificación de los votos”.

Los resultados del estudio demuestran que los humanos tienen la capacidad de aprender mapas sensoriales complejos a partir de experiencias cotidianas y que el aprendizaje automático puede ayudar a dilucidar fenómenos cognitivos sutiles. «El siguiente paso es observar si las personas desarrollarán o no nuevos mapas sensoriales en el cerebro para esta experiencia, como lo hacen para ver, tocar y oír», dice Amidi. Y añade: «En teoría, las recientes afirmaciones de Elon Musk sobre la capacidad de Neuralink para crear habilidades sobrehumanas podrían convertirse en realidad si este mismo método se combina con la estimulación cerebral».

Referencia: “Escuchar temperaturas: uso del aprendizaje automático para dilucidar la percepción multimodal de propiedades térmicas a través de la escucha” por Moher Wenger, Amber Maimon, Or Yizhar, Adi Snir, Yonatan Sasson y Amir Amidi, 28 de junio de 2024. Fronteras en psicología.
doi: 10.3389/fpsyg.2024.1353490