Мультистабильное слуховое восприятие - Multistable auditory perception

Мультистабильное слуховое восприятие - когнитивный феномен, при котором определенные слуховые стимулы можно воспринимать по-разному. Пока многостабильное восприятие наиболее часто изучается в визуальный домен, это также наблюдалось в слуховой и обонятельной модальностях. в обонятельный домен, в две ноздри поступают разные ароматы,^[1] в то время как в слуховой домен, исследователи часто изучают эффекты бинауральный последовательности чистых тонов. Вообще говоря, мультистабильное восприятие имеет три основных характеристики: исключительность, подразумевающую, что множественное восприятие не может происходить одновременно; случайность, указывающая на то, что продолжительность фаз восприятия подчиняется случайному закону и неизбежность, что означает, что субъекты не могут полностью заблокировать одно восприятие на неопределенный срок.^[2]

История

В то время как бинокулярное соперничество изучается с 16 века, изучение мультистабильного слухового восприятия является относительно новым.^[3] Дайана Дойч была первой, кто обнаружил мультистабильность слухового восприятия человека в форме слуховых иллюзий, включающих периодически колеблющиеся тона.^[4]

Экспериментальные результаты

С тех пор различные экспериментальные парадигмы использовались для изучения многостабильное восприятие в слуховой модальности. Одним из них является сегрегация звукового потока, при котором две разные частоты представлены во временном шаблоне. Слушатели испытывают чередующиеся восприятия: одно восприятие представляет собой единый поток, колеблющийся между частотами, а альтернативное восприятие - это два отдельных потока, каждый из которых повторяет одну частоту.

Другие экспериментальные данные демонстрируют эффект вербальной трансформации. В этой парадигме ввод - это речевая форма, повторяющаяся быстро и непрерывно. Чередующиеся восприятия здесь - это слова - например, постоянное повторение слова «жизнь» приводит к бистабильности «жизнь» и «летать». Префронтальный активация связана с такими колебаниями восприятия, а не с изменениями физического стимула, а также возможна обратная связь между левыми нижний лобный и поясная извилина активация, вовлеченная в это изменение восприятия.^[5]

Принципы перцепционной бистабильности

Временная динамика, наблюдаемая при сегрегации слухового потока, аналогична динамике бистабильный зрительное восприятие, предполагая, что опосредующие механизмы многостабильное восприятие, чередование доминирования и подавления множественных конкурирующих интерпретаций неоднозначной сенсорной информации может быть общим для разных модальностей. Пресснитцер и Хупе проанализировали результаты эксперимента с потоковой передачей звука и продемонстрировали, что возникший перцептивный опыт проявил все три свойства мультистабильного восприятия, обнаруженные в визуальной модальности - исключительность, случайность и неизбежность.^[6]

Исключительность была удовлетворена, поскольку происходило «спонтанное чередование взаимоисключающих восприятий», и очень мало времени было потрачено на «неопределенный» опыт. Случайность также характеризует это явление, так как первая фаза восприятия длится дольше, чем последующие фазы, а затем «устойчивое состояние временной динамики слухового потока чисто стохастический без долгосрочного тренда ». Наконец, изменение восприятия было неизбежным; Несмотря на то, что волевой контроль действительно уменьшил подавление указанного восприятия, он не исключил восприятие альтернативного восприятия в целом. Такое сходство между бистабильностью восприятия в зрительной и слуховой модальностях повышает вероятность наличия общего механизма, управляющего феноменом. У испытуемых Пресснитцера и Хупе распределения длительностей фаз в двух модальностях существенно не различались, и предполагалось, что внутрипариетальная борозда, вероятно, вовлеченные в кросс-модальную интеграцию, могут быть ответственны за бистабильность в обеих областях. Однако отсутствие субъективных предубеждений в модальностях противоречит представлению о том, что «единый нисходящий механизм выбора был единственным определяющим фактором слуховой и зрительной бистабильности». Это наблюдение, наряду с доказательствами нейронных коррелятов на разных этапах обработки, вместо этого предполагает, что конкуренция распределена и «основана на адаптации и взаимном ингибировании на нескольких этапах нейронной обработки».^[6]

Нейронные корреляты

Разместить модель

При использовании теста с двумя потоками тонов определенные группы нейроны активировать, известную как модель места. Потенциал, связанный с событием (ERP) амплитуда увеличивается, когда разница частот двух тонов увеличивается. Эта модель предполагает, что когда это происходит, расстояние между двумя популяциями нейронов увеличивается, так что эти две популяции будут меньше взаимодействовать друг с другом, что облегчает разделение тонов.

результаты фМРТ

FMRI был использован для измерения корреляции между прослушиванием чередующихся тонов по сравнению с одним потоком тонов. Задние отделы слева слуховая кора были модулированы чередующимися тонами, что указывает на то, что могут быть участки мозга, ответственные за разделение потоков.

Теоретический взгляд

Последовательная группировка

Проблема большого поведенческого значения - это вопрос о том, как группировать слуховые стимулы. Когда принимается непрерывный поток слуховой информации, возможны многочисленные альтернативные интерпретации, но люди осознают только одно восприятие за раз. Чтобы это произошло, слуховая система должна разделять и группировать поступающие звуки с целью «конструировать, изменять и поддерживать динамические представления предполагаемых объектов в своей среде».^[7] Было высказано предположение, что этот процесс связывания звуковых событий в группы обусловлен различными уровнями сходства. Один принцип связывания основан на перцептивном сходстве между отдельными событиями. Звуки, которые обладают многими или всеми своими акустическими характеристиками, с большей вероятностью излучаются одним и тем же источником, и, следовательно, с большей вероятностью будут связаны с образованием «прото-объекта».^[7] Другой принцип привязки основан на последовательной предсказуемости звуковых событий. Если события достоверно следуют друг за другом, более вероятно, что они имеют общую первопричину.

Конкуренция

Теория, объясняющая чередование слуховых восприятий, состоит в том, что различные интерпретации нейронно представлены одновременно, но все, кроме доминирующей в данный момент, подавляются. Эта идея конкуренции между параллельными гипотезами могла бы объяснить временную динамику, наблюдаемую при сегрегации слухового потока. Начальная фаза восприятия длится дольше, чем последующие, «при этом продолжительность первой фазы зависит от параметров стимула и на порядок больше по продолжительности, чем независимые от параметров последующие фазы».^[8] В начале стимула первое восприятие может быть тем, что легче всего обнаружить, основываясь на естественной близости (и, следовательно, зависит от параметра стимула), и оно сохраняется относительно дольше, потому что время требуется для формирования других гипотез. По мере получения и обработки большего количества сенсорной информации «нейронные ассоциации, лежащие в основе альтернативных звуковых организаций, становятся сильными и начинают соперничать за господство» и «вероятности восприятия различных организаций со временем становятся более сбалансированными». ^[7]