Избирательное слуховое внимание
Избирательное внимание, включающее слуховую систему

Избирательное слуховое внимание , или селективный слух, представляет собой процесс слуховой системы, при котором человек выбирает или фокусируется на определенных стимулах для обработки слуховой информации, в то время как другие стимулы игнорируются. [1] Этот выбор очень важен, поскольку возможности обработки и памяти у людей ограничены. [2] Когда люди используют селективный слух, слуховая система слышит шум из окружающей среды, но только определенные части слуховой информации выбираются для обработки мозгом.

Чаще всего слуховое внимание направлено на то, что людям больше всего интересно услышать. [3] Избирательный слух — это не физиологическое расстройство, а скорее способность большинства людей блокировать звуки и шум. Это понятие игнорирования определенных вещей в окружающей среде.

Эффект бутылочного горлышка

В статье Кранса, Исбелла, Джулиано и Невилла (2013) избирательное слуховое внимание можно увидеть через процесс эффекта бутылочного горлышка, процесс мозга, который подавляет обработку множественных стимулов. Например, ученик сосредоточен на учителе, дающем урок, и игнорирует звуки одноклассников в шумном классе (стр. 53). В результате информация, полученная от учителя, хранится и кодируется в долговременной памяти ученика, а стимулы из шумного класса полностью игнорируются, как будто их изначально не было. Мозг просто не может в течение длительного периода собирать всю сенсорную информацию, которая происходит в хаотической среде реального мира, поэтому только самая релевантная и важная информация тщательно обрабатывается мозгом. [4]

История

Ранние исследования избирательного слухового внимания можно проследить до 1953 года, когда Колин Черри представил « задачу коктейльной вечеринки ». [5] В то время авиадиспетчеры на контрольной вышке принимали сообщения от пилотов через громкоговорители. Прослушивание смешанных голосов через один громкоговоритель делало задачу очень сложной. [6] В эксперименте Черри, имитирующем проблему, с которой сталкиваются авиадиспетчеры, участники должны были слушать два сообщения, воспроизводимых одновременно из одного громкоговорителя, и повторять то, что они слышали. [5] Позже это было названо задачей дихотического слушания . [7]

Хотя метод был введен Колином Черри, Дональда Бродбента часто считают первым, кто систематически применял дихотические тесты на слух в своих исследованиях. [8] Бродбент использовал метод дихотического слушания, чтобы проверить, как участники выборочно обращают внимание на стимулы, когда они перегружены слуховыми стимулами; Бродбент использовал свои выводы для разработки модели фильтра внимания в 1958 году. [9] Бродбент предположил, что система обработки информации человека имеет «узкое место» из-за ограниченной емкости и что мозг выполняет «ранний отбор» перед обработкой слуховой информации. [10] Бродбент предположил, что слуховая информация поступает в неограниченный сенсорный буфер и что один поток информации отфильтровывается и проходит через узкое место, чтобы стать связным, в то время как все остальные, которые не были выбраны, быстро теряют заметность и не обрабатываются. [11] Модель Бродбента противоречит феномену коктейльной вечеринки , поскольку модель Бродбента предсказывает, что люди никогда не будут реагировать на свои имена из неконтролируемых источников, поскольку неконтролируемая информация отбрасывается еще до обработки.

Модель позднего отбора Deutsch & Deutsch , предложенная в 1963 году, является конкурирующей моделью модели раннего отбора Broadbent. [12] Модель Deutsch & Deutsch предполагает, что вся информация и сенсорный ввод учитываются и обрабатываются для определения смысла. [12] Позже в процедуре обработки, непосредственно перед тем, как информация попадает в кратковременную память , фильтр анализирует семантические характеристики информации и позволяет стимулам, содержащим релевантную информацию, проходить в кратковременную память и удалять нерелевантную информацию. Модель Deutsch & Deutsch для избирательного слухового внимания предполагает, что слабая реакция на необработанные стимулы возникает из-за внутреннего решения об информационной релевантности, когда более важные стимулы отдаются приоритет и попадают в рабочую память в первую очередь.

В 1964 году Энн Трейсман , аспирантка Бродбента, усовершенствовала теорию Бродента и предложила свою собственную модель ослабления . [13] В модели Трейсман неконтролируемая информация ослабляется, настраивается ниже по сравнению с контролируемой информацией, но все равно обрабатывается. Например, представьте, что вы подвергаетесь воздействию трех посторонних источников звука в кофейне, когда заказываете напиток (болтовня, кофеварка, музыка), модель Трейсман показывает, что вы все равно уловите последние три звука, когда будете обслуживать кассира, просто эти посторонние источники шума будут приглушены, как если бы их «громкость» была убавлена. Трейсман также предполагает, что пороговый механизм существует в избирательном слуховом внимании, при котором слова из неконтролируемого потока информации могут привлечь внимание человека. Слова с низким порогом, более высоким уровнем значения и важности, такие как имя и «берегись», перенаправляют внимание человека туда, где это срочно требуется. [13]

Развитие в юности

Избирательное слуховое внимание является компонентом слухового внимания , которое также включает возбуждение , ориентировочную реакцию и объем внимания . Известно, что изучение избирательного слухового внимания у детей и взрослых проще, чем у младенцев, из-за ограниченной способности использовать и понимать вербальные команды. В результате большая часть понимания слухового выбора у младенцев получена из других исследований, таких как восприятие и различение речи и языка. [14] Однако были зарегистрированы небольшие количества выбора у младенцев с предпочтением голоса матери младенца по сравнению с голосом другой женщины, [15] родного языка по сравнению с иностранным, [16] и речи, направленной на младенцев, вместо речи между взрослыми. [17]

С возрастом у детей старшего возраста повышается способность обнаруживать и выбирать слуховые стимулы по сравнению с их младшими сверстниками. Это говорит о том, что избирательное слуховое внимание — это способность, зависящая от возраста, которая увеличивается на основе улучшений в автоматической обработке информации. [18]

Поскольку дети младшего возраста демонстрируют меньшую способность обнаруживать и выбирать слуховые стимулы по сравнению со своими старшими сверстниками, способность отличать нерелевантную информацию от релевантной оказалась ниже у детей младшего возраста, чем у детей старшего возраста. Способность выделять внимание одному сообщению среди мешающих сообщений увеличивается с возрастом, особенно в возрасте от 5 до 12 лет, и в конечном итоге выравнивается после этого. [19]

Факторы, которые, как было показано, способствуют этим повышенным способностям, включают в себя улучшение языковых способностей и знакомство со словами по мере увеличения возраста. [19]

Другим фактором может быть то, что дети старшего возраста более подготовлены к пониманию задачи, а вознаграждение и/или наказание за способность понять и выполнить задачу, таким образом, чаще устраняют ненужные стимулы. [20] Используя парадигму случайного обучения, было измерено, что дети в возрасте 11 лет и старше начинают с меньшей вероятностью обрабатывать случайные стимулы из-за развития стратегий активной обработки релевантной информации по сравнению с нерелевантной. [21]

В целом, неспособность отфильтровывать нерелевантную информацию и/или направлять внимание на релевантную информацию приводит к незрелому распределению внимания. [22]

Исследования слухового внимания с помощью функциональной нейровизуализации

В последние годы такие инструменты нейровизуализации, как ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) и фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография), оказались весьма успешными в нейронных операциях с высоким пространственным разрешением. В частности, фМРТ использовалась для поиска доказательств эффектов внимания в слуховой коре в многочисленных исследованиях. Другое исследование, основанное на «классических» дихотических селективных парадигмах слушания, также оказалось успешным. Результаты показали, что эффекты были больше в коре, контралатеральной направлению внимания [23] [24] [25] [26] и были интерпретированы как «избирательная настройка левой или правой слуховой коры в соответствии с направлением внимания» [26].

Распространенность

Распространенность избирательного слуха пока четко не изучена. Однако некоторые утверждают, что доля избирательного слуха особенно выше у мужчин, чем у женщин. Ида Цюндорф, Ханс-Отто Карнат и Йорг Левальд провели исследование в 2010 году, в котором изучали преимущества и способности мужчин в локализации слуховой информации. [27] В их исследовании использовалось задание по локализации звука , основанное на эффекте коктейльной вечеринки. Участники мужского и женского пола должны были попытаться выделить звуки из определенного источника, помимо других конкурирующих звуков из других источников. Результаты показали, что мужчины показали лучшие результаты в целом. Участникам женского пола было сложнее находить целевые звуки в среде с несколькими источниками. Цюндорф и др. предположили, что могут быть половые различия в процессах внимания, которые помогают находить целевой звук из слухового поля с несколькими источниками. Хотя у мужчин и женщин есть некоторые различия в плане избирательного слуха, и те, и другие испытывают трудности, когда сталкиваются с необходимостью выполнять несколько дел одновременно, особенно когда задачи, которые необходимо выполнять одновременно, очень похожи по своей природе (Диттрих и Шталь, 2012, стр. 626). [28]

Статус расстройства

Избирательный слух не считается расстройством физиологического или психологического аспекта. Согласно Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), нарушение слуха происходит, когда происходит полная потеря слуха в ушах. Это означает потерю способности слышать. Технически говоря, селективный слух не является « глухотой » к определенному звуковому сообщению. Скорее, это избирательность человека, чтобы слушать звуковое сообщение. Все звуковое сообщение физически слышно ухом, но мозг систематически отфильтровывает нежелательную информацию, чтобы сосредоточиться на соответствующих важных частях сообщения. Поэтому селективный слух не следует путать с физиологическим нарушением слуха. [29] Избирательное слуховое внимание является нормальным сенсорным процессом мозга, и могут быть аномалии, связанные с этим процессом, у людей с нарушениями сенсорной обработки , такими как аутизм , дефицит внимания с гиперактивностью , [30] посттравматическое стрессовое расстройство , [31] шизофрения , [30] селективный мутизм , [32] и при отдельных нарушениях слуховой обработки . [33]

Целевой речевой слух

Целевой речевой слух был предложен для слышимых устройств, таких как гарнитуры и слуховые аппараты , чтобы дать владельцам возможность слышать целевого человека в толпе. [34] [35] Эта технология использует нейронные сети в реальном времени для изучения характеристик голоса целевого говорящего, которые впоследствии используются для фокусировки на его речи, удаляя других говорящих и шум. [36] [37] Устройство на основе глубокого обучения позволяет владельцу смотреть на целевого говорящего в течение трех-пяти секунд, чтобы зарегистрировать его. [35] Затем слышимое устройство может отменить все другие звуки в окружающей среде и воспроизводить только голос зарегистрированного говорящего в реальном времени, даже если слушатель перемещается и больше не смотрит на говорящего. [36] Это может принести пользу людям с потерей слуха , а также с нарушениями обработки сенсорной информации .

Звуковые пузыри

Нейронные сети в сочетании с технологией шумоподавления использовались для разработки гарнитур с настраиваемыми слуховыми зонами, называемыми звуковыми пузырями, которые позволяют владельцам сосредоточиться на говорящих в пределах обозначенной области, подавляя внешние звуки. [38] Ядром технологии является нейронная сеть, оптимизированная для обработки и анализа аудиосигналов в реальном времени (в течение одной сотой секунды) на гарнитурах с ограниченными ресурсами. Затем эта легкая сеть обучается определять количество источников звука как внутри, так и снаружи звукового пузыря, изолировать эти звуки и оценивать расстояние до каждого источника — задача, которая, как считается, является весьма сложной даже для человеческого мозга. [38] [39] Нейронные сети встроены в гарнитуры с шумоподавлением, оснащенные несколькими микрофонами, в результате чего получается система, способная генерировать звуковой пузырь с программируемым радиусом от 1 до 2 метров. [39] Эти гарнитуры со звуковыми пузырями могут помочь владельцам выборочно сосредоточиться на звуках, которые пространственно ближе, подавляя те, которые находятся на большем расстоянии.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Гомес, Хилари; Молхолм, Софи; Христодулу, Кристофер; Риттер, Уолтер; Коуэн, Нельсон (01.01.2000). «Развитие слухового внимания у детей». Frontiers in Bioscience (Landmark Edition) . 5 (3): 108–120 . doi : 10.2741/gomes . ISSN  2768-6701. PMID  10702373.
  2. ^ Шнайдер, Уолтер; Шиффрин, Ричард М. (январь 1977). «Управляемая и автоматическая обработка информации человеком: I. Обнаружение, поиск и внимание». Psychological Review . 84 (1): 1– 66. doi :10.1037/0033-295X.84.1.1. ISSN  1939-1471.
  3. ^ Бесс ФХ, Хьюмс Л (2008). Аудиология: Основы . Филадельфия: Lippincott Williams & Wilkins.
  4. ^ Карнс, Кристина М.; Исбелл, Элиф; Джулиано, Райан Дж.; Невилл, Хелен Дж. (июнь 2015 г.). «Слуховое внимание в детстве и юности: потенциальное исследование пространственного избирательного внимания к одной из двух одновременных историй, связанное с событиями». Когнитивная нейронаука развития . 13 : 53–67 . doi :10.1016/j.dcn.2015.03.001. PMC 4470421. PMID  26002721 . 
  5. ^ ab Cherry C (5 мая 1953 г.). «Некоторые эксперименты по распознаванию речи с одним и двумя ушами» (PDF) .
  6. ^ Kantowitz BH, Sorkin RD (1983). Человеческие факторы: понимание взаимоотношений человек-система . Нью-Йорк: Wiley. ISBN 0-471-09594-X. OCLC  8866672.
  7. ^ Revlin R (2013). Познание: теория и практика . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Worth Publishers. ISBN 978-0-7167-5667-5. OCLC  793099349.
  8. ^ Hugdahl K (2015). «Дихотическое слушание и язык: обзор». Международная энциклопедия социальных и поведенческих наук . Elsevier. С.  357– 367. doi :10.1016/b978-0-08-097086-8.54030-6. ISBN 978-0-08-097087-5.
  9. ^ Moray N (1995). "Дональд Э. Бродбент: 1926-1993". Американский журнал психологии . 108 (1): 117–21 . PMID  7733412.
  10. ^ Goldstein S, Naglieri JA (19 ноября 2013 г.). Справочник по исполнительному функционированию . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 978-1-4614-8106-5. OCLC  866899923.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  11. ^ Broadbent DE (22 октября 2013 г.). Восприятие и коммуникация . Оксфорд, Англия. ISBN 978-1-4832-2582-1. OCLC  899000591.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  12. ^ ab Deutsch JA, Deutsch D (январь 1963). «Некоторые теоретические соображения». Psychological Review . 70 : 80–90 . doi :10.1037/h0039515. PMID  14027390.
  13. ^ ab Treisman AM (май 1969). «Стратегии и модели избирательного внимания». Psychological Review . 76 (3): 282–99 . doi :10.1037/h0027242. PMID  4893203.
  14. ^ Гомес, Хилари; Молхолм, Софи; Христодулу, Кристофер; Риттер, Уолтер; Коуэн, Нельсон (01.01.2000). «Развитие слухового внимания у детей». Frontiers in Bioscience (Landmark Edition) . 5 (3): 108–120 . doi : 10.2741/gomes . ISSN  2768-6701. PMID  10702373.
  15. ^ ДеКаспер, Энтони Дж.; Файфер, Уильям П. (1980-06-06). «О человеческих связях: новорожденные предпочитают голоса своих матерей». Science . 208 (4448): 1174– 1176. Bibcode :1980Sci...208.1174D. doi :10.1126/science.7375928. ISSN  0036-8075. PMID  7375928.
  16. ^ Мелер, Жак; Ющик, Питер; Ламбертц, Гислен; Хальстед, Нилофар; Бертончини, Жозиан; Амиель-Тисон, Клодин (1988-07-01). «Предшественник освоения языка у младенцев». Cognition . 29 (2): 143– 178. doi :10.1016/0010-0277(88)90035-2. ISSN  0010-0277. PMID  3168420.
  17. ^ Ферналд, Энн (1985-04-01). «Четырехмесячные младенцы предпочитают слушать материнский язык». Поведение и развитие младенцев . 8 (2): 181– 195. doi :10.1016/S0163-6383(85)80005-9. ISSN  0163-6383.
  18. ^ Гудман, Джудит К.; Нусбаум, Говард К., ред. (1994-03-08). Развитие восприятия речи: переход от звуков речи к произнесенным словам. MIT Press. doi :10.7551/mitpress/2387.001.0001. ISBN 978-0-262-27408-1.
  19. ^ ab Maccoby, Eleanor E. (1967), «Избирательное слуховое внимание у детей», Advances in Child Development and Behavior Volume 3 , Advances in Child Development and Behavior, т. 3, Elsevier, стр.  99–124 , doi :10.1016/s0065-2407(08)60452-8, ISBN 978-0-12-009703-6, получено 2024-05-04
  20. ^ Гибсон, Элеанор; Рейдер, Нэнси (1979), Хейл, Гордон А.; Льюис, Майкл (ред.), «Внимание», Внимание и когнитивное развитие , Бостон, Массачусетс: Springer US, стр.  1– 21, doi :10.1007/978-1-4613-2985-5_1, ISBN 978-1-4613-2985-5, получено 2023-10-23
  21. ^ Лейн, Дэвид М.; Пирсон, Дебора А. (1982). «Развитие избирательного внимания». Merrill-Palmer Quarterly . 28 (3): 317–337 . ISSN  0272-930X. JSTOR  23086119.
  22. ^ Пирсон, Дебора А.; Лейн, Дэвид М.; Свонсон, Джеймс М. (1991-08-01). «Переключение слухового внимания у гиперактивных детей». Журнал ненормальной детской психологии . 19 (4): 479– 492. doi :10.1007/BF00919090. ISSN  1573-2835. PMID  1757713.
  23. ^ Pugh, Kenneth R.; Shaywitz, Bennett A.; Shaywitz, Sally E.; Fulbright, Robert K.; Byrd, Dani; Skudlarski, Pawel; Shankweiler, Donald P.; Katz, Leonard; Constable, R.Todd; Fletcher, Jack; Lacadie, Cheryl; Marchione, Karen; Gore, John C. (декабрь 1996 г.). "Auditory Selective Attention: An fMRI Investigation". NeuroImage . 4 (3): 159– 173. doi : 10.1006/nimg.1996.0067 . ISSN  1053-8119. PMID  9345506.
  24. ^ О'Лири, Дэниел С.; Андреасен, Нэнси К.; Хуртиг, Ричард Р.; Хичва, Ричард Д.; Уоткинс, Г. Леонард; Болес Понто, Лора Л.; Роджерс, Маргарет; Киршнер, Питер Т. (апрель 1996 г.). «Исследование бинаурально и дихотически представленных стимулов методом позитронно-эмиссионной томографии: эффекты уровня языка и направленного внимания». Мозг и язык . 53 (1): 20– 39. doi :10.1006/brln.1996.0034. ISSN  0093-934X. PMID  8722897.
  25. ^ Tzourio, N.; El Massioui, F.; Crivello, F.; Joliot, M.; Renault, B.; Mazoyer, B. (январь 1997 г.). «Функциональная анатомия слухового внимания человека, изученная с помощью ПЭТ». NeuroImage . 5 (1): 63– 77. doi :10.1006/nimg.1996.0252. ISSN  1053-8119. PMID  9038285.
  26. ^ аб Алхо, Киммо; Медведев Святослав В.; Пахомов Сергей В.; Рудас, Марина С.; Терваниеми, Мари; Рейникайнен, Калеви; Зеффиро, Томас; Няэтянен, Ристо (январь 1999 г.). «Избирательная настройка левой и правой слуховой коры при пространственно-направленном внимании». Когнитивные исследования мозга . 7 (3): 335–341 . doi :10.1016/s0926-6410(98)00036-6. ISSN  0926-6410. ПМИД  9838184.
  27. ^ Zündorf IC, Karnath HO, Lewald J (июнь 2011 г.). «Преимущество мужчин в локализации звука на коктейльных вечеринках». Cortex; Журнал, посвященный изучению нервной системы и поведения . 47 (6): 741– 9. doi :10.1016/j.cortex.2010.08.002. PMID  20828679. S2CID  206983792.
  28. ^ Dittrich K, Stahl C (июнь 2012). «Избирательное нарушение слухового избирательного внимания при одновременной когнитивной нагрузке». Журнал экспериментальной психологии. Восприятие и производительность человека . 38 (3): 618–27 . doi :10.1037/a0024978. PMID  21928926.
  29. ^ "Глухота и нарушения слуха". Всемирная организация здравоохранения . ВОЗ. 2012.
  30. ^ ab Vlcek P, Bob P, Raboch J (2014-07-14). «Сенсорные нарушения, дефицит торможения и волна P50 при шизофрении». Neuropsychiatric Disease and Treatment . 10 : 1309–15 . doi : 10.2147/ndt.s64219 . PMC 4106969. PMID  25075189 . 
  31. ^ Джаванбахт А, Либерзон И, Амирсадри А, Джини К, Бутрос НН (октябрь 2011 г.). «Исследования потенциала, связанного с событиями, при посттравматическом стрессовом расстройстве: критический обзор и синтез». Биология расстройств настроения и тревожности . 1 (1): 5. doi : 10.1186/2045-5380-1-5 . PMC 3377169. PMID  22738160 . 
  32. ^ Ари, Мири; Хенкин, Яэль; Лами, Доминик; Тетин-Шнайдер, Симона; Аптер, Алан; Садех, Ави; Бар-Хаим, Яир (1 февраля 2007 г.). «Снижение слуховой способности обработки во время вокализации у детей с селективным мутизмом». Биологическая психиатрия . 61 (3): 419– 421. doi : 10.1016/j.biopsych.2006.02.020. PMID  16616723. S2CID  21750355. Получено 12 июля 2020 г.
  33. ^ Американская академия аудиологии. «Клинические практические рекомендации: диагностика, лечение и ведение детей и взрослых с центральным слухом» (PDF) . Получено 16 января 2017 г.
  34. ^ «Шумоподавляющие наушники используют ИИ, чтобы пропускать один голос». MIT Technology Review . Получено 26.05.2024 .
  35. ^ ab Veluri, Bandhav; Itani, Malek; Chen, Tuochao; Yoshioka, Takuya; Gollakota, Shyamnath (2024-05-11). «Посмотреть один раз, чтобы услышать: Целевой речевой слух с шумными примерами». Труды конференции CHI по человеческому фактору в вычислительных системах . ACM. стр.  1–16 . arXiv : 2405.06289 . doi : 10.1145/3613904.3642057. ISBN 979-8-4007-0330-0.
  36. ^ ab "Наушники с искусственным интеллектом позволяют владельцу слышать одного человека в толпе, взглянув на него всего один раз". UW News . Получено 26.05.2024 .
  37. ^ Змоликова, Катерина; Делькруа, Марк; Очиаи, Цубаса; Киносита, Кейсуке; Черноцкий, Ян; Ю, Донг (май 2023 г.). «Извлечение речи из нейронных целевых сигналов: обзор». Журнал обработки сигналов IEEE . 40 (3): 8–29 . arXiv : 2301.13341 . Bibcode : 2023ISPM...40c...8Z. doi : 10.1109/MSP.2023.3240008. ISSN  1053-5888.
  38. ^ ab Ma, Dong (2024-11-14). «Создание звуковых пузырей с помощью интеллектуальных гарнитур». Nature Electronics : 1– 2. doi :10.1038/s41928-024-01281-2. ISSN  2520-1131.
  39. ^ Аб Чен, Туочао; Итани, Малек; Эскимез, Сефик Эмре; Ёсиока, Такуя; Голлакота, Шьямнатх (14 ноября 2024 г.). «Слушаемые устройства со звуковыми пузырями». Nature Electronics : 1–12 . doi : 10.1038/s41928-024-01276-z. ISSN  2520-1131.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Выборочное_аудиторное_внимание&oldid=1258105787"