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科技部人才与科学普及司揭示人类大脑语音识别的瓶颈在于无法一瞬间捕捉两人的对话

2025-05-08 手机 0

当你在一场繁华的晚宴上难以捕捉两个人的同时对话时,别感到困惑,因为人类大脑语音识别系统存在一个不可逾越的“瓶颈”。科学家们发现,我们无法一次性记录多于一个人说话的情况。美国马里兰大学的一项研究揭示了这一现象,其中参与者被要求在模拟的鸡尾酒会中听取两个人的谈话,并且通过脑部扫描来评估他们的大脑如何处理这些信息。

当测试者倾听第一个人说话时,大脑表现得很正常,但当第二个人开始说话时,他们就无法区分并记住这两个人说的话。这项研究解释了为什么人们在电视播放和人声交织的环境中难以集中注意力与家人交流,或是在拥挤空间内理解他人的声音。似乎我们的大脑需要付出巨大的努力来接收声音信号、快速匹配可能出现的词汇,以便理解所说的内容。这一切都发生在我们的大脑听觉皮层,但是研究人员发现,参与者的大腦无法将这些声音模式转化为多于一个说话人的语言内容。

负责此项研究的克里斯蒂安·布罗德贝克博士指出,我们认为,在语音感知过程中,大脑会同时匹配传入的声音信号和不同的单词。他进一步解释道,这些单词用于识别记忆,这种机制可能涉及到一次只能处理一个语音信号的大脑精神资源,因此不可能同时处理多个说话者。

实验设计是这样的:测试者被要求倾听查尔斯·狄更斯著作《儿童版英国历史》中的两章节,而每一章节由不同性别的人员朗读。在“鸡尾酒晚宴”实验中,随着第二个读本朗读的声音加入,同时进行了28名测试者的大腦磁性活动扫描。当只听到第一个读本朗读时,测试者的大腦听觉皮层活跃,可以记录相应的声音内容,然后活跃度降低进入稍低位置的语言处理区域去分析语音中的单词。但是,当两种声音同时播放时,没有这种转变发生。研究人员推断人们只能接收到某个说话者的声音模式,而不能将其视为文字进行处理。

该研究结果发表在近期出版的《当前生物学》杂志上,该报告指出,在一般情况下,人们可以迅速地(约0.1秒)辨认人声,但是在语音文字处理方面存在限制,这一点基于使用磁性传感器探测的大量数据得出的结论。布罗德贝克博士补充称,大脑语言感知能力似乎存在一种“瓶颈”,尤其是在许多人几乎同步地说快速度(每秒3个单词)的时候,大brains资源可能受到限制,不足以准确记录多个人同时间说话的情况,从而导致人们选择性的过滤和理解周围的声音信息。

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