טמפרטורת "שמיעה" – מדענים חושפים שכבה חדשה של תפיסה אנושית

חוקרים הוכיחו שבני אדם יכולים לתפוס את טמפרטורת המים באמצעות קול, יכולת שהתפתחה ככל הנראה באמצעות חשיפה, מה שמרמז על פוטנציאל למפות מוח חושיות חדשות ומיומנויות תפיסה מתקדמות.

חוקרים ממכון איבצ'ר למוח, קוגניציה וטכנולוגיה (מכון BCT) באוניברסיטת רייכמן (המרכז הבינתחומי הרצליה) חשפו יכולת תפיסה שהתעלמה במידה רבה, באמצעות למידת מכונה לשפוך אור על הדינמיקה של תפיסה חוצת-מודאלית – האינטראקציה בין אופנים חושיים שונים. במחקר שנערך לאחרונה, הצוות בדק האם בני אדם יכולים לזהות את התכונות התרמיות של המים, כמו הטמפרטורה שלהם, דרך הצליל שלהם והאם תפיסה זו מתרחשת במודע.

ניצול עקרונות של אינטגרציה רב חושית (האופן שבו המוח משלב מידע משיטות חושיות שונות ליצירת תפיסה מאוחדת של הסביבה), הצוות חקר את הפוטנציאל של רב חושי תֶרמִי תְפִיסָה. הם גם השתמשו ברשת עצבית עמוקה (DNN) מאומנת מראש ואלגוריתם סיווג (מכונת תמיכה וקטורית) כדי לבחון האם למידת מכונה יכולה לסווג בהצלחה ובעקביות הקלטות אודיו של מים בטמפרטורות שונות שנשפכים, וליצור מיפוי של תרמיות אלו. מאפיינים מקודדים פיזית בצליל.

"תפיסת הטמפרטורה היא די ייחודית בהשוואה לחוויות חושיות אחרות", אומרת ד"ר עדי שניר, פוסט-דוקטורט במכון BCT ושותף למחקר. "לראייה ושמיעה יש לנו 'איברים' חושיים ייעודיים כמו העיניים והאוזניים, עם טמפרטורה אנו מסתמכים על קולטנים מיוחדים בעור המגיבים לטווחי טמפרטורה שונים שאנו חווים כחום וקרירות, אך בממלכת החיות אנו מכירים דוגמה לכך שנחשים יכולים למעשה 'לראות' חום גוף המאפשר להם לזהות טרף."

השאלה אם תפיסה רב-חושית של טמפרטורה מגיעה לבני אדם הועלתה בעבר. "מחקרים קודמים חקרו זאת ברמה התנהגותית", אומר פרופ' אמיר עמדי, מנהל מייסד מכון BCT. "מחקרים אלה הראו שבני אדם יכולים לשמוע הבדל בין נוזלים חמים לנוזלים קרים שנמזגים, אבל לא איך או למה זה אפשרי", הוא מסביר.

חקירת תפיסה רב חושית

החוקרים יצאו תחילה לשכפל ממצאים קודמים ולאשר את היכולת התפיסתית המפתיעה הזו, כמו גם להבהיר האם יכולת זו היא מולדת או נרכשת, שאלה שכבר זמן רב הייתה נושא לוויכוחים רבים. "רצינו גם לחקור אם אנשים מודעים במודע להבדלים האלה בתכונות הצליל של הבדלים תרמיים", אומר שניר, "וגם לחקור אילו מאפיינים של הצלילים עצמם מאפשרים בידול בתפיסה", הוא מוסיף.

כדי להשיג זאת, הצוות השתמש ברשת עצבית עמוקה (DNN) מאומנת מראש כדי לאפיין הקלטות של טמפרטורות שונות של מים שנשפכים, באלגוריתם למידת מכונה לסיווג המאפיינים התרמיים של המים, וניתוח חישובי של תכונות השמיעה של כל אחד מהם. הַקלָטָה. "מה שראינו הוא שהמשתתפים היו מסוגלים להבחין באופן עקבי בטמפרטורת המים באמצעות הצליל שלהם, גם כאשר הם לא האמינו שהם יכולים, מה שאומר לנו שזו כנראה מיומנות מרומזת שנרכשה באמצעות חשיפה לרמזים שמיעתיים לאורך החיים", מסביר עמדי. , "במקביל מודל למידת המכונה שהוכשר על הקלטות של מים חמים וקרים הראה גבוה דִיוּק בסיווג הצלילים".

תוצאות המחקר מראות שלבני אדם יש יכולת ללמוד מיפויים חושיים מורכבים מחוויות יומיומיות, וכי למידת מכונה יכולה לעזור להבהיר תופעות תפיסתיות עדינות. "השלב הבא הוא לבדוק האם אנשים יפתחו או לא יפתחו מפות חושיות חדשות במוח עבור החוויה הזו, כפי שהם עושים עבור ראייה, מגע ושמיעה", קובע עמדי. "בתיאוריה, טענות אחרונות של אילון מאסק בנוגע ליצירת יכולות על-אנושיות של Neuralink עשויות להפוך למציאות אם תחבר את אותה שיטה עם גירוי מוחי", הוא מוסיף.