Звуки в ушах выявляют движения глаз

краткое содержание: Исследователи обнаружили, что ухо издает тонкие звуки в ответ на движения глаз, что позволяет им определять, куда смотрит человек.

Исследование показывает, что эти звуки в ушах, потенциально вызванные мышечными сокращениями или активацией волосковых клеток, могут выявить расположение глаз.

Это открытие бросает вызов существующим представлениям о функции уха, предполагая, что звуки в ушах могут помочь синхронизировать восприятие зрения и звука. Инновационный подход команды может привести к новым клиническим тестам слуха и более глубокому пониманию сенсорной интеграции.

Ключевые факты:

1. Исследование показало, что тонкие звуки в ушах соответствуют движениям глаз, что позволяет понять, куда смотрит человек.
2. Это явление, вероятно, является результатом того, что мозг координирует движения глаз с сокращениями мышц уха или активацией волосковых клеток.
3. Результаты открывают возможности для новых клинических испытаний и лучшего понимания того, как мозг интегрирует визуальную и слуховую информацию.

источник: Университет Дьюка

Теперь учёные могут определить, куда смотрят чьи-то глаза, просто прислушавшись к их ушам.

«На самом деле вы можете оценить движение глаз и положение цели, на которую будут смотреть глаза, просто по записям, сделанным с помощью микрофона в ушном канале», — сказала Дженнифер Гро, доктор философии, старший автор исследования. книга. Новый отчет и профессор факультетов психологии и нейробиологии, а также неврологии Университета Дьюка.

В 2018 году команда Гро обнаружила, что уши издают тонкий, незаметный шум при движении глаз. В новом репортаже, появившемся на неделе с 20 ноября в журнале Труды Национальной академии наукТеперь команда Duke показывает, что эти звуки могут указать, куда смотрят ваши глаза.

Это также работает и в обратную сторону. Только зная, куда кто-то смотрит, Гро и ее команда смогли предсказать форму волны едва уловимого ушного звука.

Гро считает, что эти звуки могут возникать, когда движения глаз стимулируют мозг сокращать либо мышцы среднего уха, которые обычно помогают ослаблять громкие звуки, либо волосковые клетки, которые помогают усиливать тихие звуки.

Точная цель этого писка в ушах неясна, но его первоначальная догадка состоит в том, что это может помочь обострить восприятие людей.

«Мы думаем, что это часть системы, которая позволяет мозгу настраиваться на то, где находятся изображения и звуки, даже несмотря на то, что наши глаза могут двигаться, тогда как наши головы и уши этого не делают», — сказал Гро.

Понимание взаимосвязи между тонкими звуками в ушах и зрением может привести к разработке новых клинических тестов слуха.

«Если каждая часть уха вносит индивидуальные правила в тимпанический сигнал, это можно использовать как своего рода клинический инструмент для оценки того, какая часть анатомии уха неисправна», — сказала Стефани Лович, один из ведущих авторов исследования. Статья и аспирант кафедры психологии и нейробиологии Университета Дьюка.

Подобно тому, как зрачок глаза сужается или расширяется, как апертура фотоаппарата, чтобы регулировать количество поступающего света, уши также имеют свой собственный способ регулирования слуха. Ученые долгое время считали, что эти механизмы регулирования звука помогают лишь усиливать тихие звуки или приглушать громкие.

Но в 2018 году Гро и ее команда обнаружили, что те же механизмы регуляции звука активируются и движениями глаз. Это позволяет предположить, что мозг сообщает ушам о движениях глаз.

В своем последнем исследовании исследовательская группа продолжила свое первоначальное открытие и выяснила, содержат ли слабые слуховые сигналы подробную информацию о движениях глаз.

Чтобы расшифровать звуки человеческих ушей, команда Гро из Университета Дьюка и профессор Кристофер Ширра, доктор философии. Из Университета Южной Калифорнии он пригласил 16 взрослых с плохим зрением и слухом в лабораторию Гро в Дареме для довольно простой проверки зрения.

Участники смотрели на неподвижную зеленую точку на экране компьютера, а затем, не двигая головой, отслеживали глазами точку, когда она исчезала и появлялась либо вверх, вниз, влево, вправо или по диагонали от начальной точки. Это дало команде Гро широкий спектр слуховых сигналов, генерируемых при движении глаз по горизонтали, вертикали или диагонали.

Айтрекер записывал, куда движутся зрачки участников, для сравнения со звуками в ушах, которые записывались с помощью пары наушников, встроенных в микрофон.

Исследовательская группа проанализировала звуки в ушах и обнаружила уникальные признаки разных направлений движения. Это позволило им расшифровать звук в ушах и рассчитать, куда смотрели люди, просто исследуя звуковую волну.

«Поскольку диагональное движение глаз — это всего лишь горизонтальный и вертикальный компоненты, мой коллега по лаборатории и соавтор Дэвид Мерфи понял, что можно взять эти два компонента и угадать, что будет, если соединить их вместе», — сказал Лович.

«Тогда вы можете пойти в противоположном направлении и посмотреть на колебания, чтобы предсказать, что кто-то смотрел под углом 30 градусов влево».

Его щенок сейчас собирается проверить, играют ли эти звуки в ушах роль в восприятии.

Одна группа проектов посвящена тому, как различаются звуки движения глаз и ушей у людей с потерей слуха или зрения.

Гро также проверяет, будут ли люди без потери слуха или зрения генерировать ушные сигналы, которые могут предсказать, насколько хорошо они справятся с задачей определения местоположения, например, с обнаружением машины скорой помощи во время вождения, что основано на отображении слуховой информации на визуальном устройстве. Сцена.

«У некоторых людей есть сигнал, который действительно повторяется изо дня в день, и его можно быстро измерить», — сказал Гро. «Можно ожидать, что эти люди будут действительно хороши в зрительных и слуховых задачах по сравнению с другими людьми, где они более разнообразны».

Финансирование: Исследование Гро было поддержано грантом Национального института здравоохранения (NIDCD DC017532).

О новостях исследований зрительной и слуховой нейробиологии

автор: Дэн Вахаба
источник: Университет Дьюка
коммуникация: Дэн Вахаба — Университет Дьюка
картина: Изображение предоставлено Neuroscience News.

Исходный поиск: Открытый доступ.
«Параметрическая информация о движениях глаз передается в уши«Дженнифер Гро и др. С людьми

Резюме

Параметрическая информация о движениях глаз передается в уши

Когда глаза двигаются, соотношение между визуальными и слуховыми сценами меняется. Мы не знаем об этих трансформациях, а это предполагает, что мозг должен интегрировать точную информацию о движениях глаз в слуховую и зрительную обработку.

Здесь мы показываем, что небольшие звуки, генерируемые мозгом внутри уха, содержат точную информацию об одновременных движениях глаз в пространственной области: по этим небольшим звукам можно сделать вывод о направлении и амплитуде движений глаз.

Основной механизм(ы), вероятно, задействует различные двигательные структуры уха и может облегчить перевод входящих слуховых сигналов в систему отсчета, фиксированную в направлении глаз и, следовательно, в визуальной сцене.