Dźwięki w uszach ujawniają ruchy oczu

streszczenie: Naukowcy odkryli, że ucho wydaje subtelne dźwięki w odpowiedzi na ruchy oczu, co pozwala im określić, gdzie dana osoba patrzy.

Badanie pokazuje, że dźwięki ucha, potencjalnie spowodowane skurczami mięśni lub aktywacją komórek rzęsatych, mogą ujawnić położenie oczu.

Odkrycie to podważa istniejące przekonania na temat funkcji ucha, sugerując, że dźwięki ucha mogą pomóc zsynchronizować percepcję wzroku i dźwięku. Innowacyjne podejście zespołu może zaowocować nowymi klinicznymi testami słuchu i głębszym zrozumieniem integracji sensorycznej.

Kluczowe fakty:

1. Badania wykazały, że subtelne dźwięki w uszach odpowiadają ruchom oczu, zapewniając wgląd w to, gdzie dana osoba patrzy.
2. Zjawisko to jest prawdopodobnie wynikiem koordynowania przez mózg ruchów gałek ocznych ze skurczami mięśni ucha lub aktywacją komórek włoskowatych.
3. Odkrycia otwierają możliwości dla nowych testów klinicznych i lepszego zrozumienia, w jaki sposób mózg integruje informacje wzrokowe i słuchowe.

źródło: Uniwersytet Duke’a

Naukowcy mogą teraz określić, gdzie patrzą czyjeś oczy, po prostu słuchając ich uszu.

„Ruch oczu i położenie celu, na który oczy będą patrzeć, można faktycznie oszacować na podstawie nagrań zarejestrowanych za pomocą mikrofonu umieszczonego w kanale słuchowym” – stwierdziła dr Jennifer Groh, starsza autorka książki książka. Nowy raport i profesor na wydziałach psychologii i neurologii, a także neurologii na Uniwersytecie Duke.

W 2018 roku zespół Groha odkrył, że uszy wydają subtelny, niezauważalny dźwięk, gdy poruszają się oczy. W nowym raporcie, który ukaże się w magazynie w tygodniu rozpoczynającym się 20 listopada Postępowanie Narodowej Akademii NaukTeraz zespół Duke’a pokazuje, że te dźwięki mogą ujawnić, gdzie patrzą twoje oczy.

Działa to również w odwrotną stronę. Tylko wiedząc, gdzie ktoś patrzy, Groh i jej zespół byli w stanie przewidzieć kształt fali subtelnego dźwięku ucha.

Groh uważa, że ​​dźwięki te mogą pojawiać się, gdy ruchy oczu stymulują mózg do skurczu mięśni ucha środkowego, które zwykle pomagają tłumić głośne dźwięki, lub komórek rzęsatych, które pomagają wzmacniać ciche dźwięki.

Dokładny cel tego pisku w uszach jest niejasny, ale jego początkowe przeczucie jest takie, że może to pomóc wyostrzyć ludzką percepcję.

„Uważamy, że jest to część systemu, który pozwala mózgowi dostroić się do miejsc, w których znajdują się obrazy i dźwięki, mimo że nasze oczy mogą się poruszać, gdy nasze głowy i uszy tego nie robią” – powiedział Groh.

Zrozumienie związku pomiędzy subtelnymi dźwiękami ucha a wzrokiem może doprowadzić do opracowania nowych klinicznych testów słuchu.

„Jeśli każda część ucha ma własne zasady w zakresie sygnału bębenkowego, można by go wykorzystać jako narzędzie kliniczne do oceny, która część anatomii ucha jest wadliwa” – stwierdziła Stephanie Lovich, jedna z głównych autorek badania. Artykuł i absolwent psychologii i neurologii na Uniwersytecie Duke.

Tak jak źrenica oka kurczy się lub rozszerza jak przysłona aparatu, aby dostosować ilość wpadającego światła, tak uszy również mają swój własny sposób regulowania słuchu. Naukowcy od dawna wierzyli, że te mechanizmy regulacji dźwięku pomagają jedynie wzmacniać ciche dźwięki lub tłumić głośne dźwięki.

Jednak w 2018 roku Groh i jej zespół odkryli, że te same mechanizmy regulacji dźwięku są również aktywowane przez ruchy oczu, co sugeruje, że mózg informuje uszy o ruchach oczu.

W swoim najnowszym badaniu zespół badawczy kontynuował swoje wstępne odkrycie i sprawdzał, czy słabe sygnały słuchowe zawierają szczegółowe informacje o ruchach oczu.

Aby rozszyfrować dźwięki ucha ludzkiego, zespół Groha z Duke University i profesor Christopher Schirra, Ph.D. Z Uniwersytetu Południowej Kalifornii zrekrutował 16 dorosłych ze słabym wzrokiem i słuchem do laboratorium Groha w Durham w celu przeprowadzenia dość prostego badania wzroku.

Uczestnicy patrzyli na nieruchomą zieloną kropkę na ekranie komputera, a następnie, nie poruszając głowami, śledzili wzrokiem kropkę, gdy znikała i pojawiała się w górę, w dół, w lewo, w prawo lub po przekątnej od punktu początkowego. To dało zespołowi Groha szeroki zakres sygnałów słuchowych generowanych, gdy oczy poruszają się poziomo, pionowo lub ukośnie.

Urządzenie do śledzenia wzroku rejestrowało, dokąd zmierzają źrenice uczestników, w celu porównania z dźwiękami w uszach, które rejestrowano za pomocą słuchawek wbudowanych w mikrofon.

Zespół badawczy przeanalizował dźwięki ucha i znalazł unikalne sygnatury dla różnych kierunków ruchu. Umożliwiło im to dekodowanie dźwięku w uszach i obliczanie, gdzie ludzie patrzą, po prostu badając falę dźwiękową.

„Ponieważ ukośny ruch oczu składa się tylko ze składowej poziomej i pionowej, mój kolega z laboratorium i współautor David Murphy zdał sobie sprawę, że można wziąć te dwie składowe i zgadnąć, jak by to było, gdyby je połączyć” – powiedział Lovich.

„Następnie możesz pójść w przeciwnym kierunku i spojrzeć na oscylacje, aby przewidzieć, że ktoś patrzył pod kątem 30 stopni w lewo”.

Jego szczeniak próbuje teraz sprawdzić, czy dźwięki ucha odgrywają rolę w percepcji.

Jedna grupa projektów koncentruje się na różnicach w dźwiękach ruchu oczu i uszu u osób z utratą słuchu lub wzroku.

Groh testuje również, czy osoby bez utraty słuchu lub wzroku będą generować sygnały słuchowe, które mogą przewidzieć, jak dobrze poradzą sobie z zadaniem lokalizacji dźwiękowej, takim jak lokalizowanie karetki pogotowia podczas jazdy, które polega na mapowaniu informacji słuchowych na urządzenie wizualne. Scena.

„Niektórzy ludzie mają sygnał, który jest naprawdę powtarzalny dzień po dniu i można go szybko zmierzyć” – powiedział Groh. „Można by się spodziewać, że ci ludzie będą naprawdę dobrzy w zadaniach wzrokowych i słuchowych w porównaniu z innymi ludźmi, gdzie jest to bardziej zróżnicowane”.

Finansowanie: Badania Groha zostały wsparte grantem Narodowego Instytutu Zdrowia (NIDCD DC017532).

Informacje o badaniach z zakresu neurologii wzrokowej i słuchowej

autor: Dana Vahabę
źródło: Uniwersytet Duke’a
Komunikacja: Dan Vahaba – Uniwersytet Duke’a
zdjęcie: Zdjęcie przypisane Neuroscience News

Oryginalne wyszukiwanie: Otwarty dostęp.
„Parametryczne informacje o ruchach oczu przesyłane są do uszu„Autor: Jennifer Groh i in. Z ludźmi

podsumowanie

Parametryczne informacje o ruchach oczu przesyłane są do uszu

Kiedy oczy się poruszają, zmienia się wyrównanie scen wizualnych i słuchowych. Nie jesteśmy świadomi tych przemian, co sugeruje, że mózg musi integrować precyzyjne informacje o ruchach oczu z przetwarzaniem słuchowym i wzrokowym.

Tutaj pokazujemy, że małe dźwięki generowane przez mózg w uchu zawierają dokładne informacje o współczesnych ruchach oczu w domenie przestrzennej: na podstawie tych małych dźwięków można wywnioskować kierunek i amplitudę ruchów oczu.

Mechanizm(y) leżący u podstaw prawdopodobnie obejmują różne struktury motoryczne ucha i mogą ułatwiać tłumaczenie przychodzących sygnałów słuchowych na układ odniesienia ustalony w kierunku oczu, a tym samym sceny wizualnej.