“Oída” de temperatura: los científicos descubren un nuevo nivel de percepción humana

Los investigadores han demostrado que los humanos pueden sentir la temperatura del agua a través del sonido, una habilidad probablemente desarrollada a través de la exposición, lo que sugiere el potencial para nuevos mapas sensoriales cerebrales y habilidades perceptivas avanzadas.

Investigadores del Instituto Ivcher de Cerebro, Cognición y Tecnología (Instituto BCT) de la Universidad Reichman (IDC Herzliya) han descubierto una capacidad de percepción que en gran medida se pasa por alto, utilizando aprendizaje automático arrojar luz sobre la dinámica de la percepción intermodal, es decir, la interacción entre diferentes modalidades sensoriales. En un estudio reciente, el equipo investigó si los humanos pueden detectar las propiedades térmicas del agua, como su temperatura, a través de su sonido y si esta percepción se produce de forma consciente.

Aprovechando los principios de la integración multisensorial (la forma en que el cerebro combina información de varias modalidades sensoriales para formar una percepción unificada del entorno), el equipo exploró el potencial de la integración multisensorial. térmico percepción. También utilizaron una red neuronal profunda (DNN) previamente entrenada y un algoritmo de clasificación (una máquina de vectores de soporte) para examinar si el aprendizaje automático podía clasificar con éxito y de manera consistente grabaciones de audio de agua que se vierte a diferentes temperaturas y crear un mapeo físico de estas propiedades térmicas. codificado en el sonido.

Un cuestionario examinó las creencias de las personas sobre la percepción intermodal; la capacidad de percepción de los participantes se evaluó en una tarea 2AFC en línea utilizando grabaciones capturadas en un marco ambisónico. Las grabaciones también se utilizaron para entrenar un modelo de aprendizaje automático para realizar la misma clasificación. Crédito: Instituto Ivcher de Cognición y Tecnología Cerebrales, Universidad Reichman

«La percepción de la temperatura es bastante única en comparación con otras experiencias sensoriales», dice el Dr. Adi Snir, becario postdoctoral del Instituto BCT y coautor del estudio. “Para la visión y el oído tenemos 'órganos' sensoriales dedicados como los ojos y los oídos, para la temperatura dependemos de receptores especializados en la piel que responden a diversos rangos de temperatura que experimentamos como calor y frío, pero en el reino animal sabemos, por ejemplo, «Las serpientes pueden realmente 'ver' el calor corporal, lo que les permite identificar a sus presas».

La cuestión de si la percepción multisensorial de la temperatura se extiende a los humanos ya se ha planteado antes. «Estudios anteriores han explorado esto a nivel conductual», dice el profesor Amir Amedi, director fundador del Instituto BCT. «Estos estudios han demostrado que los humanos pueden sentir la diferencia entre el vertido de líquidos calientes y fríos, pero no cómo ni por qué esto es posible», explica.

Investigando la percepción multisensorial

Los investigadores comenzaron a replicar hallazgos anteriores y confirmar esta sorprendente capacidad de percepción, además de aclarar si esta capacidad es innata o adquirida, una cuestión que ha sido objeto de mucho debate durante mucho tiempo. «También queríamos investigar si las personas son conscientes de estas diferencias en las propiedades del sonido de las diferencias térmicas», dice Snir, «y también explorar qué características de los sonidos en sí permiten la diferenciación en la percepción», añade.

Para lograr esto, el equipo utilizó una red neuronal profunda (DNN) previamente entrenada para caracterizar grabaciones de varias temperaturas del agua vertida, un algoritmo de aprendizaje automático para clasificar las propiedades térmicas del agua y un análisis computacional de las características auditivas de cada grabación. . «Lo que vimos fue que los participantes eran constantemente capaces de discernir la temperatura del agua a través de su sonido, incluso cuando no creían que pudieran hacerlo, lo que nos dice que es probable que se trate de una habilidad implícita adquirida a través de la exposición a señales auditivas durante el curso. de toda la vida”, explica Amedi, “al mismo tiempo, el modelo de aprendizaje automático que se entrenó con registros de agua fría y caliente mostró un alto precisión en la clasificación de los sonidos.»

Los hallazgos del estudio demuestran que los humanos tienen la capacidad de aprender mapeos sensoriales complejos a partir de experiencias cotidianas y que el aprendizaje automático puede ayudar a aclarar fenómenos perceptivos sutiles. «El siguiente paso es probar si las personas desarrollarán o no nuevos mapas sensoriales en el cerebro para esta experiencia, como lo hacen con la vista, el tacto y el oído», dice Amedi. «En teoría, las recientes afirmaciones de Elon Musk acerca de que Neuralink crea habilidades sobrehumanas podrían hacerse realidad si se combina este mismo método con la estimulación cerebral», añade.

Referencia: “Temperaturas auditivas: uso del aprendizaje automático para dilucidar la percepción intermodal de propiedades térmicas a través de la audición” por Mohr Wenger, Amber Maimon, Or Yizhar, Adi Snir, Yonatan Sasson y Amir Amedi, 28 de junio de 2024, Fronteras de la psicología.
DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1353490