Bagaimana otak membedakan musik dari ucapan?

ringkasan: Sebuah studi baru mengungkapkan bagaimana otak kita membedakan antara musik dan ucapan menggunakan parameter akustik sederhana. Para peneliti menemukan bahwa suara yang lebih lambat dan stabil dianggap sebagai musik, sedangkan suara yang lebih cepat dan tidak teratur dianggap sebagai ucapan.

Ide-ide ini dapat meningkatkan program pengobatan untuk gangguan bahasa seperti afasia. Penelitian ini memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang proses pendengaran.

Fakta-fakta kunci:

• Parameter sederhana: Otak menggunakan parameter akustik dasar untuk membedakan antara musik dan ucapan.
• Potensi terapeutik:Temuan ini dapat meningkatkan pengobatan untuk gangguan bahasa seperti afasia.
• Detail pencarian: Penelitian ini melibatkan lebih dari 300 peserta yang mendengarkan klip audio yang disintesis.

sumber: Universitas New York

Musik dan ucapan adalah jenis suara yang paling umum kita dengar. Namun bagaimana kita mengidentifikasi apa yang menurut kita merupakan perbedaan di antara keduanya?

Sebuah tim peneliti internasional telah memetakan proses ini melalui serangkaian eksperimen, yang menghasilkan wawasan yang menawarkan cara potensial untuk meningkatkan program terapi yang menggunakan musik untuk memulihkan kemampuan bicara dalam pengobatan afasia.

Gangguan bahasa ini mempengaruhi lebih dari satu dari 300 orang Amerika setiap tahunnya, termasuk Wendy Williams dan Bruce Willis.

“Meskipun musik dan ucapan berbeda dalam banyak hal, mulai dari nada, timbre, hingga struktur suara, hasil kami menunjukkan bahwa sistem pendengaran menggunakan parameter akustik yang sangat sederhana untuk membedakan antara Musik dan ucapan.” Departemen Psikologi dan penulis utama makalah yang muncul di jurnal Biologi PLoS.

“Secara umum, suku kata yang lebih lambat dan stabil yang hanya berisi suara akan terdengar lebih seperti musik, sedangkan suku kata yang lebih cepat dan tidak teratur akan terdengar lebih seperti ucapan.”

Para ilmuwan mengukur laju sinyal dalam satuan pengukuran yang tepat: Hertz (Hz). Angka Hz yang lebih tinggi berarti jumlah pengulangan (atau siklus) per detik yang lebih besar dibandingkan angka yang lebih rendah. Misalnya, orang biasanya berjalan dengan kecepatan 1,5 hingga 2 langkah per detik, yaitu 1,5-2 Hz.

Lagu “Superstition” karya Stevie Wonder tahun 1972 memiliki tempo sekitar 1,6 Hz, sedangkan lagu “Roller Girl” karya Anna Karina tahun 1967 memiliki tempo 2 Hz. Sebaliknya, ucapan biasanya dua hingga tiga kali lebih cepat dibandingkan ucapan pada 4-5 Hz.

Telah didokumentasikan dengan baik bahwa volume, atau kenyaringan lagu, dari waktu ke waktu – dikenal sebagai “modulasi amplitudo” – relatif konstan pada 1-2 Hz. Sebaliknya, modulasi amplitudo ucapan biasanya 4–5 Hz, yang berarti volumenya sering berubah.

Meskipun musik dan ucapan ada di mana-mana, para sarjana sebelumnya tidak memiliki pemahaman yang jelas tentang cara mengenali suara secara otomatis sebagai musik atau ucapan.

Untuk lebih memahami proses ini dalam kehidupan mereka Biologi PLoS Dalam studi tersebut, Zhang dan rekan-rekannya melakukan serangkaian empat percobaan di mana lebih dari 300 peserta mendengarkan serangkaian klip audio musik yang disintesis dan kebisingan seperti ucapan dengan kecepatan dan keteraturan modulasi amplitudo yang berbeda.

Klip derau audio hanya memungkinkan deteksi volume dan kecepatan. Peserta diminta untuk menilai apakah klip suara ambigu ini, yang diberitahukan kepada mereka adalah musik atau ucapan yang ditutupi oleh suara bising, terdengar seperti musik atau ucapan.

Mengamati pola peserta yang menyortir ratusan klip kebisingan ke dalam musik atau ucapan mengungkapkan sejauh mana setiap fitur kecepatan dan/atau keteraturan memengaruhi penilaian mereka antara musik dan ucapan. Ini adalah versi pendengaran dari “melihat wajah di awan,” para ilmuwan menyimpulkan: Jika fitur tertentu dalam gelombang suara cocok dengan gagasan pendengar tentang bagaimana musik atau ucapan seharusnya terdengar, maka klip white noise pun dapat terdengar seperti musik atau suara. pidato.

Hasilnya menunjukkan bahwa sistem pendengaran kita menggunakan parameter akustik yang sangat sederhana dan mendasar untuk membedakan musik dan ucapan: bagi partisipan, suku kata dengan kecepatan lebih lambat (

Para peneliti mencatat bahwa mengetahui bagaimana otak manusia membedakan antara musik dan ucapan dapat bermanfaat bagi orang-orang dengan gangguan pendengaran atau bahasa, seperti afasia.

Misalnya, terapi intonasi melodi adalah cara yang menjanjikan untuk melatih penderita afasia menyanyikan apa yang ingin mereka katakan, menggunakan “mekanika musik” mereka yang utuh untuk mengesampingkan mekanisme bicara yang rusak. Oleh karena itu, mengetahui apa yang membuat musik dan ucapan serupa atau berbeda di otak dapat membantu merancang program rehabilitasi yang lebih efektif.

Penulis lain dari makalah ini adalah Xiangbin Teng dari Chinese University of Hong Kong, M. Florencia Asaño dari National Autonomous University of Mexico (UNAM), dan David Poppel, seorang profesor di Departemen Psikologi di New York University dan direktur pelaksana Ernst Strungmann Institute for Neuroscience di Frankfurt, Jerman.

Pembiayaan: Penelitian ini didukung oleh dana hibah dari National Institute on Deafness and Other Communication Disorders, bagian dari National Institutes of Health (F32DC018205), dan Leon Levy Endowment in Neuroscience.

Tentang berita penelitian ilmu saraf pendengaran

pengarang: James Devitt
sumber: Universitas New York
komunikasi: James Devitt – Universitas New York
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses terbuka.
“Sistem pendengaran manusia menggunakan modulasi amplitudo untuk membedakan musik dari ucapan“Oleh Andrew Chang dkk. Biologi PLoS

ringkasan

Sistem pendengaran manusia menggunakan modulasi amplitudo untuk membedakan musik dari ucapan

Musik dan ucapan adalah sinyal pendengaran yang kompleks dan berbeda yang mendasari pengalaman manusia. Mekanisme yang mendasari setiap domain diselidiki secara ekstensif.

Namun, apa mekanisme kognitif yang mengubah suara menjadi musik atau ucapan dan bagaimana caranya? Dasar Informasi akustik yang diperlukan untuk membedakan keduanya masih menjadi pertanyaan terbuka.

Di sini, kami berhipotesis bahwa modulasi amplitudo (AM), sebuah fitur akustik temporal dasar yang menggerakkan sistem pendengaran melintasi tingkat pemrosesan, sangat penting untuk membedakan antara musik dan ucapan.

Secara khusus, berbeda dengan model yang menggunakan sinyal akustik alami (yang mungkin sulit untuk diinterpretasikan), kami menggunakan pendekatan penyaringan kebisingan untuk menguraikan mekanisme pendengaran: jika kecepatan dan keteraturan AM penting untuk membedakan musik dari ucapan, maka menilai kebisingan secara artifisial Sinyal audio ambigu yang disintesis harus selaras dengan parameter AM-nya.

di 4 percobaan (N = 335), sinyal dengan frekuensi puncak AM yang lebih tinggi cenderung dinilai sebagai ucapan, bukan musik. Menariknya, prinsip ini secara konsisten digunakan oleh semua pendengar untuk menilai ucapan, namun hanya oleh pendengar musik yang mahir dalam bidang musik.

Selain itu, sinyal dengan AM yang lebih teratur dinilai sebagai musik dibandingkan ucapan, dan fitur ini lebih penting untuk menilai musik, terlepas dari kecanggihan musiknya.

Data menunjukkan bahwa sistem pendengaran dapat mengandalkan properti akustik tingkat rendah yang mendasar seperti AM untuk membedakan musik dari ucapan, sebuah prinsip sederhana yang memicu eksperimen dan spekulasi neurofisiologis dan evolusioner.