Ohrgeräusche verraten Augenbewegungen

Zusammenfassung: Forscher haben herausgefunden, dass das Ohr als Reaktion auf Augenbewegungen subtile Geräusche erzeugt, die es ihnen ermöglichen, zu bestimmen, wohin eine Person schaut.

Die Studie zeigt, dass diese Ohrgeräusche, die möglicherweise durch Muskelkontraktionen oder die Aktivierung von Haarzellen verursacht werden, die Augenpositionen verraten können.

Diese Entdeckung stellt bestehende Überzeugungen über die Funktion des Ohrs in Frage und legt nahe, dass Ohrgeräusche dabei helfen können, die Wahrnehmung von Bild und Ton zu synchronisieren. Der innovative Ansatz des Teams könnte zu neuen klinischen Hörtests und einem tieferen Verständnis der sensorischen Integration führen.

Wichtige Fakten:

1. Die Forschung ergab, dass subtile Ohrgeräusche den Augenbewegungen entsprechen und Aufschluss darüber geben, wohin eine Person schaut.
2. Dieses Phänomen ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass das Gehirn Augenbewegungen mit Kontraktionen der Ohrmuskulatur oder der Aktivierung von Haarzellen koordiniert.
3. Die Ergebnisse eröffnen Möglichkeiten für neue klinische Tests und ein besseres Verständnis darüber, wie das Gehirn visuelle und auditive Informationen integriert.

Quelle: Duke University

Wissenschaftler können jetzt feststellen, wohin die Augen einer Person schauen, indem sie einfach auf ihre Ohren hören.

„Man kann die Bewegung der Augen und die Position des Ziels, auf das die Augen blicken, tatsächlich allein anhand von Aufnahmen abschätzen, die mit einem Mikrofon im Gehörgang gemacht wurden“, sagte Jennifer Groh, Ph.D., leitende Autorin des Buches Buch. Der neue Bericht und ein Professor in den Abteilungen für Psychologie und Neurowissenschaften sowie Neurowissenschaften an der Duke University.

Im Jahr 2018 entdeckte Grohs Team, dass die Ohren ein subtiles, nicht wahrnehmbares Geräusch abgeben, wenn sich die Augen bewegen. In einem neuen Bericht, der in der Woche vom 20. November im Magazin erscheint Verfahren der Nationalen Akademie der WissenschaftenJetzt zeigt das Duke-Team, dass diese Geräusche zeigen können, wohin Ihre Augen schauen.

Es funktioniert auch umgekehrt. Nur weil Groh und ihr Team wussten, wohin jemand schaute, konnten sie die Wellenform subtiler Ohrgeräusche vorhersagen.

Groh glaubt, dass diese Geräusche auftreten können, wenn Augenbewegungen das Gehirn dazu anregen, entweder die Mittelohrmuskulatur, die normalerweise dabei hilft, laute Geräusche zu dämpfen, oder die Haarzellen, die dabei helfen, leise Geräusche zu verstärken, zusammenzuziehen.

Der genaue Zweck dieses Ohrenquietschens ist unklar, aber seine erste Vermutung ist, dass es dabei helfen könnte, die Wahrnehmung der Menschen zu schärfen.

„Wir glauben, dass dies Teil eines Systems ist, das es dem Gehirn ermöglicht, sich darauf einzustellen, wo sich Bilder und Geräusche befinden, auch wenn sich unsere Augen bewegen können, während unser Kopf und unsere Ohren dies nicht tun“, sagte Groh.

Das Verständnis der Beziehung zwischen subtilen Ohrgeräuschen und dem Sehen kann zur Entwicklung neuer klinischer Hörtests führen.

„Wenn jeder Teil des Ohrs individuelle Regeln zum Trommelfellsignal beisteuert, könnte dies als eine Art klinisches Instrument zur Beurteilung verwendet werden, welcher Teil der Anatomie im Ohr fehlerhaft ist“, sagte Stephanie Lovich, eine der Hauptautorinnen der Studie. Die Arbeit und ein Doktorand in Psychologie und Neurowissenschaften an der Duke University.

So wie sich die Pupille des Auges wie die Blende einer Kamera zusammenzieht oder erweitert, um die einfallende Lichtmenge anzupassen, haben auch die Ohren ihre eigene Art, das Gehör zu regulieren. Wissenschaftler glauben seit langem, dass diese schallregulierenden Mechanismen nur dazu beitragen, leise Geräusche zu verstärken oder laute Geräusche zu dämpfen.

Doch 2018 entdeckten Groh und ihr Team, dass die gleichen Geräuschregulierungsmechanismen auch durch Augenbewegungen aktiviert werden, was darauf hindeutet, dass das Gehirn den Ohren Augenbewegungen mitteilt.

In ihrer neuesten Studie knüpfte das Forschungsteam an seine ursprüngliche Entdeckung an und untersuchte, ob schwache Hörsignale detaillierte Informationen über Augenbewegungen enthalten.

Um die Ohrgeräusche von Menschen zu entschlüsseln, haben Grohs Team von der Duke University und Professor Christopher Schirra, Ph.D. Von der University of Southern California rekrutierte er 16 Erwachsene mit Seh- und Hörschwäche für einen relativ einfachen Sehtest in Grohs Labor in Durham.

Die Teilnehmer betrachteten einen stationären grünen Punkt auf einem Computerbildschirm und verfolgten dann, ohne ihren Kopf zu bewegen, mit ihren Augen den Punkt, während er verschwand und wieder auftauchte, entweder oben, unten, links, rechts oder diagonal vom Startpunkt aus. Dadurch erhielt Grohs Team ein breites Spektrum an akustischen Signalen, die erzeugt werden, wenn sich die Augen horizontal, vertikal oder diagonal bewegen.

Ein Eye-Tracker zeichnete auf, wohin sich die Pupillen der Teilnehmer bewegten, um sie mit Ohrgeräuschen zu vergleichen, die mit einem Paar in das Mikrofon eingebauter Ohrhörer erfasst wurden.

Das Forschungsteam analysierte Ohrgeräusche und fand einzigartige Signaturen für verschiedene Bewegungsrichtungen. Dies ermöglichte es ihnen, Ohrgeräusche zu entschlüsseln und zu berechnen, wohin Menschen schauten, indem sie einfach die Schallwelle untersuchten.

„Da die diagonale Augenbewegung nur eine horizontale und eine vertikale Komponente ist, erkannte mein Laborkollege und Co-Autor David Murphy, dass man diese beiden Komponenten nehmen und erraten kann, wie es wäre, wenn man sie zusammenfügt“, sagte Lovich.

„Dann kann man in die entgegengesetzte Richtung gehen und sich die Schwingung ansehen, um vorherzusagen, dass jemand in einem 30-Grad-Winkel nach links geschaut hat.“

Sein Welpe macht sich nun auf den Weg zu untersuchen, ob diese Ohrgeräusche eine Rolle bei der Wahrnehmung spielen.

Eine Gruppe von Projekten konzentriert sich darauf, wie sich Augen- und Ohrbewegungsgeräusche bei Menschen mit Hör- oder Sehverlust unterscheiden.

Groh testet auch, ob Menschen ohne Hör- oder Sehverlust Ohrsignale erzeugen, die vorhersagen können, wie gut sie bei einer Audio-Ortungsaufgabe zurechtkommen, beispielsweise bei der Ortung eines Krankenwagens während der Fahrt, bei der akustische Informationen auf ein visuelles Gerät abgebildet werden. Szene.

„Manche Leute haben ein Signal, das Tag für Tag wirklich wiederholbar ist und das man schnell messen kann“, sagte Groh. „Man würde erwarten, dass diese Leute im Vergleich zu anderen Leuten, bei denen es abwechslungsreicher ist, wirklich gut in visuellen und auditiven Aufgaben sind.“

Finanzierung: Grohs Forschung wurde durch ein Stipendium der National Institutes of Health (NIDCD DC017532) unterstützt.

Über Neuigkeiten aus der visuellen und auditiven Neurowissenschaft

Autor: Dan Vahaba
Quelle: Duke University
Kommunikation: Dan Vahaba – Duke University
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Parametrische Informationen über Augenbewegungen werden an die Ohren gesendet„Von Jennifer Groh et al. Mit Leuten

eine Zusammenfassung

Parametrische Informationen über Augenbewegungen werden an die Ohren gesendet

Wenn sich die Augen bewegen, ändert sich die Ausrichtung zwischen visuellen und auditiven Szenen. Wir sind uns dieser Transformationen nicht bewusst, was darauf hindeutet, dass das Gehirn präzise Informationen über Augenbewegungen in die auditive und visuelle Verarbeitung integrieren muss.

Hier zeigen wir, dass kleine Geräusche, die vom Gehirn im Ohr erzeugt werden, genaue Informationen über gleichzeitige Augenbewegungen im räumlichen Bereich enthalten: Aus diesen kleinen Geräuschen kann auf die Richtung und Amplitude der Augenbewegungen geschlossen werden.

Die zugrunde liegenden Mechanismen betreffen wahrscheinlich verschiedene motorische Strukturen des Ohrs und können die Übersetzung eingehender Hörsignale in einen Bezugsrahmen erleichtern, der in Richtung der Augen und damit der visuellen Szene festgelegt ist.