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Geräuschfilter im Gehirn Man hört, was man hören will

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Manchmal sind Dinge auch unverständlich. Oswald J. Gruebel, Chef der Swiss Bank während einer Pressekonferenz.

(Foto: picture alliance / dpa)

Auch mit reichlich Nebengeräuschen können sich Menschen auf eine bestimmte Stimme konzentrieren und deren Inhalt erfassen. Das beweisen Forscher anhand von Messungen der Hirnströme. Wie genau das Gehirn die Geräusche filtert, kann jedoch noch nicht gesagt werden.

US-Forscher haben gezeigt, dass die Aktivität des Gehirns nicht nur die akustischen Signale der Umgebung widerspiegelt, sondern auch das, was ein Mensch wahrnehmen möchte. Zwei US-Forscher berichten darüber im Fachjournal "Nature". Sie fanden heraus, dass die Aktivität von Nervenzellen in bestimmten Teilen der Hörrinde die akustischen Signale einer bestimmten Stimme widerspiegelt. Dies traf auch zu, wenn die Stimme in ein Gewirr von Sprechern eingebettet war, ihr aber gezielt zugehört wurde. Unwichtige Informationen wurden demnach unterdrückt.

Menschen haben die bemerkenswerte Fähigkeit, einer einzelnen Stimme und komplexen Gesprächen auch bei lauten und vielfältigen Hintergrundgeräuschen gut folgen zu können. Wie das genau funktioniere und warum manche Menschen Schwierigkeiten damit hätten, sei noch offen, schreiben Edward Chang und Nima Mesgarani von der University of California in San Francisco. Sie maßen nun die Hirnströme von Patienten, die wegen schwerer Krampfanfälle operiert werden sollten. Vor solchen Eingriffen wird den Patienten ein Netz von Elektroden auf das Gehirn gesetzt, um herauszufinden, von wo die Krampfanfälle ausgehen.

Suche nach Zielwörtern

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Vorbereitungen zu einer Messung der Hirnströme.

(Foto: picture-alliance/ dpa)

Die Wissenschaftler zeichneten die Hirnströme der Patienten auf, während sie vorgelesenen Sätzen von einem Mann und einer Frau lauschten. Diese Sätze bestanden aus einem "Zielwort" (ringo oder tiger), sowie jeweils einer von drei Farben und einer von drei Zahlen. Ein typischer Satz war demnach "ready tiger go to red two now", die Inhalte wechselten. Die Probanden sollten sich jeweils auf das vorgegebene Zielwort konzentrieren und anschließend sagen, welche Farbe und Zahl im Satz darauf folgten.

Hörten die Studienteilnehmer die Wortkombinationen nur von einer Stimme, dann konnten sie die Aufgabe zu 100 Prozent richtig erfüllen. Im nächsten Schritt hörten die Probanden beide Stimmen gleichzeitig, aber nur eine von ihnen benutzte das Zielwort. Die Teilnehmer mussten sich also darauf konzentrieren, um die richtige Farbe und Zahl nennen zu können. Bei diesem Part lagen die Teilnehmer in drei Viertel der Fälle richtig. In "Nature" veröffentlichen Mesgarani und Chang die Daten zweier von drei Probanden.

Stimmauswahl sichtbar gemacht

Die Erkenntnisse entstanden auch über die Entwicklung eines Rechenmodells, bei dem mehrere unterschiedliche Sprecher zum Einsatz kamen. Mit dem Modell konnte anhand der aufgezeichneten Hirnströme festgestellt werden, welcher Stimme ein Proband lauschte. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, Spracherkennungssysteme zu verbessern, schreiben die Studienautoren. Darüber hinaus könnten sie das Verständnis darüber verbessern, warum beispielsweise ältere Menschen schlechter Hintergrundgeräusche filtern können.

Chang war zuletzt auch an einer Studie beteiligt, bei der Hirnströme von Patienten "hörbar" gemacht wurden. Auch dabei waren Epilepsiepatienten untersucht und ein Computermodell erstellt worden. Damit konnten die Wissenschaftler ansatzweise Wörter rekonstruieren, die die Probanden gehört hatten. Die Studie war vor einigen Wochen im Online-Journal "PLoS Biology" erschienen.

Quelle: n-tv.de, dpa

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