Isolamento natural da voz: Cientistas revelam como o cérebro isola vozes em ambientes ruidosos

Durante décadas, os neurocientistas estudaram o "problema do coquetel", que é a notável capacidade do cérebro humano de sintonizar intencionalmente uma única voz em meio a uma cacofonia de ruídos de fundo. Embora há muito tempo se entenda que o cérebro consegue esse foco interno amplificando a atividade dos neurônios sintonizados em características específicas de áudio, os pesquisadores não tinham um modelo computacional funcional para provar que esse mecanismo era suficiente para cenários do mundo real.

Recentemente, uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology desenvolveu com sucesso uma rede neural artificial que espelha essa capacidade auditiva humana. Publicado na revista Nature Human Behavior, o estudo revela que o cérebro utiliza uma estratégia conhecida cientificamente como ganhos de recursos multiplicativos. Em termos simples, o cérebro age como um seletor de volume altamente específico. Quando uma pessoa ouve uma voz-alvo, seu cérebro amplifica os sinais neurais associados às características exclusivas dessa voz, como o tom, ao mesmo tempo em que diminui o volume dos sons concorrentes.

Para testar isso, a equipe do MIT alimentou seu modelo artificial com uma breve sugestão de áudio de uma voz específica, seguida por uma mistura ruidosa de alto-falantes sobrepostos. O modelo conseguiu colocar a voz alvo em primeiro plano, igualando o desempenho humano em diversas condições. Ele até reproduziu erros comuns de audição humana, como a dificuldade de separar duas vozes distintas que compartilham tons semelhantes.

Nenhum de nossos modelos teve a capacidade que os seres humanos têm de receber uma sugestão de um objeto ou som específico e, em seguida, basear sua resposta nesse objeto ou som. Essa tem sido uma limitação real. - Josh H. McDermott, autor correspondente do artigo sobre esse estudo.

O modelo também permitiu que os pesquisadores testassem rapidamente como a localização espacial afeta a audição. O sistema previu que a distinção entre vozes é significativamente mais fácil quando os alto-falantes estão separados horizontalmente em vez de verticalmente - um fenômeno que a equipe confirmou posteriormente em testes com humanos. Os pesquisadores esperam que esse modelo prepare o caminho para implantes cocleares avançados que possam ajudar as pessoas a concentrar sua atenção de forma mais eficaz em ambientes caóticos.