Des scientifiques de l'Institut Ivcher ont étudié la manière dont les humains perçoivent la température de l'eau à travers son son en utilisant l'apprentissage automatique, confirmant que cette capacité sensorielle, probablement développée au fil des expériences de la vie, peut être analysée et classée avec précision par des algorithmes. Crédit : Issues.fr.com
Les chercheurs ont démontré que les humains peuvent percevoir la température de l’eau grâce au son, une capacité probablement développée par l’exposition, suggérant un potentiel pour de nouvelles cartes cérébrales sensorielles et des compétences perceptuelles avancées.
Des chercheurs de l'Institut Ivcher pour le cerveau, la cognition et la technologie (Institut BCT) de l'Université Reichman (IDC Herzliya) ont découvert une capacité perceptive largement négligée, utilisant apprentissage automatique pour éclairer la dynamique de la perception intermodale, c’est-à-dire l’interaction entre différentes modalités sensorielles. Dans une étude récente, l’équipe a cherché à savoir si les humains peuvent détecter les propriétés thermiques de l’eau, comme sa température, grâce à son son et si cette perception se produit consciemment.
En exploitant les principes de l'intégration multisensorielle (la façon dont le cerveau combine les informations provenant de diverses modalités sensorielles pour former une perception unifiée de l'environnement), l'équipe a exploré le potentiel de l'intégration multisensorielle. thermique perception. Ils ont également utilisé un réseau neuronal profond pré-entraîné (DNN) et un algorithme de classification (une machine à vecteurs de support) pour examiner si l'apprentissage automatique pouvait classer avec succès et de manière cohérente les enregistrements audio d'eau versée à différentes températures et créer une cartographie de ces propriétés thermiques physiquement codées dans le son.
Un questionnaire a examiné les croyances des personnes sur la perception intermodale. La capacité perceptive des participants a été testée dans une tâche 2AFC en ligne à l'aide d'enregistrements capturés dans une installation ambisonique. Les enregistrements ont également été utilisés pour former un modèle d'apprentissage automatique afin d'effectuer la même classification. Crédit : Institut Ivcher pour la cognition et la technologie du cerveau, Université Reichman
« La perception de la température est assez unique par rapport aux autres expériences sensorielles », explique le Dr Adi Snir, chercheur postdoctoral à l’Institut BCT et co-auteur de l’étude. « Pour la vision et l’ouïe, nous disposons d’organes sensoriels dédiés comme les yeux et les oreilles. Pour la température, nous nous appuyons sur des récepteurs spécialisés dans la peau qui réagissent à diverses plages de température que nous ressentons comme la chaleur et la fraîcheur. Mais dans le règne animal, nous savons par exemple que les serpents peuvent réellement « voir » la chaleur corporelle, ce qui leur permet d’identifier leurs proies. »
La question de savoir si la perception multisensorielle de la température s’étend aux humains a déjà été posée. « Des études antérieures ont exploré cette question au niveau comportemental », déclare le professeur Amir Amedi, directeur fondateur de l’Institut BCT. « Ces études ont montré que les humains peuvent entendre une différence entre des liquides chauds et des liquides froids versés, mais pas comment ni pourquoi cela est possible », explique-t-il.
Étude de la perception multisensorielle
Les chercheurs ont d’abord cherché à reproduire les résultats précédents et à confirmer cette surprenante capacité perceptive, ainsi qu’à clarifier si cette capacité est innée ou acquise, une question qui fait depuis longtemps l’objet de nombreux débats. « Nous voulions également déterminer si les gens sont conscients ou non de ces différences dans les propriétés sonores des différences thermiques », explique Snir, « et également explorer quelles caractéristiques des sons eux-mêmes permettent une différenciation de la perception », ajoute-t-il.
Pour y parvenir, l'équipe a utilisé un réseau neuronal profond pré-entraîné (DNN) pour caractériser les enregistrements de différentes températures d'eau versée, un algorithme d'apprentissage automatique pour classer les propriétés thermiques de l'eau et une analyse informatique des caractéristiques auditives de chaque enregistrement. « Ce que nous avons constaté, c'est que les participants étaient systématiquement capables de discerner la température de l'eau grâce à son son, même lorsqu'ils ne croyaient pas qu'ils le pouvaient, ce qui nous indique qu'il s'agit probablement d'une compétence implicite acquise par l'exposition à des signaux auditifs tout au long de la vie », explique Amedi, « simultanément, le modèle d'apprentissage automatique qui a été formé sur des enregistrements d'eau chaude et froide a montré une forte précision dans la classification des sons.
Les résultats de l’étude démontrent que les humains ont la capacité d’apprendre des cartographies sensorielles complexes à partir d’expériences quotidiennes et que l’apprentissage automatique peut aider à clarifier des phénomènes perceptifs subtils. « L’étape suivante consiste à déterminer si les gens développeront ou non de nouvelles cartes sensorielles dans le cerveau pour cette expérience, comme ils le font pour la vision, le toucher et l’ouïe », déclare Amedi. « En théorie, les récentes affirmations d’Elon Musk selon lesquelles Neuralink créerait des capacités surhumaines pourraient devenir réalité si l’on associe cette même méthode à la stimulation cérébrale », ajoute-t-il.
