Können Menschen die Temperatur „hören“?

Das „Hören“ der Temperatur: Entdeckung der verborgenen menschlichen Fähigkeit, die Temperatur durch Schall wahrzunehmen

09.08.2024 Wissenschaftler untersuchten eine weitgehend unerkannte Wahrnehmungsfähigkeit und nutzten maschinelles Lernen, um die Dynamik der cross-modalen Wahrnehmung zu klären, also die Erfahrung von Wechselwirkungen zwischen mehreren verschiedenen Sinnesmodalitäten. Die Studie wurde in der Zeitschrift Frontiers in Psychology veröffentlicht.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie untersuchten Forscher des Ivcher Institute for Brain, Cognition, and Technology (BCT Institute) der Reichman Universitx (IDC Herzliya) die Möglichkeit des Menschen, die thermischen Eigenschaften von Wasser (Wassertemperatur) durch seinen Klang zu erkennen, und ob dies bewusst geschieht oder nicht. Das Team nutzte die Prinzipien der multisensorischen Integration (wie das Gehirn Informationen aus verschiedenen Sinnesmodalitäten zu einer einheitlichen Wahrnehmung der Umgebung kombiniert) und untersuchte das Potenzial der multisensorischen Wärmewahrnehmung.

Sie setzten auch ein vortrainiertes tiefes neuronales Netzwerk (DNN) und einen Klassifizierungsalgorithmus (eine Support-Vektor-Maschine) ein, um zu untersuchen, ob maschinelles Lernen erfolgreich und beständig Audioaufnahmen von Wasser mit unterschiedlichen Temperaturen klassifizieren kann, das gegossen wird, und um eine Abbildung dieser thermischen Eigenschaften zu erstellen, die physikalisch im Klang kodiert sind.

Multisensorische Temperaturwahrnehmung

„Die Temperaturwahrnehmung ist im Vergleich zu anderen Sinneserfahrungen ziemlich einzigartig“, sagt Koautor Dr. Adi Snir. „Für das Sehen und Hören haben wir spezielle Sinnesorgane wie Augen und Ohren, bei der Temperatur verlassen wir uns auf spezialisierte Rezeptoren in der Haut, die auf verschiedene Temperaturbereiche reagieren, die wir als Hitze und Kühle empfinden, aber aus dem Tierreich wissen wir zum Beispiel, dass Schlangen tatsächlich Körperwärme ’sehen‘ können, was es ihnen ermöglicht, Beute zu identifizieren.“

Die Frage, ob die multisensorische Temperaturwahrnehmung auch beim Menschen vorhanden ist, wurde schon früher gestellt.

„Frühere Studien haben dies auf Verhaltensebene untersucht“, erklärt Koautor Prof. Amir Amedi. „Diese Studien haben gezeigt, dass Menschen einen Unterschied zwischen heißen und kalten Flüssigkeiten beim Eingießen hören können, aber nicht, wie oder warum dies möglich ist.“

Die Forscher machten sich zunächst daran, frühere Ergebnisse zu wiederholen und diese überraschende Wahrnehmungsfähigkeit zu bestätigen sowie zu klären, ob diese Fähigkeit angeboren oder erworben ist – eine Frage, die seit langem heftig diskutiert wird.

„Wir wollten auch untersuchen, ob die Menschen diese Unterschiede in den Klangeigenschaften der thermischen Unterschiede bewusst wahrnehmen oder nicht“, sagt Snir. „Und auch erforschen, welche Eigenschaften der Klänge selbst eine Differenzierung in der Wahrnehmung ermöglichen.“

Wassertemperatur anhand des Geräuschs

Um dies zu erreichen, nutzte das Team ein vortrainiertes tiefes neuronales Netzwerk (DNN), um Aufnahmen verschiedener Temperaturen von einfließendem Wasser zu charakterisieren, einen Algorithmus für maschinelles Lernen, um die thermischen Eigenschaften des Wassers zu klassifizieren, und eine rechnerische Analyse der auditiven Merkmale jeder Aufnahme.

„Wir konnten feststellen, dass die Teilnehmer durchweg in der Lage waren, die Wassertemperatur anhand des Geräuschs zu erkennen, selbst wenn sie nicht glaubten, dass sie es könnten. Das zeigt uns, dass es sich hierbei wahrscheinlich um eine implizite Fähigkeit handelt, die im Laufe des Lebens durch den Kontakt mit auditiven Hinweisen erworben wurde“, erklärt Amedi. „Gleichzeitig zeigte das maschinelle Lernmodell, das auf Aufnahmen von heißem und kaltem Wasser trainiert wurde, eine hohe Genauigkeit bei der Klassifizierung der Geräusche“.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Menschen in der Lage sind, komplexe sensorische Zuordnungen aus alltäglichen Erfahrungen zu lernen, und dass maschinelles Lernen helfen kann, subtile Wahrnehmungsphänomene zu klären.

© Psylex.de – Quellenangabe: Frontiers in Psychology (2024). DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1353490