الاستماع… لحركة العين

رصد باحثون أميركيون إشارات سمعية تفسّر حركة العين… وقد يستخدمونها في تطوير تقنيات المساعدة السمعية

طبلة الأذن وحركة العين

تتحرّك طبلة الأذن مع كلّ حركة عين. ويسمح هذا الاتصال لجهاز السمع البشري بـ«الإنصات» للعينين، حسبما أفاد به باحثون في جامعة ديوك الأميركية. واليوم، يتنصّت الباحثون على هذه الإشارة لتكوين فهمٍ أفضل لكيفية وصل الدماغ لما يراه مع ما يسمعه. ونشر الفريق نتائج بحثه في دورية «بروسيدينغز أوف ذا ناشيونال أكاديمي أوف ساينس».

تبلغنا أذنانا بمصدر الصوت بناءً على توقيت وصوله (إلى الأذنين اليمنى واليسرى). ولكنّ التناسق بين المشهدين السمعي والبصري يتغيّر باستمرار. وتشرح جينيفر غروه، أستاذة في علم النفس وعلم الأعصاب بجامعة ديوك، في حديث لموقع «مجلة المهندسين الكهربائيين الأميركية»: «في كلّ مرّة نحرّك عينينا، نحثّ هذه الكاميرا على النظر في اتجاه جديد. ولكن هذا الفارق في توقيت الحركات لن يتغيّر إلّا في حال حرّكنا الرأس».

لتبيان كيف ينسّق الدماغ عمل الجهازين، وضع فريق غروه في الدراسة ميكروفونات صغيرة في قناة الأذن، وسجّلوا أصواتاً صغيرة في طبلة الأذن بينما كانوا يحثّون المشاركين في الدراسة على تتبّع إشارات بصرية بأعينهم. وكان الفريق نفسه قد تمكّن في جهود بحثية سابقة من إثبات وجود هذا الصوت. وأخيراً، أثبت الباحثون أنّ هذه الأصوات تتألّف من مكوّنات أفقية وعمودية تتوافق بدقّة مع شكل حركة العين.

ونجح الباحثون أيضاً في استخدام هذا التوافق للتنبؤ بالاتجاه الذي ستنظر فيه العين بعد إنتاج الصوت المحيط بدقّة. لا يمكن استخدام هذه التقنية في المواقع الأكثر ضجيجاً، ولكنّ اكتساب فهمٍ أفضل للآليات الكامنة خلف هذه الإشارات السمعية قد يؤدّي إلى تقدّم في تقنيات المساعدة السمعية.

التجسّس على الدماغ

عندما يرسل الدماغ إشارة إلى العين لحثّها على الحركة باتجاه معيّن، يرسل في الوقت نفسه نسخة من تلك الإشارة إلى الأذنين، فيما يشبه «بطاقة بلاغ»، على حدّ وصف غروه. ويحصل هذا التنسيق في مواقع أخرى لإبقاء الدماغ على اطلاع بحركة الجسم، كالتعرّف على صوت خطواتنا مثلاً. ويحصل هذا النوع من المعالجة في الدماغ، إلّا أنّ بحث غروه يُظهر أنّ تلك المعلومات المرتبطة بالبصر تكون موجودة في معالجة الصوت في وقتٍ أبكر مما كان فريق البحث يعتقد. وتضيف غروه: «إننا نستخدم هذا الميكروفون للتجسّس على الدماغ».

وتعتقد أستاذة علم الأعصاب أنّ عضلات الأذن الوسطى والخلايا الشعرية في الأذن الداخلية تشارك في نقل هذه الإشارة إلى نقطة أولية في مسار الجهاز السمعي تؤثّر هياكل الأذن على أجزاء مختلفة من السمع. ولهذا السبب، عندما حاول العلماء معرفة المزيد عن آليات الإرسال، اعتقدت غروه أنّ باستطاعتهم تطوير اختبارات سمعية أكثر دقّة.

أدوات مطورة للمساعدة السمعية

يواجه مطوّرو أدوات المساعدة السمعية صعوبة في تحسين التقنية التي تحدّد مصدر الصوت، على اعتبار أنّ الأجهزة تُصمم عادة لتضخيم جميع الأصوات بالتساوي. يسبب هذا الأمر إحباطاً للمستخدمين خصوصاً عندما يكونون في أماكن كثيرة الضجيج. على سبيل المثال، تضخّم أدوات المساعدة السمعية المتوفرة اليوم الضجيج الصادر عن جهاز التكييف بنفس مستوى تضخيمها لصوت الشخص. ولكنّ الإشارات البصرية قد تساعد في توجيه أدوات المساعدة السمعية لحلّ هذه المشكلة.

يقول سونيل بوريا، باحث في «مركز ماساتشوستس للعين والأذن» وأستاذ مساعد في كلية هارفرد للطبّ من جهته: «إذا كان باستطاعتكم إخبار أداة المساعدة السمعية بأنّكم تنظرون إلى شخص معيّن، فقد تتمكّنون من تعديل خوارزميتها لتركّز على ذاك الشخص». ويلفت بوريا إلى قدرة «استثنائية» قد تتمكّن هذه الدراسة أخيراً من تطبيقها في هذا النوع من التقنية، ولو أنّه سيتوجب على غروه وزملائها التوصّل إلى الآليات المنخرطة فيها أوّلاً.

ويشدّد كريستوفر قيصر، أستاذ علم الأعصاب في جامعة بيلفيلد الألمانية، على ضرورة معرفة ما إذا كانت هذه الإشارة تؤثر على السلوكيات السمعية قبل تطبيق نتائج هذه الدراسة في أجهزة سمعية «ذكية». لم يجد قيصر أي تداخل مع السمع في بحثه في التذبذبات المرتبطة بحركة العين، إلّا أنّه لفت إلى أنّ هذا الأمر لا ينفي وجود التأثيرات في وظائف سمعية أكثر تعقيداً، كتحديد مصدر الصوت.

وأخيراً تحتاج هذه التطبيقات إلى المزيد من البحث العلمي، ولكنّ غروه ترى أنّ النتائج الحالية «تسلّط الضوء على أهمية القدرة على الربط بين ما نراه وما نسمعه».