Modelleren van natuurlijk ruimtelijk gehoor.

Onze kennis van de neurocomputationele mechanismen die ten grondslag liggen aan
natuurlijk ruimtelijk horen bij mensen is beperkt. Dit is een gevolg van de
complexiteit en het hoogdimensionale karakter van ruimtelijke, natuurlijke
akoestische scènes, evenals van de technologische moeilijkheid om metingen te
verkrijgen van neurale geluidsverwerking in de kleine gehoorkernen in de
menselijke hersenstam. Hoewel recente ontwikkelingen op het gebied van
kunstmatige intelligentie aantonen dat diepe neurale netwerkmodellen (DNN's)
zeer succesvol zijn in het oplossen van complexe en hoogdimensionale problemen,
zijn ze nog niet toegepast als neurobiologische modellen van naturalistisch
ruimtelijk horen. Hoewel de technologische vooruitgang op het gebied van
functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) ongekende functionele
metingen van neurale geluidscodering in kleine hersenstamkernen mogelijk maakt,
moeten deze ontwikkelingen bovendien nog worden gebruikt om de codering van
geluidslocaties te bestuderen. In het huidige project combineren we daarom
diepe neurale netwerkmodellen met functionele magnetische
resonantiebeeldvorming met ultrahoog veld (UHF fMRI, 7 Tesla) van het volledige
oplopende auditieve pad van hersenstam naar cortex.

Het doel van de studie is het ophelderen van de neurocomputationele mechanismen
die ten grondslag liggen aan naturalistisch ruimtelijk horen in ecologisch
verantwoorde luisterscènes bij normaal horende luisteraars.

De huidige studie is een observationeel onderzoek om de verwerking van
geluidslocaties in het menselijke gehoorpad te begrijpen. Het onderzoek bestaat
uit vijf sessies. In Sessie 1 meten we de gehoordrempels van de deelnemer
(audiogram) en nemen we de ruimtelijke geluidsbeleving van de deelnemer op.
Daarna voeren de deelnemers een gedragsmatige geluidslokalisatietest uit. In
Sessie 2 t/m 5 maken we structurele en functionele MRI-hersenscans. Deelnemers
luisteren naar natuurlijke geluiden en voeren een eenvoudige geheugentaak uit
terwijl de functionele MRI-scans worden gemaakt.

Deelnemers bezoeken de laboratoriumlocaties vijf keer tijdens het experiment.
Het experiment (inclusief de MRI beeldvorming) impliceren minimale lasten en
risico's voor de deelnemers. Deelnemers kunnen zich op elk moment terugtrekken
uit het onderzoek. Deelnemers hebben geen direct voordeel van hun deelname aan
het experiment. De onderzoeksresultaten bieden echter waardevolle kennis over
neurale locatieverwerking van geluiden uit het echte leven in luisteromgevingen
in de echte wereld, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor toekomstige
onderzoeken met luisteraars met gehoorproblemen om de ontwikkeling van medische
interventies en ondersteunende hoortechnologie te begeleiden.