Mécs Anna - Sokdimenziós történetek

Észleléskutatásról Winkler Istvánnal

Mécs Anna
Megjelent: Élet és Tudomány, 2012. július 20.

Winkler István a villamosmérnöki diploma megszerzése után vágott bele pszichológiai tanulmányaiba. A doktori disszertációját Finnországban írta, ahol dolgozatát a Helsinki Egyetemen az év legjobbjának választották. Mégis hazatért. Harminc éves kutatói pályafutásának egyik érdekes kutatásában újszülöttek ritmusérzékét vizsgálta. Szeptembertől pedig a Lendület program nyerteseként folytathatja munkáját: kutatócsoportjának célja azoknak az agyi folyamatoknak a megismerése, melyek lehetővé teszik egymással párhuzamosan beszélők hangjának szétválasztását. A feltérképezett elvek alapján kifejlesztett hallókészülék a hangok szempontjából összetett helyzetekben, segítheti viselőjét – például egy családi ebéden.

Mint mérnököt kérdezem: hogyan lehet az észlelésünkről objektív, számszerűsíthető leírást adni?

Ez a modern pszichológia kialakulásakor az első kérdések egyike volt. Lehet-e valamilyen objektív leírást adni olyan szubjektív élményekre, hogy milyennek látunk, hallunk, észlelünk valamit? Található-e valamilyen objektív összefüggés a külvilági ingerek különböző paraméterei és a mi belső benyomásunk között? Gustav Fechner, 19. századi német fizikus elsőként foglalkozott ezzel.

Kísérleti úton hogyan indult el Fechner?

Nagyon egyszerű kísérleteket végzett. Azt vizsgálta, hogy mi az a legkisebb különbség, amit még érzékelni tudunk két súly, két hangerősség, két fényerősség, két szín között: azaz a küszöbök mérése. A kísérletezés módszertanát a fizikából hozta: megpróbálta lecsupaszítani azt az egy változót, amit mérni akart, és minden mást elvenni. Tehát izolált ingerekkel dolgozott. Ez a módszer nagyon sokáig fennmaradt, de ezen túl kellett lépni. Már az 1910-es években a Gestalt szemlélete rámutatott arra, hogy az ingerek egészeket alkotnak. Nincsenek különálló ingerek, mi a világban mindig ingermintázatokat látunk és hallunk.

Az észlelés megismerésének másik alapelve egy magyar származású kutatótól, Brunswik Egontól származik: az észlelés nem önmagáért való. Nem azért észlelünk, hogy esztétikai ítéleteket alkothassunk a világról. Az észlelés a környezethez való alkalmazkodás egyik fontos eleme. Ahhoz, hogy el tudjunk tájékozódni, megszerezzük a túléléshez szükséges erőforrásokat, elkerüljük a ránk leselkedő veszélyeket, fontos, hogy kiismerjük magunkat környezetünkben. Tehát az észlelés legfőbb célja nem az, hogy minél hűbb legyen, hanem hogy minél gyorsabban és minél jobban feltérképezhessük a környezetünket. Ez az észlelés funkcionalista felfogásának alapgondolata.

Kutatásaimban ezen kívül egy harmadik, viszonylag új, az észlelésben mindössze 10-15 éves múlttal rendelkező szemlélet volt meghatározó: ha belegondolunk, hogy mindazok az információk, amelyeket felhasználunk, a felhasználás időpontjához képest a múltból származnak, akkor be kell látnunk, hogy az észlelés elsőrendű feladata a jövő bejóslása. Nem arra vagyunk kíváncsiak, hogy jelenleg hol vannak az autók azon az utcán, amelyen át akarunk kelni, hanem hogy hol lesznek majd akkor, amikor keresztezzük a pályájukat.

Ez a fajta előrejelzés például a ritmus észlelésénél is megjelenik, amit Önök már csecsemők esetén is vizsgálnak. Milyen hallási képességekkel születünk?

A mai kérdésfelvetés már nem a tanultra és velünk születettre osztja fel az észlelési képességeket, mert sok esetben ezeket nem lehet elválasztani egymástól. A kutatások hangsúlya áttevődött: ma azt kérdezzük, hogy melyek azok a képességek, amelyek lehetővé teszik, hogy az újszülött felnőtté váljon. Ezek közül a hallási képességek többek között abból a szempontból érdekesek, hogy hogyan tanulunk meg kommunikálni. Ezzel párhuzamosan lehet arról beszélni, hogy az újszülöttek a zenei észlelés megalapozásához milyen képességekkel rendelkeznek. Tulajdonképpen a kettő ugyanaz.

Egy kisbaba esetén miként ismerhetjük meg ezeket a képességeket?

Ezek felmérése nem könnyű feladat. A viselkedéses vizsgálatok, mint például a szopási mintázat elemzése rendkívül bonyolult. Ennél egyszerűbb az elektroenkefalográfia. Újszülötteknél is mérhetjük az agytevékenységet annak függvényében, hogy milyen ingereket adunk. Van egy jelenség, amit mi viszonylag jól ki tudunk használni, és már újszülötteknél is létezik: ha egy hangsor valamilyen szabályosságát megsértjük, akkor az agyi kiváltott válaszokban jól detektálható változás következik be. Ha kiderítjük, hogy mely szabályosságok megsértése vált ki ilyen agyi választ, akkor megtudhatjuk, hogy egy újszülött milyen információkat képes kiemelni egy hangsorból. Ezen az alapon sokféle kérdést fel tudunk tenni. Például, az újszülöttek képesek-e ritmusokat észlelni, méghozzá úgy, ahogy azt mi észleljük.  A ritmus valójában egy hierarchikus struktúrát jelent. Ez annyit tesz, hogy a ritmusban, azaz az ismétlődő mintázatban, a különböző elemek nem egyforma fontosságúak, hanem egy fa jellegű hierarchiát alkotnak. Mondjuk egy nyolc pozícióból álló ritmus esetén az első eleme a felütés, az a legfontosabb, az 5. elem a második leghangsúlyosabb, aztán következik a többi páratlan elem, és a végén a páros elemek. Azaz, ha ezeket az elemeket megváltoztatjuk, akkor attól függően érezzük erősnek vagy gyengébbnek a ritmus megbicsaklását, vagy zenei szakszóval, szinkópálttá válását, hogy mennyire fontos helyen módosítottuk. Azt találtuk, hogy a csecsemők is az elem helyétől függő módon reagálnak az ilyen ritmussértésekre.

A kísérletek során az újszülöttek öntapadós fejhallgatón keresztül hallották a lejátszott hangokat, a fejükre helyezett elektródák pedig agyuk elektromos jeleit vizsgálták

Ez miért fontos a kommunikációs képességek fejlődése szempontjából?

A kommunikációban is fontos a ritmus: tudnunk kell, hogy mikor fejezte be mondókáját a partnerünk, mikor várható el tőlünk a válasz. Akkor működik jól a beszélgetés, ha a felek adaptálják egymáshoz a beszédritmusukat, ha ez nem történik meg, akkor az az érzésünk, mintha nem tudnánk jól kommunikálni. Már egészen kicsi csecsemők, amikor valamiféle dialógusba kezdenek felnőttekkel – amelyben nem feltétlenül a szájukkal adnak ki hangot –, jól eltalálják, hogy mikor kell válaszolniuk, vagy mikor szólhatnak közbe. Ezek a kommunikáció hátterében zajló folyamatok teszik aztán lehetővé, hogy amikor már tartalmat is tudunk közölni, akkor megértsük egymást.

A Lendület program keretében egymással párhuzamosan beszélők hangjának szétválasztását vizsgálják. Mi a nehézség a szétválasztásban?

A nehézség abban rejlik, hogy a különböző hangforrások hangjai összekeverednek a levegőben, így a fülbe egy összetett jel érkezik, mely összekeveredve tartalmazza az egyes összetevőket. Mivel ezt a szétválasztást még nem tudjuk számítógéppel megtenni, így az a nagy kérdés, hogy vajon hogyan teszi meg ezt az agyunk. Vannak olyan jelenségek, amelyek leegyszerűsítve tartalmazzák ezt a problémát: például lejátszunk egy egyszerű hangsort, amelyben a magas és a mély hangok váltakoznak. Kezdetben lassabban követik egymást a hangok, ekkor egy hangsor részeként halljuk, az összes hangot. Amikor viszont felgyorsítjuk a hangok bemutatási sebességét, akkor úgy hangzik, mintha a magas és a mély hangok külön hangforrásból érkeznének. Az ehhez hasonló modell helyzetekből már sok mindent le tudtunk szűrni a hangszétválasztás folyamatairól. Ilyen és hasonló alapokra támaszkodva próbáljuk most a bonyolultabb jelenetek szétválasztását megismerni.

Milyen konkrét szituációban remélnek eredményt öt év elteltével?

Például adott egy családi ebéden a nagypapa, aki hallókészülékre szorul. Biztosan sokan megfigyelték már, hogy sokszor inkább kikapcsolja a hallókészülékét. Nem azért, mert nem érdekli, hogy miről beszélgetnek a családtagjai. Hanem azért, mert a hallókészülékek jelenleg nem képesek arra, hogy elvégezzék a beszélők szétválasztást. A beérkező hang minden elemét felerősítik, és így nehezebbé teszik a szétválasztást. Mi olyan algoritmusokat akarunk megtalálni, amelyek segítenek az egyes emberek hangját kiválasztani a párhuzamosan folyó beszélgetésekből. Ha ez sikerül, akkor például, a nagypapa tekintetével jelölhetné ki, hogy kinek a hangját erősítse fel, emelje ki a készülék a sok hang közül. Reményeink szerint az ehhez szükséges algoritmust ki tudjuk dolgozni az öt éves munka során, előkészítve a gyakorlati alkalmazást.