O sistema auditivo humano éuma maravilha da biologia. Ele pode acompanhar uma conversa em um restaurante barulhento, aprender a reconhecer palavras de idiomas que nunca ouvimos antes e identificar um colega conhecido por seus passos ao passar por nosso escrita³rio.

Atéagora, mesmo os modelos computacionais mais sofisticados não podem realizar tais tarefas tão bem quanto o sistema auditivo humano, mas o neurocientista do MIT Josh McDermott espera mudar isso. Alcana§ar essa meta seria um passo importante para o desenvolvimento de novas maneiras de ajudar as pessoas com perda auditiva, diz McDermott, que recentemente conquistou o cargo no Departamento de Canãrebro e Ciências Cognitivas do MIT.

“Nosso objetivo de longo prazo éconstruir bons modelos preditivos do sistema auditivo”, diz McDermott. “Se tivanãssemos sucesso nesse objetivo, isso realmente transformaria nossa capacidade de fazer as pessoas ouvirem melhor, porque podera­amos projetar um programa de computador para descobrir o que fazer com o som recebido para tornar mais fa¡cil reconhecer o que alguém disse ou onde um o som estãovindo. ”

O laboratório de McDermott também explora como a exposição a diferentes tipos de música afeta as preferaªncias musicais das pessoas e atémesmo como elas percebem a música. Esses estudos podem ajudar a revelar elementos de percepção sonora que estão“programados” em nossos cérebros e outros elementos que são influenciados pela exposição a diferentes tipos de sons.

“Descobrimos que hávariação transcultural em coisas que as pessoas supunham amplamente serem universais e possivelmente atéinatas”, diz McDermott.

Como estudante de graduação na Universidade de Harvard, McDermott planejou originalmente estudar matemática e física, mas “fui seduzido muito rapidamente pelo cérebro”, diz ele. Na anãpoca, Harvard não oferecia especialização em neurociaªncia, então McDermott criou a sua própria, com foco na visão.

Depois de obter um mestrado na University College London, ele veio para o MIT para fazer um PhD em cérebro e ciências cognitivas. Seu foco ainda estava na visão, que ele estudou com Ted Adelson, o professor de Ciências da Visão John e Dorothy Wilson, mas ele se viu cada vez mais interessado em uma audição. Ele sempre amou música e, nessa anãpoca, começou a trabalhar como DJ de ra¡dio e club. “Eu passava muito tempo pensando sobre o som e por que as coisas soam daquela maneira”, lembra ele.

Para perseguir seu novo interesse, ele atuou como pa³s-doutorado na Universidade de Minnesota, onde trabalhou em um laboratório dedicado a  psicoacaºstica - o estudo de como os humanos percebem o som. La¡, ele estudou fena´menos auditivos como o “efeito coquetel” ou a capacidade de se concentrar na voz de uma pessoa em particular enquanto se desconecta do rua­do de fundo. Durante outro pa³s-doutorado na New York University, ele começou a trabalhar em modelos computacionais do sistema auditivo. Esse interesse em computação éparte do que o trouxe de volta ao MIT como membro do corpo docente, em 2013.

“A cultura aqui em torno do cérebro e da ciência cognitiva realmente prioriza e valoriza a computação, e essa era uma perspectiva importante para mim”, diz McDermott, que também émembro do Instituto McGovern de Pesquisa do Canãrebro do MIT e do Centro de Canãrebros, Mentes e Ma¡quinas. “Eu sabia que esse era o tipo de trabalho que eu realmente queria fazer no meu laboratório, então parecia um ambiente natural para fazer esse trabalho.”

Um aspecto da audição em que o laboratório de McDermott se concentra éa “análise de cena auditiva”, que inclui tarefas como inferir quais eventos no ambiente causaram um determinado som e determinar de onde um determinado som veio. Isso requer a habilidade de separar sons produzidos por diferentes eventos ou objetos, e a habilidade de provocar os efeitos do ambiente. Por exemplo, uma bola de basquete quicando no cha£o de madeira de uma academia faz um som diferente do que uma bola de basquete quicando em uma quadra pavimentada ao ar livre.

“Os sons do mundo tem propriedades muito particulares, devido a  física e a  maneira como o mundo funciona”, diz McDermott. “Acreditamos que o cérebro internaliza essas regularidades, e vocêtem modelos na sua cabea§a da maneira como o som égerado. Quando vocêouve algo, estãorealizando uma inferaªncia nesse modelo para descobrir o que provavelmente aconteceu que causou o som. ”

Uma melhor compreensão de como o cérebro faz isso pode levar a novas estratanãgias para melhorar a audição humana, diz McDermott.

“A deficiência auditiva éo distaºrbio sensorial mais comum. Afeta quase todas as pessoas a  medida que envelhecem e os tratamentos são bons, mas não são bons ”, diz ele. “No final, todos teremos aparelhos auditivos personalizados com os quais caminhamos e são precisamos desenvolver os algoritmos certos para dizer a eles o que fazer. Isso éalgo em que estamos trabalhando ativamente. ”

Cerca de 10 anos atrás, quando McDermott era um pa³s-doutorado, ele começou a trabalhar em estudos transculturais de como o cérebro humano percebe a música. Richard Godoy, um antropa³logo da Brandeis University, pediu a McDermott para se juntar a ele em alguns estudos sobre o povo Tsimane, que vive na floresta amaza´nica. Desde então, McDermott e alguns de seus alunos va£o para a Bola­via na maioria dos veraµes para estudar a percepção do som entre os Tsimane '. Os Tsimane 'tiveram muito pouca exposição a  música ocidental, tornando-os sujeitos ideais para estudar como ouvir certos tipos de música influencia a percepção do som humano.

Esses estudos revelaram diferenças e semelhanças entre os ocidentais e o povo Tsimane. McDermott, que considera soul, disco e jazz-funk entre seus tipos de música favoritos, descobriu que os ocidentais e os Tsimane ' diferem em suas percepções de dissona¢ncia . Para ouvidos ocidentais, por exemplo, o acorde de C e F # soa muito desagrada¡vel, mas não para o Tsimane '.

Ele também mostrou que as pessoas na sociedade ocidental percebem sons separados por uma oitava como semelhantes, mas os Tsimane 'não . No entanto, também existem algumas semelhanças entre os dois grupos. Por exemplo, o limite superior de frequências que podem ser percebidas parece ser o mesmo, independentemente da exposição da música.

“Estamos descobrindo variações nota¡veis ​​em alguns traa§os de percepção que muitas pessoas presumiram serem comuns em todas as culturas e ouvintes, e semelhanças nota¡veis ​​em outros”, diz McDermott. “As semelhanças e diferenças entre as culturas dissociam aspectos da percepção que estãointimamente ligados nos ocidentais, ajudando-nos a dividir os sistemas perceptivos em seus componentes subjacentes.”