Hãy tưởng tượng bạn đang ở trong một bữa tiệc náo nhiệt với tiếng nhạc, tiếng ly chén và hàng chục cuộc trò chuyện đan xen. Thế nhưng, chỉ cần người bạn thương cất lời ở phía xa, tai bạn ngay lập tức "bắt sóng" được. 

Làm thế nào bộ não có thể thực hiện một phép lọc âm siêu hạng đến thế? Câu trả lời nằm ở cơ chế "lợi ích nhân" của các tế bào thần kinh.

Cơ chế "khuếch đại chọn lọc": Khi bộ não đặt ưu tiên

Giáo sư Josh McDermott và các cộng sự tại MIT đã phát hiện bộ não không chỉ đơn giản là nghe thấy mọi âm thanh, mà nó chủ động điều chỉnh "âm lượng" cho từng nguồn phát.

Khi bạn muốn nghe giọng của một người cụ thể, vỏ não thính giác sẽ thực hiện một lệnh đặc biệt: khuếch đại các đơn vị thần kinh phản ứng với đặc điểm của giọng nói đó (như cao độ, âm vực) và đồng thời giảm hoạt động của các tế bào thần kinh khác.

"Giống như bạn đang cầm một chiếc kính lúp âm thanh", nghiên cứu sinh Ian Griffith giải thích. Nếu giọng người thương của bạn có âm vực trầm, các tế bào thần kinh nhạy với âm trầm sẽ được nhân lên với một hệ số khuếch đại lớn, trong khi các âm cao gây nhiễu xung quanh sẽ bị "vặn nhỏ" lại trong tiềm thức.

Vị trí không gian: "La bàn" thính giác

Nghiên cứu của MIT cũng chỉ ra rằng bộ não là một chuyên gia về định vị không gian. Khả năng tập trung của bạn sẽ đạt hiệu quả cao nhất khi giọng nói mục tiêu và các nguồn âm thanh gây nhiễu nằm ở các vị trí khác nhau trên mặt phẳng ngang (trái - phải).

Tuy nhiên, một phát hiện thú vị từ mô hình tính toán của MIT là con người gặp khó khăn hơn nhiều trong việc phân tách âm thanh nếu chúng bị chồng lấn theo mặt phẳng thẳng đứng (trên - dưới). Điều này giải thích tại sao bạn dễ dàng nói chuyện với một người đứng cạnh mình hơn là cố gắng nghe một tiếng gọi từ tầng trên giữa một căn phòng náo động.

Từ phòng thí nghiệm đến hy vọng cho người khiếm thính

Không chỉ dừng lại ở việc giải mã một hiện tượng tâm lý thú vị, nghiên cứu từ MIT còn mang ý nghĩa nhân văn sâu sắc, hứa hẹn tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực hỗ trợ người khiếm thính.

Đối với những người sử dụng thiết bị cấy ghép ốc tai điện tử hiện nay, môi trường ồn ào như nhà hàng hay phố xá đông đúc vẫn là một "cơn ác mộng". Các thiết bị hiện tại thường thu nhận mọi âm thanh một cách máy móc, khiến người đeo bị bủa vây trong một mớ hỗn độn tạp âm và không thể tách bạch được giọng nói của người đối diện. Điều này vô hình trung tạo ra sự cô lập về mặt giao tiếp, khiến họ ngại ngùng khi bước vào những không gian công cộng.

Bằng cách mô phỏng chính xác cơ chế "lợi ích nhân", cách mà bộ não tự nhiên ưu tiên khuếch đại các tần số âm thanh mục tiêu, các nhà khoa học đang kỳ vọng sẽ tích hợp được thuật toán "chú ý chọn lọc" vào các thế hệ thiết bị trợ thính tương lai. 

Thay vì chỉ là một máy thu âm đơn thuần, thiết bị này sẽ hoạt động như một bộ lọc thông minh, biết "lắng nghe" ý định của người dùng để làm nổi bật giọng nói của người thân yêu và làm mờ đi tiếng ồn hậu cảnh.

Tầm nhìn này không chỉ giúp phục hồi thính lực về mặt cơ học, mà còn khôi phục khả năng kết nối cảm xúc, giúp những người yếu thế về thính giác có thể tự tin hòa nhập, lắng nghe được trọn vẹn từng cung bậc âm thanh của cuộc sống và cảm nhận rõ nét hơi ấm trong giọng nói của người họ thương yêu nhất, ngay cả giữa muôn vàn tiếng động của cuộc đời.

Nghe headphone trong nhiều giờ, lâu dài thính giác có bị hỏng?

Việc sử dụng tai nghe thường xuyên có ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe sau này?