Sensory error drives fine motor adjustment.
Sensory error drives fine motor adjustment.
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DOI：
10.1073/pnas.2201275119
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发表时间：
2022-07-05
影响因子：
11.1
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
音频反馈控制对于语音这一人类特有的产品至关重要。然而，我们的声音通信系统的基础与其他哺乳动物共享机制。我们发现蝙蝠回声定位和人类语音依赖于通用的计算原理来进行音频反馈控制。这一发现表明，可以通过比较研究揭示一般机制。精细的音频控制是人类语音产生的标志，依赖于感觉反馈引导下精确协调的肌肉活动。人们对人类和其他哺乳动物之间共享的听觉机制知之甚少。我们假设蝙蝠回声定位中的实时声乐控制使用与人类语音相同的计算原理。为了检验这一假设的预测，我们应用状态反馈控制（SFC）理论来分析回声定位蝙蝠（Hipposideros armiger）的呼叫频率调整。这种模型生物表现出发达的声乐控制，可以通过回声定位来感知周围环境。我们的实验范例类似于在人类受试者中实施的实验范例。我们测量了蝙蝠对光谱改变的回声定位呼叫的声音反应。蝙蝠个体对这些改变的叫声表现出高度不同的声音补偿模式。我们的发现反映了人类在聆听光谱改变的语音时的语音控制的典型观察结果。通过数学建模，我们确定 SFC 的相同计算原理适用于蝙蝠回声定位和人类语音，从而证实了我们假设的预测。
Audiovocal feedback control is essential to speech, a uniquely human product. Yet the foundations of our acoustic communication system share mechanisms with other mammals. We discovered that bat echolocation and human speech rely on common computational principles for audiovocal feedback control. This finding demonstrates that general mechanisms can be uncovered through comparative studies. Fine audiovocal control is a hallmark of human speech production and depends on precisely coordinated muscle activity guided by sensory feedback. Little is known about shared audiovocal mechanisms between humans and other mammals. We hypothesized that real-time audiovocal control in bat echolocation uses the same computational principles as human speech. To test the prediction of this hypothesis, we applied state feedback control (SFC) theory to the analysis of call frequency adjustments in the echolocating bat, Hipposideros armiger. This model organism exhibits well-developed audiovocal control to sense its surroundings via echolocation. Our experimental paradigm was analogous to one implemented in human subjects. We measured the bats’ vocal responses to spectrally altered echolocation calls. Individual bats exhibited highly distinct patterns of vocal compensation to these altered calls. Our findings mirror typical observations of speech control in humans listening to spectrally altered speech. Using mathematical modeling, we determined that the same computational principles of SFC apply to bat echolocation and human speech, confirming the prediction of our hypothesis.
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DOI：
10.1073/pnas.1711892114
发表时间：
2017-10-10
影响因子：
11.1
作者：
Luo, Jinhong;Moss, Cynthia F.
通讯作者：
Moss, Cynthia F.
影响因子：
2.4
作者：
Burnett, TA;Freedland, MB;Hain, TC
通讯作者：
Hain, TC
DOI：
10.1073/pnas.1424457112
发表时间：
2015-03-31
影响因子：
11.1
作者：
Geberl, Cornelia;Brinklov, Signe;Surlykke, Annemarie
通讯作者：
Surlykke, Annemarie
DOI：
10.1007/978-1-4939-3527-7_9
发表时间：
2016-01-01
期刊：
BAT BIOACOUSTICS: WITH 62 ILLUSTRATIONS
影响因子：
--
作者：
Hiryu, Shizuko;Mora, Emanuel C.;Riquimaroux, Hiroshi
通讯作者：
Riquimaroux, Hiroshi
影响因子：
16.2
作者：
Hickok, Gregory;Houde, John;Rong, Feng
通讯作者：
Rong, Feng