Ang kalibotan sa atong palibot napuno sa tanang matang sa impormasyon nga padayong giproseso sa atong utok. Madawat niya kini nga impormasyon pinaagi sa mga organo sa pagbati, nga ang matag usa niini responsable sa bahin sa mga signal niini: mata (panan-awon), dila (lami), ilong (panimaho), panit (paghikap), vestibular apparatus (balanse, posisyon sa kawanangan ug pagbati sa gibug-aton) ug mga dalunggan (tingog). Pinaagi sa paghiusa sa mga signal gikan niining tanan nga mga organo, ang atong utok makahimo og usa ka tukma nga hulagway sa atong palibot. Apan dili tanan nga aspeto sa pagproseso sa mga eksternal nga signal nahibal-an namon. Usa niini nga mga sekreto mao ang mekanismo sa pag-localize sa tinubdan sa mga tingog.
Ang mga siyentipiko gikan sa Laboratory of Neuroengineering of Speech and Hearing (New Jersey Institute of Technology) nagsugyot og bag-ong modelo sa neural nga proseso sa sound localization. Unsang eksakto nga mga proseso ang mahitabo sa utok sa panahon sa pagsabot sa tingog, giunsa pagsabot sa atong utok ang posisyon sa tinubdan sa tingog, ug sa unsang paagi kini nga panukiduki makatabang sa pagpakig-away batok sa mga depekto sa pandungog. Atong nakat-onan ang bahin niini gikan sa taho sa grupo sa panukiduki. Lakaw.
Basihan sa panukiduki
Ang impormasyon nga madawat sa atong utok gikan sa atong mga igbalati lahi sa usag usa, sa termino sa tinubdan niini ug sa mga termino sa pagproseso niini. Ang ubang mga signal makita dayon sa atong utok isip tukma nga impormasyon, samtang ang uban nagkinahanglan og dugang nga mga proseso sa pagkalkula. Sa laktod nga pagkasulti, gibati dayon nato ang usa ka paghikap, apan kung makadungog kita og tingog, kinahanglan pa natong pangitaon kung diin kini gikan.
Ang sukaranan sa pag-localize sa mga tunog sa pinahigda nga ayroplano mao ang interaural* kalainan sa panahon (ITD gikan sa Interaural nga kalainan sa panahon) mga tingog nga makaabot sa mga dalunggan sa tigpaminaw.
Interaural nga base* - distansya tali sa mga dalunggan.
Adunay usa ka piho nga lugar sa utok (ang medial superior olive o MSO) nga responsable niini nga proseso. Sa higayon nga ang sound signal nadawat sa MVO, ang interaural time differences kay nakabig ngadto sa reaction rate sa neurons. Ang porma sa MBO output velocity curves isip usa ka function sa ITD susama sa porma sa cross-correlation function sa input signals alang sa matag dalunggan.
Giunsa ang pagproseso ug paghubad sa impormasyon sa MBO nagpabilin nga dili hingpit nga tin-aw, mao nga adunay daghang nagkasumpaki nga mga teorya. Ang labing inila ug sa pagkatinuod klasikal nga teorya sa sound localization mao ang modelo ni Jeffress (Lloyd A. Jeffrey). Kini gibase sa gimarkahan nga linya * detector neurons nga sensitibo sa binaural synchrony sa neural inputs gikan sa matag dalunggan, uban sa matag neuron nga labing sensitibo sa usa ka piho nga kantidad sa ITD (1A).
Gimarkahan nga linya nga prinsipyo * usa ka pangagpas nga nagpatin-aw kung giunsa ang lainlaing mga nerbiyos, nga ang tanan naggamit sa parehas nga mga prinsipyo sa pisyolohikal sa pagpasa sa mga impulses subay sa ilang mga axon, makahimo sa lainlaing mga sensasyon. Ang susama nga mga nerbiyos sa istruktura mahimong makamugna og lain-laing mga sensory perception kon kini konektado sa talagsaon nga mga neuron sa sentral nga sistema sa nerbiyos nga makahimo sa pag-decode sa susama nga mga signal sa nerbiyos sa lainlaing mga paagi.
Hulagway #1
Kini nga modelo kay computationally susama sa neural coding, base sa unconstrained cross-correlations sa mga tingog nga moabot sa duha ka dunggan.
Adunay usab usa ka modelo nga nagsugyot nga ang sound localization mahimong modelo base sa mga kalainan sa tubag speed sa pipila ka mga populasyon sa neurons gikan sa lain-laing mga hemispheres sa utok, i.e. modelo sa interhemispheric asymmetry (1B).
Hangtud karon, lisud ang dili klaro nga pagpahayag kung hain sa duha nga mga teorya (mga modelo) ang husto, tungod kay ang matag usa kanila nagtagna sa lainlaing mga pagsalig sa tunog nga lokalisasyon sa kusog sa tunog.
Sa pagtuon nga atong gitan-aw karon, ang mga tigdukiduki nakahukom sa paghiusa sa duha ka mga modelo aron masabtan kung ang panglantaw sa mga tingog gibase sa neural coding o sa mga kalainan sa tubag sa indibidwal nga neural populasyon. Daghang mga eksperimento ang gihimo diin ang mga tawo nga nag-edad 18 hangtod 27 ka tuig (5 ka babaye ug 7 ka lalaki) ang miapil. Ang audiometry sa mga partisipante (usa ka pagsukod sa hearing acuity) kay 25 dB o mas taas pa tali sa 250 ug 8000 Hz. Ang partisipante sa mga eksperimento gibutang sa usa ka soundproofed nga lawak, diin ang mga espesyal nga ekipo gibutang, gi-calibrate nga adunay taas nga katukma. Ang mga partisipante kinahanglan, sa pagkadungog sa usa ka signal sa tunog, ipakita ang direksyon diin kini gikan.
Mga resulta sa panukiduki
Aron masusi ang pagsalig pag-lateralization * kalihokan sa utok gikan sa sound intensity agig tubag sa gimarkahan nga mga neuron, gigamit ang datos sa katulin sa reaksyon sa mga neuron sa laminar nucleus sa utok sa barn owl.
Laterality* - asymmetry sa wala ug tuo nga mga bahin sa lawas.
Aron masusi ang pagsalig sa lateralization sa kalihokan sa utok sa katulin sa reaksyon sa pipila nga mga populasyon sa mga neuron, gigamit ang datos gikan sa kalihokan sa ubos nga colliculus sa utok sa rhesus unggoy, pagkahuman gikalkula ang mga kalainan sa katulin sa mga neuron gikan sa lainlaing mga hemispheres. .
Ang gimarkahan nga linya nga modelo sa mga neuron sa detector nagtagna nga samtang ang sound intensity mikunhod, ang laterality sa gitan-aw nga tinubdan maghiusa ngadto sa kahulogan nga mga bili nga susama sa ratio sa hinay ngadto sa kusog nga mga tingog (1Π‘).
Ang hemispheric asymmetry nga modelo, sa baylo, nagsugyot nga samtang ang sound intensity mikunhod ngadto sa duol nga lebel sa threshold, ang gitan-aw nga laterality mobalhin ngadto sa midline (1D).
Sa mas taas nga kinatibuk-ang sound intensity, ang lateralization gilauman nga mahimong intensity invariant (inset in 1Π‘ ΠΈ 1D).
Busa, ang pag-analisar kon sa unsang paagi ang sound intensity makaapekto sa gitan-aw nga direksyon sa tingog nagtugot kanato sa tukma nga pagtino sa kinaiyahan sa mga proseso nga nahitabo nianang higayona - mga neuron gikan sa samang kinatibuk-ang dapit o mga neuron gikan sa lain-laing mga hemispheres.
Tin-aw, ang abilidad sa usa ka tawo sa pagpihig sa ITD mahimong magkalahi depende sa sound intensity. Bisan pa, ang mga siyentista nag-ingon nga lisud ang paghubad sa miaging mga nahibal-an nga nag-link sa pagkasensitibo sa ITD ug ang paghukom sa mga tigpaminaw sa direksyon sa tunog nga gigikanan ingon usa ka function sa intensity sa tunog. Ang ubang mga pagtuon nag-ingon nga kon ang sound intensity moabot sa boundary threshold, ang gilantaw nga laterality sa tinubdan mokunhod. Ang ubang mga pagtuon nagsugyot nga walay epekto sa intensity sa panglantaw sa tanan.
Sa laing pagkasulti, ang mga siyentipiko "malumo" nga nagpaila nga adunay gamay nga impormasyon sa literatura mahitungod sa relasyon tali sa ITD, sound intensity ug pagtino sa direksyon sa tinubdan niini. Adunay mga teorya nga naglungtad ingon usa ka klase nga axiom, nga sagad gidawat sa komunidad sa siyensya. Busa, nakahukom nga sulayan sa detalye ang tanan nga mga teorya, modelo ug posible nga mga mekanismo sa pandungog sa pandungog sa praktis.
Ang unang eksperimento gibase sa usa ka psychophysical paradigm nga nagtugot sa pagtuon sa ITD-based lateralization isip usa ka function sa sound intensity sa usa ka grupo sa napulo ka normal nga mga partisipante sa hearing.
Hulagway #2
Ang mga tinubdan sa tingog espesipikong gituno aron matabonan ang kadaghanan sa frequency range diin ang mga tawo makamatikod sa ITD, i.e. gikan sa 300 ngadto sa 1200 Hz (2A).
Sa matag pagsulay, ang tigpaminaw kinahanglan nga magpakita sa gitan-aw nga laterality, gisukod ingon usa ka function sa lebel sa pagbati, sa usa ka lainlaing mga kantidad sa ITD gikan sa 375 hangtod 375 ms. Aron mahibal-an ang epekto sa sound intensity, usa ka nonlinear mixed effects model (NMLE) ang gigamit nga naglakip sa fixed ug random sound intensity.
Graph 2B nagpakita sa gibana-bana nga lateralization nga adunay spectraly flat noise sa duha ka sound intensity alang sa usa ka representante nga tigpaminaw. Ug ang eskedyul 2Π‘ nagpakita sa hilaw nga datos (mga lingin) ug ang gipaangay nga modelo sa NMLE (mga linya) sa tanang tigpaminaw.
Talaan Num. 1
Ang lamesa sa ibabaw nagpakita sa tanan nga mga parameter sa NLME. Makita nga ang gitan-aw nga laterality miuswag sa pagdugang sa ITD, ingon sa gipaabut sa mga siyentipiko. Samtang mikunhod ang intensity sa tingog, ang perception mas mius-os padulong sa midline (inset sa graph 2C).
Kini nga mga uso gisuportahan sa NLME nga modelo, nga nagpakita sa mahinungdanon nga mga epekto sa ITD ug sound intensity sa maximum nga lebel sa laterality, nga nagsuporta sa modelo sa interhemispheric nga mga kalainan.
Dugang pa, ang mean audiometric thresholds para sa puro nga mga tono adunay gamay nga epekto sa gitan-aw nga laterality. Apan ang sound intensity wala kaayo makaapekto sa mga indicators sa psychometric functions.
Ang nag-unang tumong sa ikaduhang eksperimento mao ang pagtino kon sa unsang paagi mausab ang mga resulta nga nakuha sa miaging eksperimento kon tagdon ang mga spectral nga bahin sa stimuli (mga tingog). Ang panginahanglan sa pagsulay alang sa spectraly flat noise sa ubos nga sound intensity mao nga ang mga bahin sa spectrum mahimong dili madungog ug kini makaapekto sa determinasyon sa sound direction. Tungod niini, ang mga resulta sa unang eksperimento mahimong masayop nga masayop sa kamatuoran nga ang gilapdon sa madungog nga bahin sa spectrum mahimong mokunhod uban ang pagkunhod sa intensity sa tingog.
Busa, kini nakahukom sa paghimo sa laing eksperimento, apan sa paggamit sa reverse A-gitimbang* kasaba
A-pagtimbang* gipadapat sa lebel sa tingog aron tagdon ang relatibong kakusog nga nasabtan sa dalunggan sa tawo, tungod kay ang dalunggan dili kaayo sensitibo sa ubos nga frequency sa tingog. Ang A-weighting gipatuman pinaagi sa aritmetika nga pagdugang sa usa ka talaan sa mga kantidad nga gilista sa octave bands ngadto sa gisukod nga sound pressure nga lebel sa dB.
Sa tsart 2D nagpakita sa hilaw nga datos (mga lingin) ug ang NMLE nga gihaum sa modelo nga datos (mga linya) sa tanang partisipante sa eksperimento.
Ang pag-analisa sa datos nagpakita nga kung ang tanan nga bahin sa tunog hapit parehas nga madungog (sa una ug sa ikaduha nga pagsulay), nahibal-an ang laterality ug ang bakilid sa graph nga nagpatin-aw sa pagbag-o sa laterality nga adunay pagkunhod sa ITD uban ang pagkunhod sa intensity sa tunog.
Busa, ang mga resulta sa ikaduhang eksperimento nagpamatuod sa mga resulta sa una. Sa ato pa, sa praktis gipakita nga ang modelo nga gisugyot kaniadtong 1948 ni Jeffress dili husto.
Mosamot nga nagkagrabe ang sound localization samtang nagkagamay ang sound intensity, ug si Jeffress mituo nga ang mga tingog gilantaw ug giproseso sa mga tawo sa samang paagi, bisan unsa pa ang ilang intensity.
Alang sa usa ka mas detalyado nga kaila sa mga nuances sa pagtuon, girekomenda ko ang pagtan-aw .
Epilogo
Ang teoretikal nga mga pangagpas ug praktikal nga mga eksperimento nga nagpamatuod niini nagpakita nga ang mga neuron sa utok sa mga mammal gi-activate sa lain-laing mga rate depende sa direksyon sa sound signal. Gitandi dayon sa utok kini nga mga katulin tali sa tanan nga mga neuron nga nalambigit sa proseso aron dinamikong maghimo usa ka mapa sa tunog nga palibot.
Ang modelo ni Jeffresson sa tinuud dili 100% nga sayup, tungod kay kini magamit aron hingpit nga ihulagway ang lokalisasyon sa gigikanan sa tunog sa mga bukaw sa kamalig. Oo, alang sa mga bukaw sa kamalig ang kakusog sa tingog dili igsapayan; sa bisan unsang kaso, sila ang magtino sa posisyon sa gigikanan niini. Bisan pa, kini nga modelo dili molihok sa mga unggoy nga rhesus, sama sa gipakita sa miaging mga eksperimento. Busa, kini nga modelo ni Jeffresson dili makahulagway sa lokalisasyon sa mga tingog alang sa tanang buhing butang.
Ang mga eksperimento sa mga partisipante sa tawo sa makausa pa nagpamatuod nga ang tunog nga lokalisasyon lahi nga mahitabo sa lainlaing mga organismo. Daghan sa mga partisipante wala makahimo sa husto nga pagtino sa posisyon sa tinubdan sa sound signal tungod sa ubos nga intensity sa mga tingog.
Ang mga siyentista nagtuo nga ang ilang trabaho nagpakita ug pipila ka kaamgiran tali sa atong pagtan-aw ug sa atong pamati. Ang duha ka proseso nalangkit sa katulin sa mga neuron sa lain-laing bahin sa utok, ingon man sa pagtimbangtimbang niini nga kalainan aron matino ang posisyon sa mga butang nga atong makita sa kawanangan ug ang posisyon sa tinubdan sa tingog nga atong nadungog.
Sa umaabot, ang mga tigdukiduki maghimo usa ka serye sa mga eksperimento aron mas detalyado nga susihon ang koneksyon tali sa pandungog ug panan-aw sa tawo, nga magtugot kanato nga mas masabtan kung giunsa ang atong utok dinamikong nagtukod usa ka mapa sa kalibutan sa atong palibot.
Salamat sa imong pagtagad, pabiling kuryoso ug maayong semana sa tanan! π
Salamat sa pagpabilin kanamo. Ganahan ka ba sa among mga artikulo? Gusto nga makakita og mas makapaikag nga sulod? Suportahi kami pinaagi sa pag-order o pagrekomenda sa mga higala, , 30% nga diskwento alang sa mga tiggamit sa Habr sa usa ka talagsaon nga analogue sa mga entry-level server, nga giimbento namo alang kanimo: (anaa sa RAID1 ug RAID10, hangtod sa 24 ka mga core ug hangtod sa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 ka beses nga mas barato? Dinhi lang sa Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - gikan sa $99! Basaha ang mahitungod sa
Source: www.habr.com