Mae'r byd o'n cwmpas wedi'i lenwi Γ’ phob math o wybodaeth y mae ein hymennydd yn ei phrosesu'n barhaus. Mae'n derbyn y wybodaeth hon trwy organau synhwyro, pob un ohonynt yn gyfrifol am ei gyfran o signalau: llygaid (golwg), tafod (blas), trwyn (arogl), croen (cyffwrdd), cyfarpar vestibular (cydbwysedd, safle yn y gofod a synnwyr o pwysau) a chlustiau (sain). Trwy gyfuno signalau o'r holl organau hyn, gall ein hymennydd adeiladu darlun cywir o'n hamgylchedd. Ond nid yw pob agwedd ar brosesu signalau allanol yn hysbys i ni. Un o'r cyfrinachau hyn yw'r mecanwaith ar gyfer lleoleiddio ffynhonnell y synau.
Mae gwyddonwyr o'r Labordy Niwrobeirianneg Lleferydd a Chlyw (Sefydliad Technoleg New Jersey) wedi cynnig model newydd o'r broses niwral o leoleiddio sain. Pa brosesau union sy'n digwydd yn yr ymennydd yn ystod y canfyddiad o sain, sut mae ein hymennydd yn deall lleoliad y ffynhonnell sain, a sut y gall yr ymchwil hwn helpu yn y frwydr yn erbyn namau clyw. Rydym yn dysgu am hyn o adroddiad y grΕ΅p ymchwil. Ewch.
Sail ymchwil
Mae'r wybodaeth y mae ein hymennydd yn ei chael o'n synhwyrau yn wahanol i'w gilydd, o ran ei ffynhonnell ac o ran ei phrosesu. Mae rhai signalau yn ymddangos ar unwaith i'n hymennydd fel gwybodaeth gywir, tra bod eraill yn gofyn am brosesau cyfrifiannol ychwanegol. Yn fras, rydyn ni'n teimlo cyffyrddiad ar unwaith, ond pan rydyn ni'n clywed sain, mae'n rhaid i ni ddarganfod o ble mae'n dod.
Y sail ar gyfer lleoleiddio synau yn y plΓ’n llorweddol yw mewnol* gwahaniaeth amser (ITD o gwahaniaeth amser rhwng y clyw) synau yn cyrraedd clustiau'r gwrandΓ€wr.
Canolfan ryngwraidd* - pellter rhwng y clustiau.
Mae ardal benodol yn yr ymennydd (yr olewydd uwchraddol medial neu'r MSO) sy'n gyfrifol am y broses hon. Ar hyn o bryd mae'r signal sain yn cael ei dderbyn yn yr MVO, mae gwahaniaethau amser rhyngwrol yn cael eu trosi i gyfradd adwaith niwronau. Mae siΓ’p cromliniau cyflymder allbwn MBO fel swyddogaeth TGD yn debyg i siΓ’p swyddogaeth traws-gydberthynas y signalau mewnbwn ar gyfer pob clust.
Nid yw sut mae gwybodaeth yn cael ei phrosesu a'i dehongli mewn MBO yn gwbl glir o hyd, a dyna pam mae yna nifer o ddamcaniaethau gwrthgyferbyniol iawn. Y ddamcaniaeth fwyaf enwog ac mewn gwirionedd glasurol o leoleiddio sain yw model Jeffress (Lloyd A. Jeffress). Mae'n seiliedig ar llinell wedi'i marcio* niwronau synhwyro sy'n sensitif i synchroni deuaidd mewnbynnau niwral o bob clust, gyda phob niwron yn sensitif iawn i rywfaint o TGD (1A).
Egwyddor llinell wedi'i marcio* yn ddamcaniaeth sy'n esbonio sut mae gwahanol nerfau, y mae pob un ohonynt yn defnyddio'r un egwyddorion ffisiolegol wrth drosglwyddo ysgogiadau ar hyd eu hechelinau, yn gallu cynhyrchu gwahanol deimladau. Gall nerfau sy'n strwythurol debyg gynhyrchu canfyddiadau synhwyraidd gwahanol os ydynt wedi'u cysylltu Γ’ niwronau unigryw yn y system nerfol ganolog sy'n gallu datgodio signalau nerf tebyg mewn gwahanol ffyrdd.
Delwedd #1
Mae'r model hwn yn gyfrifiadol yn debyg i godio niwral, yn seiliedig ar groes-gydberthynas ddigyfyngiad o seiniau yn cyrraedd y ddwy glust.
Ceir model hefyd syβn awgrymu y gellir modelu lleoleiddio cadarn yn seiliedig ar wahaniaethau yng nghyflymder ymateb rhai poblogaethau o niwronau o wahanol hemisfferauβr ymennydd, h.y. model o anghymesuredd rhynghemisfferig (1V).
Hyd yn hyn, roedd yn anodd datgan yn ddiamwys pa un o'r ddwy ddamcaniaeth (modelau) sy'n gywir, o ystyried bod pob un ohonynt yn rhagweld gwahanol ddibyniaethau lleoleiddio sain ar ddwysedd sain.
Yn yr astudiaeth yr ydym yn edrych arno heddiw, penderfynodd yr ymchwilwyr gyfuno'r ddau fodel i ddeall a yw'r canfyddiad o synau yn seiliedig ar godio niwral neu ar wahaniaethau yn ymateb poblogaethau niwral unigol. Cynhaliwyd nifer o arbrofion lle cymerodd pobl rhwng 18 a 27 oed (5 menyw a 7 dyn) ran ynddynt. Roedd awdimetreg y cyfranogwyr (mesur craffter clyw) yn 25 dB neu'n uwch rhwng 250 a 8000 Hz. Gosodwyd y cyfranogwr yn yr arbrofion mewn ystafell gwrthsain, lle gosodwyd offer arbennig, wedi'i raddnodi'n fanwl gywir. Roedd yn rhaid i gyfranogwyr, ar Γ΄l clywed signal sain, nodi i ba gyfeiriad y daeth.
Canlyniadau ymchwil
I asesu dibyniaeth ochroliad* gweithgaredd yr ymennydd o ddwysedd sain mewn ymateb i niwronau wedi'u labelu, defnyddiwyd data ar gyflymder adwaith niwronau yng nghnewyllyn laminaidd ymennydd y dylluan wen.
Ochroldeb* - anghymesuredd hanner chwith a dde'r corff.
Er mwyn asesu dibyniaeth lateralization gweithgaredd yr ymennydd ar gyflymder adwaith rhai poblogaethau o niwronau, defnyddiwyd data o weithgaredd y colliculus israddol o ymennydd mwnci rhesws, ac ar Γ΄l hynny cyfrifwyd gwahaniaethau mewn cyflymder niwronau o wahanol hemisfferau hefyd. .
Mae'r model llinell wedi'i farcio o niwronau canfod yn rhagweld, wrth i ddwysedd sain leihau, y bydd ochroldeb y ffynhonnell ganfyddedig yn cydgyfeirio i werthoedd cymedrig tebyg i gymhareb seiniau meddal i uchel (1S).
Mae'r model anghymesuredd hemisfferig, yn ei dro, yn awgrymu, wrth i ddwysedd sain ostwng i lefelau trothwy agos, y bydd ochroldeb canfyddedig yn symud tuag at y llinell ganol (1D).
Ar ddwysedd sain cyffredinol uwch, disgwylir i ochroleiddio fod yn amrywiad dwyster (mewnosodiadau mewn 1S ΠΈ 1D).
Felly, mae dadansoddi sut mae dwyster sain yn effeithio ar gyfeiriad canfyddedig sain yn ein galluogi i bennu'n gywir natur y prosesau sy'n digwydd ar y foment honno - niwronau o'r un ardal gyffredinol neu niwronau o wahanol hemisfferau.
Yn amlwg, gall gallu person i wahaniaethu ar TGD amrywio yn dibynnu ar ddwysedd sain. Fodd bynnag, dywed y gwyddonwyr ei bod yn anodd dehongli canfyddiadau blaenorol sy'n cysylltu sensitifrwydd i TGD a barn gwrandawyr o gyfeiriad ffynhonnell sain fel swyddogaeth o ddwysedd sain. Dywed rhai astudiaethau, pan fydd dwysedd sain yn cyrraedd trothwy terfyn, mae ochroldeb canfyddedig y ffynhonnell yn lleihau. Mae astudiaethau eraill yn awgrymu nad oes unrhyw effaith dwyster ar ganfyddiad o gwbl.
Mewn geiriau eraill, mae gwyddonwyr yn βdynerβ yn awgrymu nad oes llawer o wybodaeth yn y llenyddiaeth am y berthynas rhwng TGD, dwyster sain a phennu cyfeiriad ei ffynhonnell. Mae yna ddamcaniaethau sy'n bodoli fel math o axiomau, a dderbynnir yn gyffredinol gan y gymuned wyddonol. Felly, penderfynwyd profi'n fanwl yr holl ddamcaniaethau, modelau a mecanweithiau posibl o glywed canfyddiad yn ymarferol.
Roedd yr arbrawf cyntaf yn seiliedig ar batrwm seicoffisegol a oedd yn caniatΓ‘u astudio lateralization seiliedig ar TGD fel swyddogaeth o ddwysedd sain mewn grΕ΅p o ddeg o gyfranogwyr clyw arferol.
Delwedd #2
Cafodd y ffynonellau sain eu tiwnioβn benodol i gwmpasuβr rhan fwyaf oβr ystod amledd y mae bodau dynol yn gallu canfod ITD oddi mewn iddo, h.y. o 300 i 1200 Hz (2A).
Ar bob treial, roedd yn rhaid i'r gwrandΓ€wr nodi ochroledd canfyddedig, wedi'i fesur fel swyddogaeth o lefel teimlad, dros ystod o werthoedd ITD o 375 i 375 ms. Er mwyn pennu effaith dwyster sain, defnyddiwyd model effeithiau cymysg aflinol (NMLE) a oedd yn cynnwys dwyster sain sefydlog ac ar hap.
Atodlen 2V yn dangos ochriad amcangyfrifedig gyda sΕ΅n gwastad sbectrol ar ddau ddwysedd sain ar gyfer gwrandΓ€wr cynrychioliadol. A'r amserlen 2S yn dangos data crai (cylchoedd) a model NMLE (llinellau) yr holl wrandawyr.
Tabl Rhif 1
Mae'r tabl uchod yn dangos holl baramedrau NLME. Gellir gweld bod ochroldeb canfyddedig wedi cynyddu gyda TGD cynyddol, fel y disgwyliodd y gwyddonwyr. Wrth i ddwysedd y sain leihau, symudodd canfyddiad fwyfwy tuag at y llinell ganol (mewnosodiad yn y graff 2C).
Ategwyd y tueddiadau hyn gan fodel NLME, a ddangosodd effeithiau sylweddol TGD a dwyster sain ar y raddfa uchaf o ochroldeb, gan gefnogi'r model o wahaniaethau rhynghemisfferig.
Yn ogystal, ychydig o effaith a gafodd trothwyon awdiometreg cymedrig ar gyfer tonau pur ar ochroldeb canfyddedig. Ond nid oedd dwyster sain yn effeithio'n sylweddol ar ddangosyddion swyddogaethau seicometrig.
Prif nod yr ail arbrawf oedd penderfynu sut y byddai'r canlyniadau a gafwyd yn yr arbrawf blaenorol yn newid wrth gymryd i ystyriaeth nodweddion sbectrol yr ysgogiadau (seiniau). Yr angen i brofi am sΕ΅n gwastad sbectrol ar ddwysedd sain isel yw ei bod yn bosibl na fydd rhannau o'r sbectrwm yn glywadwy a gallai hyn effeithio ar y penderfyniad o ran cyfeiriad sain. O ganlyniad, gellir camgymryd canlyniadau'r arbrawf cyntaf am y ffaith y gall lled y rhan glywadwy o'r sbectrwm leihau gyda llai o ddwysedd sain.
Felly, penderfynwyd cynnal arbrawf arall, ond gan ddefnyddio'r gwrthwyneb A-pwysol* swn
A-pwyso* yn cael ei gymhwyso i lefelau sain i gymryd i ystyriaeth y cryfder cymharol a ganfyddir gan y glust ddynol, gan fod y glust yn llai sensitif i amleddau sain isel. Gweithredir pwysiad-A trwy ychwanegu tabl o werthoedd a restrir mewn bandiau wythfed yn rhifyddol at y lefelau pwysedd sain a fesurwyd yn dB.
Ar y siart 2D yn dangos y data crai (cylchoedd) a data (llinellau) model NMLE yr holl gyfranogwyr yn yr arbrawf.
Dangosodd dadansoddiad o'r data, pan fydd pob rhan o'r sain fwy neu lai yr un mor glywadwy (yn y treial cyntaf ac yn yr ail brawf), mae ochroledd canfyddedig a'r llethr yn y graff yn egluro'r newid mewn ochroldeb gyda gostyngiad mewn TGD gyda dwyster sain yn gostwng.
Felly, cadarnhaodd canlyniadau'r ail arbrawf ganlyniadau'r cyntaf. Hynny yw, yn ymarferol dangoswyd nad ywβr model a gynigiwyd yn Γ΄l yn 1948 gan Jeffress yn gywir.
Mae'n ymddangos bod lleoleiddio sain yn gwaethygu wrth i ddwysedd sain leihau, a chredai Jeffress fod bodau dynol yn canfod ac yn prosesu synau yn yr un modd, waeth beth fo'u dwyster.
I gael adnabyddiaeth fanylach o naws yr astudiaeth, rwy'n argymell edrych arno .
Epilogue
Mae rhagdybiaethau damcaniaethol ac arbrofion ymarferol sy'n eu cadarnhau wedi dangos bod niwronau ymennydd mewn mamaliaid yn cael eu gweithredu ar gyfraddau gwahanol yn dibynnu ar gyfeiriad y signal sain. Yna mae'r ymennydd yn cymharu'r cyflymderau hyn rhwng yr holl niwronau sy'n rhan o'r broses i adeiladu map deinamig o'r amgylchedd sain.
Nid yw model Jeffresson 100% yn anghywir mewn gwirionedd, gan y gellir ei ddefnyddio i ddisgrifio'n berffaith leoliad y ffynhonnell sain mewn tylluanod gwynion. Oes, ar gyfer tylluanod gwyn, nid yw dwyster y sain o bwys; beth bynnag, byddant yn pennu lleoliad ei ffynhonnell. Fodd bynnag, nid yw'r model hwn yn gweithio gyda mwncΓ―od rhesws, fel y mae arbrofion blaenorol wedi dangos. Felly, ni all y model Jeffresson hwn ddisgrifio lleoleiddio seiniau ar gyfer pob peth byw.
Mae arbrofion gyda chyfranogwyr dynol unwaith eto wedi cadarnhau bod lleoleiddio cadarn yn digwydd yn wahanol mewn gwahanol organebau. Nid oedd llawer o'r cyfranogwyr yn gallu pennu lleoliad ffynhonnell y signalau sain yn gywir oherwydd dwyster isel y synau.
Mae gwyddonwyr yn credu bod eu gwaith yn dangos rhai tebygrwydd rhwng sut rydyn ni'n gweld a sut rydyn ni'n clywed. Mae'r ddwy broses yn gysylltiedig Γ’ chyflymder niwronau mewn gwahanol rannau o'r ymennydd, yn ogystal Γ’'r asesiad o'r gwahaniaeth hwn i bennu lleoliad y gwrthrychau a welwn yn y gofod a lleoliad ffynhonnell y sain a glywn.
Yn y dyfodol, mae'r ymchwilwyr yn mynd i gynnal cyfres o arbrofion i archwilio'n fanylach y cysylltiad rhwng clyw dynol a gweledigaeth, a fydd yn caniatΓ‘u inni ddeall yn well sut yn union y mae ein hymennydd yn adeiladu map o'r byd o'n cwmpas yn ddeinamig.
Diolch am eich sylw, cadwch yn chwilfrydig a chael wythnos wych pawb! π
Diolch am aros gyda ni. Ydych chi'n hoffi ein herthyglau? Eisiau gweld cynnwys mwy diddorol? Cefnogwch ni trwy osod archeb neu argymell i ffrindiau, , Gostyngiad o 30% i ddefnyddwyr Habr ar analog unigryw o weinyddion lefel mynediad, a ddyfeisiwyd gennym ni ar eich cyfer chi: (ar gael gyda RAID1 a RAID10, hyd at 24 craidd a hyd at 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 gwaith yn rhatach? Dim ond yma yn yr Iseldiroedd! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - o $99! Darllenwch am
Ffynhonnell: hab.com