Tha an saoghal mun cuairt oirnn làn de gach seòrsa fiosrachaidh a bhios ar n-eanchainn a’ pròiseasadh gu leantainneach. Bidh e a 'faighinn an fhiosrachaidh seo tro bhuidhnean mothachaidh, agus tha gach fear dhiubh an urra ris a' chuibhreann de chomharran: sùilean (sealladh), teanga (blas), sròn (fàileadh), craiceann (suathadh), uidheam vestibular (cothromachadh, suidheachadh san fhànais agus mothachadh air). cuideam) agus cluasan (fuaim). Le bhith a’ cothlamadh comharran bho na buill-bodhaig sin uile, faodaidh ar n-eanchainn dealbh ceart a thogail den àrainneachd againn. Ach chan eil fios againn air a h-uile taobh de ghiullachd chomharran taobh a-muigh. Is e aon de na dìomhaireachdan sin an dòigh air stòr fhuaimean a shuidheachadh.
Tha luchd-saidheans bho Obair-lann Neuroengineering of Speech and Hearing (Institiud Teicneòlais New Jersey) air modal ùr a mholadh den phròiseas neural airson sgìreachadh fuaim. Dè na dearbh phròiseasan a tha a’ tachairt san eanchainn nuair a thathar a’ faicinn fuaim, mar a tha an eanchainn againn a’ tuigsinn suidheachadh an tobair fuaim, agus mar as urrainn don rannsachadh seo cuideachadh anns an t-sabaid an aghaidh lochdan èisteachd. Bidh sinn ag ionnsachadh mu dheidhinn seo bho aithisg na buidhne rannsachaidh. Rachaibh.
Bunait rannsachaidh
Tha am fiosrachadh a gheibh ar n-eanchainn bho ar mothachadh eadar-dhealaichte bho chèile, an dà chuid a thaobh a thùs agus a thaobh a ghiullachd. Bidh cuid de chomharran a’ nochdadh sa bhad don eanchainn againn mar fhiosrachadh ceart, agus cuid eile a’ feumachdainn pròiseasan coimpiutaireachd a bharrachd. Gu ìre mhòr, bidh sinn a’ faireachdainn suathadh sa bhad, ach nuair a chluinneas sinn fuaim, feumaidh sinn fhathast faighinn a-mach cò às a tha e.
Is e am bunait airson fuaimean ionadail a dhèanamh anns an itealan còmhnard eadar-roinneil* eadar-dhealachadh ùine (ITD bho eadar-dhealachadh ùine eadar-roinneil) fuaimean a’ ruighinn cluasan an neach-èisteachd.
Bunait eadar-roinneil* - astar eadar na cluasan.
Tha raon sònraichte san eanchainn (an ollaidh meadhanach àrd no MSO) a tha an urra ris a’ phròiseas seo. Aig an àm seo a gheibhear an comharra fuaim anns an MVO, tha eadar-dhealachaidhean ùine eadar-roinneil air an tionndadh gu ìre freagairt neurons. Tha cumadh lùban luaths toraidh MBO mar ghnìomh ITD coltach ri cumadh gnìomh tar-cheangail nan comharran cuir a-steach airson gach cluais.
Chan eil mar a tha fiosrachadh air a phròiseasadh agus air a mhìneachadh ann am MBO fhathast gu tur soilleir, agus is e sin as coireach gu bheil grunn theòiridhean a tha gu math eadar-dhealaichte. Is e am modal Jeffress an teòiridh as ainmeil agus gu dearbh clasaigeach mu sgìreachadh fuaim (Lloyd A. Jeffress). Tha e stèidhichte air loidhne comharraichte* neurons lorgaidh a tha mothachail air sioncronadh binaural de chuir a-steach neural bho gach cluais, le gach neuron cho mothachail air ìre sònraichte de ITD (1A).
Prionnsabal loidhne comharraichte* Is e beachd-bharail a tha a’ mìneachadh mar as urrainn do nerves eadar-dhealaichte, agus iad uile a’ cleachdadh na h-aon phrionnsapalan eòlas-inntinn ann a bhith a’ sgaoileadh sparradh air feadh an axons, diofar fhaireachdainnean a ghineadh. Faodaidh nerves a tha coltach ri structarail diofar bheachdan mothachaidh a ghineadh ma tha iad ceangailte ri neurons gun samhail anns an t-siostam nearbhach meadhanach a tha comasach air comharran neoni coltach a chòdachadh ann an diofar dhòighean.
Ìomhaigh #1
Tha am modail seo gu àireamhachd coltach ri còdadh neural, stèidhichte air tar-cheanglaichean neo-chuingealaichte de fhuaimean a’ ruighinn an dà chluais.
Tha modail ann cuideachd a tha a’ moladh gum faodar deagh sgìreachadh a dhealbhadh stèidhichte air eadar-dhealachaidhean ann an astar freagairt àireamhan sònraichte de neurons bho dhiofar leth-cheàrnan den eanchainn, i.e. modail de neo-chunbhalachd eadar-hemispheric (1B).
Gu ruige seo, bha e duilich innse gu soilleir dè an dà theòiridh (modalan) a tha ceart, leis gu bheil gach fear dhiubh a’ ro-innse diofar eisimeileachd air sgìreachadh fuaim air dian fuaim.
Anns an sgrùdadh air a bheil sinn a’ coimhead an-diugh, cho-dhùin an luchd-rannsachaidh an dà mhodail a chur còmhla gus tuigsinn a bheil am beachd air fuaimean stèidhichte air còdadh neural no air eadar-dhealachaidhean ann am freagairt àireamhan neural fa leth. Chaidh grunn dheuchainnean a dhèanamh anns an do ghabh daoine eadar 18 agus 27 bliadhna (5 boireannaich agus 7 fir) pàirt. Bha audiometry com-pàirtichean (tomhas de dh’ èisteachd) 25 dB no nas àirde eadar 250 agus 8000 Hz. Chaidh an com-pàirtiche anns na deuchainnean a chuir ann an seòmar dìon-fuaim, anns an deach uidheamachd sònraichte a chuir, air a calibratadh le fìor chruinneas. Dh'fheumadh com-pàirtichean, nuair a chuala iad comharra fuaim, an taobh bhon tàinig e a chomharrachadh.
Toraidhean rannsachaidh
Gus measadh a dhèanamh air eisimeileachd taobhach* gnìomhachd eanchainn bho dhian-fuaim mar fhreagairt do neurons le bileag, chaidh dàta mu astar freagairt neurons ann an niuclas laminar eanchainn comhachag-seilg a chleachdadh.
Taobh-taobh* - neo-chunbhalachd taobh clì is deas a 'chuirp.
Gus measadh a dhèanamh air eisimeileachd gnìomhachd eanchainn taobhach air astar freagairt àireamhan sònraichte de neurons, chaidh dàta bho ghnìomhachd an colliculus inferior den eanchainn rhesus muncaidh a chleachdadh, às deidh sin chaidh eadar-dhealachaidhean ann an astar neurons bho dhiofar leth-chruinnean a thomhas a bharrachd. .
Tha am modail loidhne comharraichte de neurons lorgaire a’ dèanamh a-mach, mar a bhios dian-fuaim a’ dol sìos, gum bi taobh an tobair a thathar a’ faicinn a’ tighinn còmhla gu luachan ciallach a tha coltach ris a’ cho-mheas de fhuaimean bog is àrd (1С).
Tha am modail neo-chunbhalachd hemispheric, an uair sin, a’ moladh, mar a bhios dian fuaim a’ dol sìos gu ìrean faisg air stairsnich, gun gluaisear taobhach ris a’ mheadhan-loidhne (1D).
Aig dian-fuaim iomlan nas àirde, thathar an dùil gum bi lateralization dian caochlaideach (insets in 1С и 1D).
Mar sin, le bhith a’ dèanamh anailis air mar a tha dian-fuaim a’ toirt buaidh air an t-slighe a thathar a’ faicinn de fhuaim a’ leigeil leinn dearbhadh ceart a dhèanamh air nàdar nam pròiseasan a tha a’ tachairt aig an àm sin - neurons bhon aon raon coitcheann no neurons bho dhiofar leth-chruinnean.
Gu soilleir, faodaidh comas neach leth-bhreith a dhèanamh air ITD atharrachadh a rèir dèinead fuaim. Ach, tha an luchd-saidheans ag ràdh gu bheil e duilich co-dhùnaidhean roimhe seo a mhìneachadh a’ ceangal cugallachd ri ITD agus breithneachadh luchd-èisteachd air stiùir stòr fuaim mar ghnìomh dian-fuaim. Tha cuid de sgrùdaidhean ag ràdh, nuair a ruigeas dian fuaim ìre crìche, gu bheil an taobh a thathar a’ faicinn den stòr a’ dol sìos. Tha sgrùdaidhean eile a 'moladh nach eil buaidh sam bith aig dian air tuigse idir.
Ann am faclan eile, tha luchd-saidheans “gu socair” a’ toirt fa-near nach eil mòran fiosrachaidh anns an litreachas a thaobh a’ cheangail eadar ITD, dian fuaim agus a’ dearbhadh stiùir an tobair aige. Tha teòiridhean ann a tha ann mar sheòrsa de axioms, ris an gabh a’ choimhearsnachd shaidheansail sa chumantas. Mar sin, chaidh co-dhùnadh deuchainn mionaideach a dhèanamh air a h-uile teòiridh, modal agus uidheamachd a dh’ fhaodadh a bhith ann airson tuigse èisteachd.
Bha a’ chiad deuchainn stèidhichte air paradigm psychophysical a leig le sgrùdadh taobhach stèidhichte air ITD mar ghnìomh de dhian-fuaim ann am buidheann de dheichnear chom-pàirtichean èisteachd àbhaisteach.
Ìomhaigh #2
Chaidh na stòran fuaim a ghleusadh gu sònraichte gus a bhith a’ còmhdach a’ mhòr-chuid den raon tricead anns an urrainn dha daoine ITD a lorg, i.e. bho 300 gu 1200 Hz (2A).
Air gach deuchainn, bha aig an neach-èisteachd ri taobhachd a bhathas a’ faicinn a chomharrachadh, air a thomhas mar ghnìomh ìre mothachaidh, thairis air raon de luachan ITD bho 375 gu 375 ms. Gus buaidh dian-fuaim a dhearbhadh, chaidh modal buaidhean measgaichte neo-loidhneach (NMLE) a chleachdadh a bha a’ toirt a-steach an dà chuid fuaim stèidhichte agus air thuaiream.
Graf 2B a’ nochdadh taobhach tuairmseach le fuaim rèidh speactra aig dà dhian fuaim airson neach-èisteachd riochdachail. Agus an clàr-ama 2С a’ sealltainn an dàta amh (cearcallan) agus am modail NMLE iomchaidh (loidhnichean) an luchd-èisteachd air fad.
Clàr # 1
Tha an clàr gu h-àrd a’ sealltainn a h-uile paramadair NLME. Chithear gun do dh'àrdaich taobhach a bhathas a' faicinn le àrdachadh ann an ITD, mar a bha luchd-saidheans an dùil. Mar a bha an ìre fuaim a’ dol sìos, ghluais tuigse barrachd is barrachd a dh’ ionnsaigh na loidhne mheadhanach (suidhichte sa ghraf 2C).
Fhuair na gluasadan sin taic bho mhodail NLME, a sheall buaidhean mòra ITD agus dian fuaim air an ìre as àirde de thaobhachd, a’ toirt taic don mhodail de dh’ eadar-dhealachaidhean eadar-hemispheric.
A bharrachd air an sin, cha robh mòran buaidh aig stairsnich claisneachd meadhanach airson tònaichean fìor air taobhach a bhathas a’ faicinn. Ach cha tug dian fuaim buaidh mhòr air comharran gnìomhan psychometric.
B’ e prìomh amas an dàrna deuchainn a bhith a’ dearbhadh mar a dh’ atharraicheadh na toraidhean a fhuaireadh anns an deuchainn roimhe nuair a thathar a’ toirt aire do fheartan speactram nan brosnachaidhean (fuaimean). Is e an fheum air deuchainn a dhèanamh airson fuaim rèidh spectrally aig dian fuaim ìosal gur dòcha nach bi pàirtean den speactram ri chluinntinn agus gum faodadh seo buaidh a thoirt air co-dhùnadh stiùir fuaim. Mar thoradh air an sin, faodar toraidhean a’ chiad deuchainn a mhearachdachadh gu mearachdach leis gum faod leud a’ phàirt a chluinnear den speactram a dhol sìos le bhith a’ lughdachadh dian fuaim.
Mar sin, chaidh co-dhùnadh deuchainn eile a dhèanamh, ach a 'cleachdadh a' chùl A-cuideam* fuaim
A-cuideam* air a chur an sàs ann an ìrean fuaim gus aire a thoirt don cho làidir sa tha cluais an duine a’ faicinn, leis nach eil a’ chluais cho mothachail air triceadan fuaim ìosal. Tha cuideam A air a chuir an gnìomh le bhith a’ cur clàr de luachan air an liostadh ann am bannan ochdamh ris na h-ìrean cuideam fuaim tomhaiste ann an dB.
Air a' chairt 2D a’ sealltainn an dàta amh (cearcallan) agus an dàta (loidhnichean) modail NMLE de gach com-pàirtiche san deuchainn.
Sheall mion-sgrùdadh air an dàta, nuair a tha a h-uile pàirt den fhuaim timcheall air an aon rud ri chluinntinn (an dà chuid sa chiad agus san dàrna deuchainn), taobhach a thathas a’ faicinn agus an leathad sa ghraf a’ mìneachadh an atharrachaidh ann an taobhach le ITD a’ lughdachadh le lùghdachadh ann an dian fuaim.
Mar sin, dhearbh toraidhean an dàrna deuchainn toraidhean a’ chiad fhear. Is e sin, ann an cleachdadh chaidh a shealltainn nach eil am modail a chaidh a mholadh air ais ann an 1948 le Jeffress ceart.
Tha e a ’tionndadh a-mach gu bheil sgìreachadh fuaim a’ fàs nas miosa mar a bhios fuaim dian a ’dol sìos, agus bha Jeffress den bheachd gu bheil fuaimean air am faicinn agus air an giullachd le daoine san aon dòigh, ge bith dè an dian a th’ aca.
Airson eòlas nas mionaidiche air nuances an sgrùdaidh, tha mi a’ moladh coimhead air .
Epilogue
Tha barailean teòiridheach agus deuchainnean practaigeach a tha gan dearbhadh air sealltainn gu bheil neurons eanchainn ann am mamalan air an cur an gnìomh aig ìrean eadar-dhealaichte a rèir stiùir a’ chomharra fuaim. Bidh an eanchainn an uairsin a’ dèanamh coimeas eadar na h-astaran sin eadar gach neurons a tha an sàs sa phròiseas gus mapa den àrainneachd fhuaim a thogail gu dinamach.
Gu dearbh chan eil modail Jeffresson 100% ceàrr, oir faodar a chleachdadh airson cunntas foirfe a thoirt air suidheachadh an stòr fuaim ann an comhachagan-beinne. Tha, airson comhachagan-beinne chan eil dian an fhuaim gu diofar; co-dhiù, co-dhùinidh iad suidheachadh an tobair. Ach, chan eil am modail seo ag obair le muncaidhean rhesus, mar a tha deuchainnean roimhe air sealltainn. Mar sin, chan urrainn don mhodal Jeffresson seo cunntas a thoirt air suidheachadh fhuaimean airson gach nì beò.
Tha deuchainnean le com-pàirtichean daonna air dearbhadh a-rithist gu bheil deagh àiteachadh a’ tachairt ann an dòigh eadar-dhealaichte ann am fàs-bheairtean eadar-dhealaichte. Cha robh mòran de na com-pàirtichean comasach air suidheachadh stòr nan comharran fuaim a dhearbhadh gu ceart air sgàth cho ìosal sa bha na fuaimean.
Tha luchd-saidheans den bheachd gu bheil an obair aca a’ nochdadh rudan coltach ri chèile eadar mar a chì sinn agus mar a chluinneas sinn. Tha an dà phròiseas co-cheangailte ri astar neurons ann an diofar phàirtean den eanchainn, a bharrachd air measadh an eadar-dhealachaidh seo gus faighinn a-mach an dà chuid suidheachadh nan nithean a chì sinn san fhànais agus suidheachadh stòr an fhuaim a chluinneas sinn.
Anns an àm ri teachd, tha an luchd-rannsachaidh a’ dol a dhèanamh sreath de dheuchainnean gus sgrùdadh nas mionaidiche a dhèanamh air a’ cheangal eadar èisteachd agus lèirsinn dhaoine, a leigeas leinn tuigse nas fheàrr fhaighinn air mar a tha ar n-eanchainn gu dinamach a’ togail mapa den t-saoghal mun cuairt oirnn.
Tapadh leibh airson an leughadh, fuirich fiosrach agus bi seachdain air leth math a ghillean! 🙂
Tapadh leibh airson fuireach còmhla rinn. An toil leat na h-artaigilean againn? A bheil thu airson susbaint nas inntinniche fhaicinn? Thoir taic dhuinn le bhith a’ cur òrdugh no a’ moladh do charaidean, , Lasachadh de 30% airson luchd-cleachdaidh Habr air analog sònraichte de luchd-frithealaidh ìre inntrigidh, a chaidh a chruthachadh leinn dhut: (ri fhaighinn le RAID1 agus RAID10, suas ri 24 cores agus suas ri 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 uair nas saoire? A-mhàin an seo anns an Òlaind! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - bho $99! Leugh mu dheidhinn
Source: www.habr.com