Donya ing saubengé kapenuhan kabeh jinis informasi sing terus diproses otak. Dheweke nampa informasi kasebut liwat organ-organ indera, sing saben-saben tanggung jawab kanggo nuduhake sinyal: mripat (swasanan), ilat (rasa), irung (mambu), kulit (sentuhan), aparat vestibular (keseimbangan, posisi ing papan lan indera pangrasa. bobot) lan kuping (swara). Kanthi nggabungake sinyal saka kabeh organ kasebut, otak kita bisa nggawe gambaran sing akurat babagan lingkungan kita. Nanging ora kabeh aspek ngolah sinyal eksternal dingerteni kanggo kita. Salah sawijining rahasia kasebut yaiku mekanisme lokalisasi sumber swara.
Ilmuwan saka Laboratorium Neuroengineering Speech and Hearing (Institut Teknologi New Jersey) wis ngusulake model anyar proses saraf lokalisasi swara. Proses persis apa sing kedadeyan ing otak sajrone persepsi swara, kepiye otak kita ngerti posisi sumber swara, lan kepiye riset iki bisa mbantu nglawan cacat pangrungu. Kita sinau babagan iki saka laporan klompok riset. Tindak.
Basis riset
Informasi sing ditampa otak saka panca indera kita beda-beda, saka segi sumber lan prosese. Sawetara sinyal langsung katon ing otak kita minangka informasi sing akurat, dene liyane mbutuhake proses komputasi tambahan. Kanthi kasar, kita langsung ngrasakake sentuhan, nanging nalika krungu swara, kita isih kudu nggoleki asale.
Basis kanggo lokalisasi swara ing bidang horisontal yaiku interaural* prabédan wektu (ITD saka prabédan wektu interaural) swara tekan kupinge sing ngrungokake.
Basis interaural* - jarak antarane kuping.
Ana area tartamtu ing otak (zaitun unggul medial utawa MSO) sing tanggung jawab kanggo proses iki. Ing wayahe sinyal swara ditampa ing MVO, beda wektu interaural diowahi dadi tingkat reaksi neuron. Wangun kurva kecepatan output MBO minangka fungsi ITD meh padha karo wangun fungsi korélasi silang sinyal input kanggo saben kuping.
Kepiye informasi diproses lan diinterpretasikake ing MBO tetep ora jelas, mula ana sawetara teori sing kontradiktif. Teori lokalisasi swara sing paling misuwur lan nyatane klasik yaiku model Jeffress (Lloyd A. Jeffrey). Iku adhedhasar garis sing ditandhani * neuron detektor sing sensitif marang sinkroni binaural input saraf saka saben kuping, kanthi saben neuron paling sensitif marang jumlah ITD tartamtu (1).
Prinsip garis sing ditandhani * minangka hipotesis sing nerangake carane saraf sing beda-beda, kabeh nggunakake prinsip fisiologis sing padha kanggo ngirim impuls ing sadawane akson, bisa ngasilake sensasi sing beda. Saraf sing padha kanthi struktur bisa ngasilake persepsi sensori sing beda yen disambungake menyang neuron unik ing sistem saraf pusat sing bisa dekoding sinyal saraf sing padha kanthi cara sing beda.
Gambar #1
Model iki sacara komputasi padha karo pengkodean saraf, adhedhasar korélasi silang swara sing ora ana watesan sing tekan loro kuping.
Ana uga model sing nyaranake yen lokalisasi swara bisa dimodelake adhedhasar beda-beda kecepatan respon populasi neuron tartamtu saka hemisfer otak sing beda, yaiku. model asimetri interhemispheric (1B).
Nganti saiki, angel banget kanggo nyatakake endi saka rong teori (model) sing bener, amarga saben-saben prédhiksi ketergantungan lokalisasi swara sing beda-beda ing intensitas swara.
Ing panliten sing kita deleng saiki, para peneliti mutusake kanggo nggabungake model loro kasebut kanggo ngerti apa persepsi swara adhedhasar kode saraf utawa beda ing respon populasi saraf individu. Sawetara eksperimen ditindakake ing ngendi wong umur 18 nganti 27 taun (5 wanita lan 7 wong) melu. Audiometri peserta (pangukuran ketajaman pangrungu) yaiku 25 dB utawa luwih dhuwur antarane 250 lan 8000 Hz. Peserta ing eksperimen diselehake ing kamar kedap swara, ing ngendi peralatan khusus dipasang, dikalibrasi kanthi akurasi dhuwur. Peserta kudu, nalika krungu sinyal swara, nuduhake arah sing teka.
Asil riset
Kanggo netepake ketergantungan lateralisasi * aktivitas otak saka kakiyatan swara kanggo nanggepi neuron labeled, data ing kacepetan reaksi neuron ing inti laminar saka otak owl kandhang digunakake.
Laterality* - asimetri saka sisih kiwa lan tengen awak.
Kanggo netepake katergantungan saka lateralisasi aktivitas otak ing kacepetan reaksi saka populasi neuron tartamtu, data saka aktivitas colliculus inferior saka otak monyet rhesus digunakake, sawise sing beda-beda ing kacepetan neuron saka hemisfer beda-beda uga diwilang. .
Model garis neuron detektor sing ditandhani prédhiksi yen intensitas swara suda, lateralitas sumber sing dirasakake bakal konvergen dadi nilai rata-rata sing padha karo rasio swara alus lan banter (1є).
Model asimetri hemispheric, ing gilirane, nyaranake yen intensitas swara mudhun nganti tingkat ambang sing cedhak, laterality sing dirasakake bakal pindhah menyang garis tengah (1D).
Ing intensitas swara sakabèhé sing luwih dhuwur, lateralisasi samesthine bakal invarian intensitas (inset in 1є и 1D).
Mula, nganalisa kepiye intensitas swara mengaruhi arah swara sing dirasakake ngidini kita nemtokake sifat proses sing kedadeyan ing wektu kasebut - neuron saka wilayah umum sing padha utawa neuron saka hemisfer sing beda.
Cetha, kemampuan wong kanggo mbedakake ITD bisa beda-beda gumantung saka intensitas swara. Nanging, para ilmuwan ujar manawa angel napsirake temuan sadurunge sing ngubungake sensitivitas menyang ITD lan pertimbangan pamireng babagan arah sumber swara minangka fungsi intensitas swara. Sawetara panaliten ngandhakake yen intensitas swara tekan ambang wates, lateralitas sing ditemokake saka sumber kasebut mudhun. Panaliten liyane nuduhake yen ora ana pengaruh intensitas ing persepsi.
Ing tembung liyane, ilmuwan "alon-alon" hinting sing ana sethitik informasi ing literatur babagan hubungan antarane ITD, intensitas swara lan nentokake arah sumber sawijining. Ana teori sing ana minangka jinis aksioma, umume ditampa dening komunitas ilmiah. Mulane, diputusake kanggo nguji kanthi rinci kabeh teori, model lan mekanisme pangrungu sing bisa ditindakake ing praktik.
Eksperimen pisanan adhedhasar paradigma psikofisik sing ngidini sinau babagan lateralisasi berbasis ITD minangka fungsi intensitas swara ing klompok sepuluh peserta pendengaran normal.
Gambar #2
Sumber swara padha khusus disetel kanggo nutupi paling saka sawetara frekuensi ing kang manungsa bisa ngenali ITD, i.e. saka 300 nganti 1200 Hz (2).
Ing saben uji coba, pamireng kudu nuduhake lateralitas sing dirasakake, diukur minangka fungsi tingkat sensasi, sajrone sawetara nilai ITD saka 375 nganti 375 ms. Kanggo nemtokake efek intensitas swara, model efek campuran nonlinier (NMLE) digunakake sing kalebu intensitas swara tetep lan acak.
Grafik 2B nduduhake kira-kira lateralisasi kanthi swara spektral sing rata ing rong intensitas swara kanggo pamireng sing wakil. Lan jadwal 2є nuduhake data mentah (bunderan) lan model NMLE sing dipasang (garis) kabeh pamireng.
Tabel # 1
Tabel ing ndhuwur nuduhake kabeh paramèter NLME. Bisa dideleng manawa lateralitas sing dirasakake mundhak kanthi nambah ITD, kaya sing dikarepake para ilmuwan. Nalika intensitas swara suda, persepsi saya tambah akeh menyang garis tengah (inset ing grafik 2C).
Tren kasebut didhukung dening model NLME, sing nuduhake efek signifikan saka ITD lan intensitas swara ing tingkat lateralitas maksimum, ndhukung model beda interhemispheric.
Kajaba iku, ambang audiometri rata-rata kanggo nada murni ora duwe pengaruh marang lateralitas sing dirasakake. Nanging intensitas swara ora mengaruhi indikator fungsi psikometrik.
Tujuan utama eksperimen kapindho yaiku kanggo nemtokake cara asil sing dipikolehi ing eksperimen sadurunge bakal diganti nalika njupuk fitur spektral rangsangan (swara). Keperluan kanggo nguji swara spektrum datar kanthi intensitas swara sing sithik yaiku manawa bagean saka spektrum bisa uga ora bisa dirungokake lan bisa mengaruhi penentuan arah swara. Akibaté, asil saka eksperimen pisanan bisa mistakenly mistaken kanggo kasunyatan sing jembaré bagean swara saka spektrum bisa suda kanthi nyuda intensitas swara.
Mulane, diputusake kanggo nindakake eksperimen liyane, nanging nggunakake mbalikke A-bobot* rame
A-timbang* Applied kanggo tingkat swara kanggo njupuk menyang akun banter relatif sing dirasakake dening kuping manungsa, amarga kuping kurang sensitif marang frekuensi swara kurang. A-bobot dileksanakake kanthi aritmetika nambahake tabel nilai sing kadhaptar ing pita oktaf menyang tingkat tekanan swara sing diukur ing dB.
Ing grafik 2D nuduhake data mentah (bunderan) lan data sing dipasang ing model NMLE (garis) kabeh peserta ing eksperimen.
Analisis data nuduhake yen kabeh bagean swara kira-kira padha dirungokake (loro ing uji coba pisanan lan kaping pindho), lateralitas lan kemiringan ing grafik nerangake owah-owahan lateralitas kanthi nyuda ITD kanthi nyuda intensitas swara.
Mangkono, asil saka eksperimen kapindho dikonfirmasi asil pisanan. Tegese, ing laku wis ditampilake yen model sing diusulake ing taun 1948 dening Jeffress ora bener.
Pranyata lokalisasi swara saya elek amarga intensitas swara suda, lan Jeffress percaya yen swara dirasakake lan diproses dening manungsa kanthi cara sing padha, ora preduli saka intensitase.
Kanggo kenalan sing luwih rinci karo nuansa sinau, aku nyaranake ndeleng .
Epilogue
Asumsi teoretis lan eksperimen praktis sing ngonfirmasi yen neuron otak ing mamalia diaktifake kanthi tingkat sing beda-beda gumantung saka arah sinyal swara. Otak banjur mbandhingake kecepatan kasebut ing antarane kabeh neuron sing melu proses kanggo nggawe peta lingkungan swara kanthi dinamis.
Model Jeffresson ora 100% salah, amarga bisa digunakake kanggo njlèntrèhaké lokalisasi sumber swara ing manuk hantu. Ya, kanggo manuk hantu lumbung, intensitas swara ora penting, ing kasus apa wae, dheweke bakal nemtokake posisi sumbere. Nanging, model iki ora bisa digunakake karo monyet rhesus, kaya sing ditampilake eksperimen sadurunge. Mulane, model Jeffresson iki ora bisa njlèntrèhaké lokalisasi swara kanggo kabeh makhluk urip.
Eksperimen karo peserta manungsa wis dikonfirmasi maneh yen lokalisasi swara beda-beda ing organisme sing beda. Akeh peserta sing ora bisa nemtokake kanthi bener posisi sumber sinyal swara amarga intensitas swara sing kurang.
Para ilmuwan percaya yen karyane nuduhake persamaan tartamtu antarane cara kita ndeleng lan kepiye krungu. Kaloro proses kasebut digandhengake karo kacepetan neuron ing macem-macem bagian otak, uga karo penilaian prabédan iki kanggo nemtokake posisi obyek sing kita deleng ing papan lan posisi sumber swara sing kita krungu.
Ing mangsa ngarep, para peneliti bakal nganakake seri eksperimen kanggo nliti luwih rinci hubungane antarane pangrungu lan sesanti manungsa, sing bakal ngidini kita luwih ngerti kepiye otak kita kanthi dinamis nggawe peta jagad sekitar kita.
Matur nuwun kanggo manungsa waé, tetep penasaran lan duwe minggu apik everyone! 🙂
Matur nuwun kanggo tetep karo kita. Apa sampeyan seneng karo artikel kita? Pengin ndeleng konten sing luwih menarik? Ndhukung kita kanthi nggawe pesenan utawa menehi rekomendasi menyang kanca, , Diskon 30% kanggo pangguna Habr ing analog unik saka server level entri, sing diciptakake kanggo sampeyan: (kasedhiya karo RAID1 lan RAID10, munggah 24 intine lan nganti 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kaping luwih murah? Mung kene ing Walanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - saka $99! Maca babagan
Source: www.habr.com