Mundus circum nos omni genere informationis plenus est, quam cerebrum nostrum continuo tractat. Hanc informationem per sensus nostros accipit, quorum quisque suam partem signorum efficit: oculi (visus), lingua (gustus), nasus (odoratus), cutis (tactus), systema vestibulare (aequilibrium, positio in spatio, et sensus ponderis), et aures (sonus). Signis ex his omnibus organis coniunctis, cerebrum nostrum imaginem accuratam ambitus construere potest. Sed non omnes aspectus quomodo signa externa tractantur intellegimus. Unum tale mysterium est mechanismus ad fontes sonorum locandos.
Periti ex Laboratorio Neurotechnologiae Orationis et Auditus apud Institutum Technologiae Novae Caesareae novum exemplar processus neuralis localizationis soni proposuerunt. Qui processus in cerebro fiunt durante perceptione soni, quomodo cerebrum nostrum positionem fontis soni intellegit, et quomodo haec investigatio adiuvare potest in pugnando contra defectus auditus? De hoc in relatione turmae investigationis discemus. Incipiamus.
Investigatio basis
Informatio quam cerebrum nostrum ex sensibus accipit variat et origine et modo quo tractatur. Quaedam signa statim se cerebro nostro tamquam informationes accuratae exhibent, alia autem ulteriores processus computationales requirunt. Breviter, tactum statim sentimus, sed cum sonum audimus, adhuc investigandum est unde veniat.
Fundamentum sonorum in plano horizontali localizandorum est interaural* differentia temporis (ITD ab differentia temporis internationalis) soni ad aures auditoris pervenientes.
Basis interauralis* — spatium inter aures.
Est regio specifica in cerebro (oliva superior medialis, vel MSO) huius processus responsabilis. Cum signum soni accipitur, MSO differentias temporales interaurales in rates responsorum neuronalium convertit. Forma curvarum velocitatis signi emissarii MSO, ut functio ITD, functioni correlationis transversae signorum ingressorum pro singulis auribus similis est.
Quomodo informationes in MVO tractantur et interpretantur adhuc obscurum est, quod ad plures theorias valde inter se pugnantes ducit. Notissima et re vera classica theoria de localizatione soni est exemplar Jeffress (Lloyd A. Jeffress). Fundatur in linea signata* neurona detectoria quae ad synchroniam binauralem signorum neuralum inputuum ex utraque aure sensibilia sunt, cum quisque neuron maxime sensibilis ad certum valorem ITD sit (1А).
Principium lineae signatae* — hypothesis explicans quomodo nervi diversi, qui omnes eisdem principiis physiologicis utuntur ad impulsus transmittendos per axones suos, sensationes diversas generare possint. Nervi structura similes perceptiones sensorias diversas generare possunt si cum neuronis singularibus in systemate nervoso centrali connexi sunt, qui signa neuronalia similia modis diversis interpretari possunt.
Imago #1
Hoc exemplar computatione simile est codificationi neurali, quae in infinitis correlationibus inter se sonorum ad utramque aures pertingentium fundatur.
Est etiam exemplar quod suggerit localizationem soni fingi posse secundum differentias in celeritate responsorum certarum populationum neuronorum ex diversis hemisphaeriis cerebri, id est, exemplar asymmetriae interhemisphaericae (1В).
Hactenus difficile fuit clare dicere utrum ex duabus theoriis (modelis) recta sit, cum utraque earum diversas dependentias loci soni ab intensitate soni praedicit.
In studio quod hodie recensemus, scientifici ambos modelos coniungere constituerunt ut intellegerent utrum perceptio soni in codificatione neurali an in differentiis in responsis singularum populationum neuralum fundatur. Plura experimenta in participibus inter annos XVIII et XXVII (quinque mulieres et septem viri) facta sunt. Lectiones audiometricae (acuitatis auditus) participantium XXV dB vel altiores erant ad frequentias a CCCL ad VIII milia Hz. Participes in conclavi insono insono positi sunt, apparatu speciali et valde calibrato instructo. Participes rogati sunt ut directionem signi soni, cum id audirent, indicarent.
Investigationis eventus
Ad dependentiam aestimandam lateralizatio* Ad actionem cerebri ex intensitate soni in responsione ad neurona signata determinandam, data de celeritate reactionis neuronorum in nucleo laminari cerebri bubonis adhibita sunt.
Lateralitas* - asymmetria partium corporis sinistrae et dextrae.
Ad aestimandam dependentiam lateralizationis activitatis cerebri a celeritate reactionis quarundam populationum neuronalium, data de activitate colliculi inferioris cerebri macacae rhesus adhibita sunt, post quae differentiae in celeritate neuronorum ex diversis hemisphaeriis insuper calculatae sunt.
Modellum neuronis detectoris linearis signati praedicit, cum intensitas soni decrescit, lateralitatem fontis percepti ad valores medios convergere quae similes sunt pro ratione sonorum quietorum ad sonos altos (1С).
Modus asymmetriae hemisphaericae, vicissim, suggerit, cum intensitas soni ad limen prope decrescit, lateralitatem perceptam versus lineam mediam moveri (1D).
Ad maiorem soni intensitatem generalem, lateralizatio exspectatur ut intensitati invariabilis sit (insertiones in 1С и 1D).
Ergo, analysando quomodo intensitas soni perceptam soni directionem afficit, accurate determinare possumus naturam processuum eo momento occurrentium—neuronum ex una area communi vel neuronorum ex diversis hemisphaeriis.
Plane, facultas hominis discernendi perturbationes soni interpersonales (TSI) variari potest secundum intensitatem soni. Attamen, scientifici affirmant difficile esse interpretari inventa priora quae sensibilitatem TSI et aestimationem auditoris directionis fontis soni ut functionem intensionis soni coniungunt. Nonnulla studia suggerunt, cum intensitas soni limen appropinquat, lateralitatem fontis perceptam decrescere. Alia studia suggerunt intensitatem nullum omnino effectum in perceptionem habere.
Aliis verbis, viri docti "leniter" innuunt litteras perpaucas informationes continere de relatione inter ITD, intensitatem soni, et determinationem directionis fontis eius. Sunt theoriae quae quasi axiomata existunt, a communitate scientifica generaliter acceptae. Quapropter, statutum est omnes theorias, exempla, et possibiles mechanismos perceptionis auditivae in praxi diligenter examinare.
Primum experimentum peractum est paradigmate psychophysico utens, quo lateralizatio ITD fundata secundum intensionem soni in grege decem participantium normaliter audientium studere potuimus.
Imago #2
Fontes soni ad maximam partem frequentiarum, intra quam homines ITD agnoscere possunt, comprehendendam specialiter adaptati sunt, id est a 300 ad 1200 Hz.2А).
In unoquoque experimento, auditor rogabatur ut lateralitatem suam aestimatam, mensuratam ut functionem gradus sensationis, per seriem valorum ITD a 375 ad 375 ms, indicaret. Ad effectum intensionis soni determinandum, exemplar non lineare effectuum mixtorum (NMLE) adhibitum est, quod et intensitatem soni fixam et fortuitam includebat.
Horarium 2В Lateralizationem aestimatam cum strepitu spectraliter plano ad duas intensitates soni pro auditore repraesentativo ostendit. Graphum 2С Data cruda (circulos) et data ad exemplar NMLE aptata (lineas) pro omnibus auditoribus ostendit.
Tabula Numero 1
Tabula supra omnes parametros NLME ostendit. Patet lateralitatem perceptam augeri cum crescente ITD, ut expectatum est. Cum intensitas soni decresceret, perceptio magis magisque versus lineam mediam movebatur (insertum in graphio). 2C).
Hae inclinationes a modello NLME confirmatae sunt, quod effectus significativos ITD et intensionis soni in maximo gradu lateralitatis ostendit, modello differentiarum hemisphaericarum confirmans.
Praeterea, limina audiometrica tonorum purorum media effectum levem in lateralitatem perceptam habuerunt. Attamen, intensitas soni nullum effectum significantem in effectu psychometrico habuit.
Propositum principale secundi experimenti erat determinare quomodo eventus in experimento priori obtenti mutarentur, cum proprietates spectrales stimulorum (sonorum) considerarentur. Necessitas probandi sonitum spectraliter planum ad intensitates soni parvas oritur quia partes spectri inaudibiles esse possunt, quod determinationem directionis soni afficere potest. Proinde, latitudo partis audibilis spectri cum intensitate soni decrescente decrescere potest cum eventibus primi experimenti confundi potest.
Quapropter statutum est aliud experimentum facere, sed hac vice contrario utendo. Ponderatio A* sonitus
Ponderatio A* Ponderatio A ad gradus soni adhibetur ut magnitudinem relativam ab aure humana perceptam rationem habeat, cum auris minus sensibilis sit ad frequentias humiles. Ponderatio A efficitur per additionem arithmeticam tabulae valorum in fasciis octavarum enumeratorum ad gradus pressionis soni mensos in dB.
In chart 2D Data cruda (circuli) et data NMLE-aptata (lineae) omnium participantium experimenti monstrantur.
Analysis datorum ostendit cum omnes partes soni fere aeque audibiles sunt (in primo et secundo experimento), lateralitatem perceptam et inclinationem graphi explicantis mutationem lateralitatis cum ITD decrescere cum intensitate soni decrescente.
Itaque eventus secundi experimenti eventus primi confirmaverunt. Aliis verbis, exemplar a Jeffress anno 1948 propositum falsum esse demonstratum est.
Evenit ut localizatio soni deterioratur cum intensitate soni decrescit, et Jeffress credidit sonos ab hominibus aequaliter percipi et tractari, nulla habita ratione intensitatis eorum.
Pro accuratiore studiorum notis ac simplicium rerum notis commendo .
epilogus,
Assumptiones theoreticae et experimenta practica adiuvantia demonstraverunt neurona in cerebro mammalium variis celeritatibus impulsum dare, pro directione signi soni. Cerebrum deinde has celeritates inter omnes neuronas in hoc processu implicatas comparat, ut mappam ambitus auditorii dynamiciter construat.
Modellum Jeffressonianum non omnino falsum est, cum perfecte describat situm fontium soni in noctuis. Ita, intensitas soni noctuis non refert; fontem soni nihilominus locabunt. Hoc tamen modellum non valet pro macacis rhesus, ut experimenta priora demonstraverunt. Ergo, modellum Jeffressonianum situm soni pro omnibus creaturis viventibus describere non potest.
Experimenta hominibus implicata porro confirmaverunt locationem soni inter organismos diversos variare. Multi participes fontem signorum sonorum accurate locare non potuerunt propter soni intensitatem humilem.
Scientiae periti credunt opus suum similitudines quasdam inter modum quo videmus et modum quo audimus revelare. Uterque processus celeritatem neuronorum in diversis cerebri partibus necnon aestimationem huius differentiae ad determinandam et positionem spatialem rerum quas videmus et locum fontis sonorum quos audimus implicat.
In futuro, investigatores seriem experimentorum peragere constituerunt ut nexum inter auditum et visum humanum accuratius examinent, quod eis permittet melius intellegere quomodo cerebrum nostrum dynamiciter tabulam mundi circumdantis construit.
Tibi gratias ago pro attentione tua, curiosus mane et omnes hebdomadam magnam habes! 🙂
Gratias tibi ago pro manendo nobiscum. Placetne tibi vasa nostra? Vis videre plus interesting contentus? Suscipe nos ponendo ordinem vel commendando amicos; , 30% discount pro usoribus Habr in singulari analogo de servientibus ingressuri, quod a nobis pro vobis est inventum: (praesto cum RAID1 et RAID10, usque ad 24 coros et usque ad 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 temporibus vilius? Tantum hic in Belgio! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - from $99! Read about
Source: www.habr.com
