Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц бидний тархи тасралтгүй боловсруулдаг бүх төрлийн мэдээллээр дүүрэн байдаг. Тэрээр энэ мэдээллийг мэдрэхүйн эрхтнүүдээр дамжуулан хүлээн авдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь дохионы хувийг хариуцдаг: нүд (алсын хараа), хэл (амт), хамар (үнэр), арьс (хүрч), вестибуляр аппарат (тэнцвэр, орон зай дахь байрлал, мэдрэхүйн мэдрэмж). жин) ба чих (дуу чимээ). Эдгээр бүх эрхтнүүдийн дохиог нэгтгэснээр бидний тархи хүрээлэн буй орчныхоо дүр зургийг зөв гаргаж чадна. Гэхдээ гадны дохиог боловсруулах бүх талыг бидэнд мэддэггүй. Эдгээр нууцуудын нэг нь дуу авианы эх үүсвэрийг нутагшуулах механизм юм.
Яриа, сонсголын мэдрэлийн инженерчлэлийн лабораторийн (Нью Жерси Технологийн Институт) эрдэмтэд дуу чимээг нутагшуулах мэдрэлийн үйл явцын шинэ загварыг санал болгов. Дууг хүлээн авах явцад тархинд яг ямар процесс явагддаг, бидний тархи дууны эх үүсвэрийн байрлалыг хэрхэн ойлгодог, энэ судалгаа нь сонсголын гажигтай тэмцэхэд хэрхэн тусалдаг вэ? Энэ талаар бид судалгааны багийн тайлангаас олж мэдсэн. Яв.
Судалгааны үндэс
Бидний тархи мэдрэхүйгээр хүлээн авдаг мэдээлэл нь эх сурвалжийн хувьд ч, боловсруулалтын хувьд ч өөр өөр байдаг. Зарим дохио нь бидний тархинд нэн даруй үнэн зөв мэдээлэл мэт харагддаг бол зарим нь нэмэлт тооцооллын процесс шаарддаг. Бүдүүлэгээр хэлбэл, бид тэр даруйд мэдрэгддэг, гэхдээ бид дууг сонсоход тэр хаанаас ирснийг олох хэрэгтэй.
Хэвтээ хавтгайд дуу чимээг нутагшуулах үндэс суурь юм харилцан яриа* цагийн зөрүү (ITD-аас харилцан ярианы цагийн зөрүү) сонсогчийн чихэнд хүрэх чимээ.
Аудио хоорондын суурь* - чихний хоорондох зай.
Тархинд энэ үйл явцыг хариуцдаг тодорхой хэсэг (дунд дээд чидун эсвэл MSO) байдаг. MVO-д дуут дохиог хүлээн авах үед сонсголын хоорондох хугацааны ялгаа нь мэдрэлийн эсийн урвалын хурд болж хувирдаг. ITD-ийн функц болох MBO гаралтын хурдны муруй хэлбэр нь чих бүрийн оролтын дохионы хөндлөн хамаарлын функцын хэлбэртэй төстэй.
Мэдээллийг MBO-д хэрхэн боловсруулж, тайлбарлах нь бүрэн тодорхойгүй хэвээр байгаа тул маш зөрчилдөөнтэй хэд хэдэн онол байдаг. Дууны локалчлалын хамгийн алдартай, сонгодог онол бол Жеффрессийн загвар юм.Ллойд А.Жеффресс). Энэ нь дээр тулгуурладаг тэмдэглэгдсэн шугам* детектор мэдрэлийн эсүүд нь чих бүрийн мэдрэлийн оролтын хоёртын синхрончлолд мэдрэмтгий байдаг ба нейрон бүр тодорхой хэмжээний ITD-д хамгийн их мэдрэмтгий байдаг (1A).
Тэмдэглэсэн шугамын зарчим* Энэ нь тэнхлэгийнхээ дагуу импульс дамжуулахдаа физиологийн ижил зарчмуудыг ашигладаг өөр өөр мэдрэлүүд хэрхэн өөр өөр мэдрэмж төрүүлэх чадвартайг тайлбарласан таамаглал юм. Бүтцийн хувьд ижил төстэй мэдрэлүүд нь төв мэдрэлийн систем дэх ижил төстэй мэдрэлийн дохиог өөр өөр аргаар тайлах чадвартай өвөрмөц мэдрэлийн эсүүдтэй холбогдсон тохиолдолд өөр өөр мэдрэхүйн ойлголтыг бий болгодог.
Зураг №1
Энэ загвар нь хоёр чихэнд хүрч буй дууны хязгаарлалтгүй хөндлөн хамаарал дээр суурилсан мэдрэлийн кодчилолтой тооцооллын хувьд төстэй юм.
Тархины янз бүрийн хагас бөмбөрцгийн мэдрэлийн эсийн тодорхой популяцийн хариу урвалын хурдны ялгаан дээр үндэслэн дууны локалчлалыг загварчлах боломжтой гэсэн загвар бас бий. хагас бөмбөрцөг хоорондын тэгш бус байдлын загвар (1B).
Өнөөг хүртэл хоёр онол (загвар) тус бүр нь дууны эрчмээс дууны локалчлалын өөр өөр хамаарлыг урьдчилан таамаглаж байгаа тул аль нь зөв болохыг хоёрдмол утгагүй хэлэхэд хэцүү байсан.
Өнөөдрийн бидний судалж буй судалгаанд судлаачид дуу авианы ойлголт нь мэдрэлийн кодчилол эсвэл мэдрэлийн популяцийн хариу урвалын ялгаан дээр үндэслэсэн эсэхийг ойлгохын тулд хоёр загварыг хослуулахаар шийджээ. 18-27 насны хүмүүс (5 эмэгтэй, 7 эрэгтэй) оролцсон хэд хэдэн туршилт явуулсан. Оролцогчдын аудиометри (сонсголын хурцадмал байдлын хэмжилт) 25-250 Гц-ийн хооронд 8000 дБ ба түүнээс дээш байв. Туршилтанд оролцогчийг өндөр нарийвчлалтайгаар тохируулсан тусгай төхөөрөмж байрлуулсан дуу чимээ тусгаарлагч өрөөнд байрлуулсан. Оролцогчид дуут дохиог сонссоны дараа түүний ирсэн чиглэлийг зааж өгөх ёстой.
Судалгааны үр дүн
Хамааралтай байдлыг үнэлэх хажуугийн байдал* шошготой нейронуудад хариу үйлдэл үзүүлэх дууны эрчмээс тархины үйл ажиллагаа, амбаар шар шувууны тархины ламинар цөм дэх мэдрэлийн эсийн урвалын хурдны талаархи мэдээллийг ашигласан.
Хажуу тал* - биеийн зүүн ба баруун хагасын тэгш бус байдал.
Тархины үйл ажиллагааны хажуу тал нь мэдрэлийн эсийн тодорхой популяцийн урвалын хурдаас хамаарлыг үнэлэхийн тулд rhesus сармагчны тархины доод колликусын үйл ажиллагааны өгөгдлийг ашигласан бөгөөд үүний дараа янз бүрийн тархи дахь мэдрэлийн эсийн хурдны ялгааг нэмэлт тооцоолсон болно. .
Илрүүлэгч нейронуудын тэмдэглэсэн шугамын загвар нь дууны эрч хүч буурах тусам мэдрэгчтэй эх үүсвэрийн хажуугийн байдал нь зөөлөн ба чанга дууны харьцаатай ижил утгатай болно гэж таамаглаж байна.1С).
Хагас бөмбөрцгийн тэгш бус байдлын загвар нь эргээд дууны эрчмийг босго түвшинд ойртуулах тусам мэдрэгдэж буй хажуу тал нь дунд шугам руу шилжинэ гэдгийг харуулж байна (1D).
Дууны нийт эрч хүч өндөр байх үед хажуу тал нь эрчмийн хувьд өөрчлөгддөггүй байх төлөвтэй байна. 1С и 1D).
Тиймээс дууны эрч хүч нь дууны хүлээн зөвшөөрөгдсөн чиглэлд хэрхэн нөлөөлж байгааг шинжлэх нь тухайн үед болж буй үйл явцын мөн чанарыг нарийн тодорхойлох боломжийг олгодог - ижил ерөнхий талбайн мэдрэлийн эсүүд эсвэл өөр өөр тархины мэдрэлийн эсүүд.
Хүний ITD-ийг ялгах чадвар нь дууны эрчмээс хамаарч өөр өөр байж болох нь ойлгомжтой. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд ITD-д мэдрэмтгий байдал болон дууны эх үүсвэрийн чиглэлийг сонсогчдын дүгнэлтийг дууны эрчмээс холбосон өмнөх дүгнэлтийг тайлбарлахад хэцүү гэж үзэж байна. Зарим судалгаагаар дууны эрч хүч хилийн босгонд хүрэхэд эх үүсвэрийн мэдрэгчтэй хажуугийн байдал буурдаг гэж үздэг. Бусад судалгаанаас харахад эрч хүч нь ойлголтод огт нөлөөлдөггүй.
Өөрөөр хэлбэл, ITD, дууны эрч хүч, түүний эх үүсвэрийн чиглэлийг тодорхойлох талаархи уран зохиолд бага мэдээлэл байгааг эрдэмтэд "зөөлөн" сануулж байна. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгт ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрөгдсөн аксиомын нэг төрөл байдаг онолууд байдаг. Тиймээс сонсголын мэдрэмжийн бүх онол, загвар, боломжит механизмыг практикт нарийвчлан туршиж үзэхээр шийдсэн.
Эхний туршилт нь сонсголын хэвийн арван оролцогчтой бүлэгт дууны эрчмийн функц болох ITD-д суурилсан хажуугийн байдлыг судлах боломжийг олгосон психофизикийн парадигм дээр үндэслэсэн.
Зураг №2
Дууны эх үүсвэрүүд нь хүмүүс ITD-ийг илрүүлэх боломжтой ихэнх давтамжийн хүрээг хамрахаар тусгайлан тохируулсан. 300-аас 1200 Гц хүртэл (2A).
Туршилт бүрт сонсогч 375-аас 375 мс хүртэлх ITD утгын хүрээнд мэдрэхүйн түвшний функцээр хэмжсэн хажуугийн байдлыг зааж өгөх ёстой байв. Дууны эрчмийн нөлөөг тодорхойлохын тулд тогтмол болон санамсаргүй дууны эрчмийг багтаасан шугаман бус холимог эффектийн загварыг (NMLE) ашигласан.
График 2B Төлөөлөгч сонсогчдод зориулж хоёр дууны эрчимтэй спектрийн хавтгай шуугиан бүхий хажуугийн тооцоолсон байдлыг харуулж байна. Мөн хуваарь 2С бүх сонсогчдын түүхий өгөгдөл (тойрог) болон суурилуулсан NMLE загварыг (шугам) харуулж байна.
Хүснэгт # 1
Дээрх хүснэгтэд NLME-ийн бүх параметрүүдийг харуулав. Эрдэмтдийн таамаглаж байсанчлан ITD нэмэгдэхийн хэрээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн хажуугийн байдал нэмэгдэж байгааг харж болно. Дууны эрч хүч буурах тусам ойлголт нь дунд шугам руу улам шилжсэн (график дээр оруулсан) 2C).
Эдгээр чиг хандлагууд нь NLME загвараар дэмжигдсэн бөгөөд энэ нь ITD болон дууны эрчмийн хажуугийн дээд зэрэгт мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлж, хагас бөмбөрцөг хоорондын ялгааны загварыг дэмжсэн.
Нэмж дурдахад, цэвэр дууны дундаж аудиометрийн босго нь хажуугийн шинж чанарт бага нөлөө үзүүлсэн. Гэхдээ дууны эрч хүч нь психометрийн функцүүдийн үзүүлэлтүүдэд төдийлөн нөлөөлөөгүй.
Хоёр дахь туршилтын гол зорилго нь өдөөгч (дуу чимээ) -ийн спектрийн шинж чанарыг харгалзан үзэхэд өмнөх туршилтаар олж авсан үр дүн хэрхэн өөрчлөгдөхийг тодорхойлох явдал байв. Дууны бага эрчтэй үед спектрийн хавтгай дуу чимээг турших хэрэгцээ нь спектрийн зарим хэсэг нь сонсогдохгүй байж болох бөгөөд энэ нь дууны чиглэлийг тодорхойлоход нөлөөлж болзошгүй юм. Тиймээс анхны туршилтын үр дүнг дууны эрч хүч буурах тусам спектрийн сонсогдох хэсгийн өргөн багасах боломжтой гэж андуурч болно.
Тиймээс өөр туршилт хийхээр шийдсэн боловч урвуу туршилтыг ашиглана А жинтэй* дуу чимээ
A-жинлэх* чих нь дуу чимээний давтамж багатай байдаг тул хүний чихэнд мэдрэгдэх харьцангуй чанга байдлыг харгалзан дууны түвшинд хэрэглэнэ. А жинлэлтийг дБ-ээр хэмжсэн дууны даралтын түвшинд октавын зурваст жагсаасан утгуудын хүснэгтийг арифметик байдлаар нэмэх замаар хэрэгжүүлдэг.
График дээр 2D Туршилтын бүх оролцогчдын түүхий өгөгдөл (тойрог) болон NMLE загварт суурилуулсан өгөгдлийг (шугам) харуулж байна.
Мэдээллийн дүн шинжилгээ нь дууны бүх хэсгүүд ойролцоогоор ижил сонсогдох үед (эхний болон хоёр дахь туршилтын аль алинд нь) ITD-ийн хажуугийн өөрчлөлтийг тайлбарлах график дахь хажуугийн байдал ба налуу нь дууны эрч хүч буурах тусам буурдаг болохыг харуулсан.
Ийнхүү хоёр дахь туршилтын үр дүн эхний туршилтын үр дүнг баталгаажуулав. Өөрөөр хэлбэл, 1948 онд Жеффрессийн санал болгосон загвар буруу болохыг бодит байдал дээр харуулсан.
Дууны эрч хүч буурах тусам дууны локалчлал улам дорддог бөгөөд Жеффресс хүмүүс дуу чимээг эрчмээс үл хамааран ижил аргаар хүлээн авч, боловсруулдаг гэж үздэг.
Судалгааны нарийн ширийн зүйлстэй илүү дэлгэрэнгүй танилцахын тулд би үзэхийг зөвлөж байна .
Эпилог
Онолын таамаглал, тэдгээрийг баталгаажуулсан практик туршилтууд нь хөхтөн амьтдын тархины мэдрэлийн эсүүд дуут дохионы чиглэлээс хамааран өөр өөр хурдаар идэвхждэг болохыг харуулсан. Дараа нь тархи эдгээр хурдыг процесст оролцож буй бүх мэдрэлийн эсүүдийн хооронд харьцуулж, дууны орчны газрын зургийг динамикаар бий болгодог.
Жеффрессоны загвар нь үнэндээ 100% буруу биш юм, учир нь энэ нь амбаарт шар шувууны дууны эх үүсвэрийн байршлыг төгс тодорхойлоход ашиглаж болно. Тиймээ, амбаар шувууны хувьд дууны эрч хүч хамаагүй, ямар ч тохиолдолд тэд түүний эх үүсвэрийн байрлалыг тодорхойлно. Гэсэн хэдий ч энэ загвар нь rhesus сармагчинтай ажиллахгүй гэдгийг өмнөх туршилтууд харуулсан. Тиймээс Жеффрессоны энэхүү загвар нь бүх амьд биетүүдийн дуу чимээний нутагшлыг дүрсэлж чадахгүй.
Хүний оролцогчидтой хийсэн туршилтууд нь янз бүрийн организмд дууны локализаци өөр өөрөөр явагддаг болохыг дахин нэг удаа баталж байна. Оролцогчдын олонхи нь дуу чимээ багатай байсан тул дуут дохионы эх үүсвэрийн байрлалыг зөв тодорхойлж чадаагүй.
Эрдэмтэд тэдний ажил нь бидний харж байгаа болон сонссон хоёрын хооронд тодорхой төстэй байдлыг харуулсан гэж үздэг. Энэ хоёр үйл явц нь тархины янз бүрийн хэсгүүдийн мэдрэлийн эсийн хурдтай холбоотой бөгөөд энэ ялгааг үнэлэхэд бидний сансар огторгуйд харж буй объектуудын байрлал, бидний сонсож буй дууны эх үүсвэрийн байрлалыг хоёуланг нь тодорхойлдог.
Ирээдүйд судлаачид хүний сонсгол, алсын хараа хоёрын уялдаа холбоог илүү нарийвчлан судлах цуврал туршилтуудыг хийх гэж байгаа нь бидний тархи яг хэрхэн хүрээлэн буй ертөнцийн газрын зургийг хэрхэн динамикаар бүтээж байгааг илүү сайн ойлгох боломжийг бидэнд олгоно.
Анхаарал тавьсанд баярлалаа. Сонирхолтой байгаарай, бүгдээрээ долоо хоногийг сайхан өнгөрүүлээрэй! 🙂
Бидэнтэй хамт байсанд баярлалаа. Манай нийтлэл танд таалагдаж байна уу? Илүү сонирхолтой контент үзэхийг хүсч байна уу? Захиалга өгөх эсвэл найзууддаа санал болгох замаар биднийг дэмжээрэй, , Хабр хэрэглэгчдэд зориулсан 30% хямдралтай, анхан шатны түвшний серверүүдийн өвөрмөц аналогийг бид танд зориулан зохион бүтээжээ. (RAID1 болон RAID10, 24 хүртэлх цөм, 40 ГБ хүртэл DDR4-тэй байх боломжтой).
Dell R730xd 2 дахин хямд байна уу? Зөвхөн энд Нидерландад! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 доллараас! тухай уншина уу
Эх сурвалж: www.habr.com