Id-dinja ta’ madwarna hija mimlija b’kull tip ta’ informazzjoni li moħħna jipproċessa kontinwament. Huwa jirċievi din l-informazzjoni permezz ta 'organi tas-sens, li kull wieħed minnhom huwa responsabbli għas-sehem tiegħu ta' sinjali: għajnejn (viżjoni), ilsien (togħma), imnieħer (riħa), ġilda (mess), apparat vestibolari (bilanċ, pożizzjoni fl-ispazju u sens ta ' piż) u widnejn (ħoss). Billi tgħaqqad sinjali minn dawn l-organi kollha, moħħna jista’ jibni stampa preċiża tal-ambjent tagħna. Iżda mhux l-aspetti kollha ta 'l-ipproċessar ta' sinjali esterni huma magħrufa lilna. Wieħed minn dawn is-sigrieti huwa l-mekkaniżmu għall-lokalizzazzjoni tas-sors tal-ħsejjes.
Ix-xjentisti mil-Laboratorju tan-Newroinġinerija tad-Diskors u s-Smigħ (New Jersey Institute of Technology) ipproponew mudell ġdid tal-proċess newrali tal-lokalizzazzjoni tal-ħoss. Liema proċessi eżatti jseħħu fil-moħħ waqt il-perċezzjoni tal-ħoss, kif moħħna jifhem il-pożizzjoni tas-sors tal-ħoss, u kif din ir-riċerka tista 'tgħin fil-ġlieda kontra difetti tas-smigħ. Nitgħallmu dwar dan mir-rapport tal-grupp ta 'riċerka. Mur.
Bażi tar-riċerka
L-informazzjoni li moħħna jirċievi mis-sensi tagħna hija differenti minn xulxin, kemm f'termini tas-sors tagħha kif ukoll f'termini tal-ipproċessar tagħha. Xi sinjali immedjatament jidhru lill-moħħ tagħna bħala informazzjoni preċiża, filwaqt li oħrajn jeħtieġu proċessi komputazzjonali addizzjonali. Bejn wieħed u ieħor, inħossu mess immedjatament, imma meta nisimgħu ħoss, xorta rridu nsibu minn fejn ġej.
Il-bażi għall-lokalizzazzjoni tal-ħsejjes fil-pjan orizzontali hija interawrali* differenza fil-ħin (ITD minn differenza fil-ħin interawrali) ħsejjes li jilħqu l-widnejn tas-semmiegħ.
Bażi interawrali* - distanza bejn il-widnejn.
Hemm żona speċifika fil-moħħ (iż-żebbuġa superjuri medjali jew MSO) li hija responsabbli għal dan il-proċess. Fil-mument li s-sinjal tal-ħoss jiġi riċevut fl-MVO, id-differenzi fil-ħin interawrali huma kkonvertiti fir-rata ta 'reazzjoni tan-newroni. Il-forma tal-kurvi tal-veloċità tal-ħruġ tal-MBO bħala funzjoni tal-ITD tixbaħ il-forma tal-funzjoni ta 'korrelazzjoni inkroċjata tas-sinjali tal-input għal kull widna.
Kif l-informazzjoni tiġi pproċessata u interpretata fl-MBO għadu mhux ċar għal kollox, u huwa għalhekk li hemm diversi teoriji kontradittorji ħafna. L-aktar teorija famuża u fil-fatt klassika tal-lokalizzazzjoni tal-ħoss hija l-mudell Jeffress (Lloyd A. Jeffress). Hija bbażata fuq linja mmarkata* newroni detector li huma sensittivi għas-sinkronija binaural ta' inputs newrali minn kull widna, b'kull newron ikun sensittiv għall-massimu għal ċertu ammont ta' ITD (1).
Prinċipju tal-linja mmarkata* hija ipoteżi li tispjega kif nervituri differenti, li kollha jużaw l-istess prinċipji fiżjoloġiċi fit-trażmissjoni tal-impulsi tul l-axons tagħhom, huma kapaċi jiġġeneraw sensazzjonijiet differenti. Nervituri strutturalment simili jistgħu jiġġeneraw perċezzjonijiet sensorji differenti jekk ikunu konnessi ma 'newroni uniċi fis-sistema nervuża ċentrali li huma kapaċi jiddekodifikaw sinjali tan-nervituri simili b'modi differenti.
Immaġni #1
Dan il-mudell huwa komputament simili għall-kodifikazzjoni newrali, ibbażat fuq korrelazzjoni inkroċjata mhux kostretta ta 'ħsejjes li jilħqu ż-żewġ widnejn.
Hemm ukoll mudell li jissuġġerixxi li l-lokalizzazzjoni tal-ħoss tista 'tiġi mmudellata bbażata fuq differenzi fil-veloċità tar-rispons ta' ċerti popolazzjonijiet ta 'newroni minn emisferi differenti tal-moħħ, i.e. mudell ta' assimetrija interemisferika (1V).
Sa issa, kien diffiċli li wieħed jiddikjara mingħajr ambigwità liema miż-żewġ teoriji (mudelli) hija korretta, peress li kull wieħed minnhom ibassar dipendenzi differenti tal-lokalizzazzjoni tal-ħoss fuq l-intensità tal-ħoss.
Fl-istudju li qed inħarsu lejh illum, ir-riċerkaturi ddeċidew li jgħaqqdu ż-żewġ mudelli biex jifhmu jekk il-perċezzjoni tal-ħsejjes hijiex ibbażata fuq kodifikazzjoni newrali jew fuq differenzi fir-rispons ta 'popolazzjonijiet newrali individwali. Saru diversi esperimenti li fihom ħadu sehem nies ta’ bejn it-18 u s-27 sena (5 nisa u 7 irġiel). L-awdjometrija tal-parteċipanti (kejl tal-akutezza tas-smigħ) kienet 25 dB jew ogħla bejn 250 u 8000 Hz. Il-parteċipant fl-esperimenti tpoġġa f'kamra li ma tagħmilx ħsara lill-ħoss, li fiha tqiegħed tagħmir speċjali, ikkalibrat bi preċiżjoni għolja. Il-parteċipanti kellhom, malli semgħu sinjal tal-ħoss, jindikaw id-direzzjoni minn fejn ġie.
Riżultati tar-riċerka
Biex tevalwa d-dipendenza lateralizzazzjoni* attività tal-moħħ mill-intensità tal-ħoss bi tweġiba għal newroni ttikkettjati, intużat dejta dwar il-veloċità ta 'reazzjoni tan-newroni fin-nukleu laminari tal-moħħ tal-barn owl.
Lateralità* - asimetrija tan-nofsijiet tax-xellug u tal-lemin tal-ġisem.
Biex tiġi evalwata d-dipendenza tal-lateralizzazzjoni tal-attività tal-moħħ fuq il-veloċità tar-reazzjoni ta 'ċerti popolazzjonijiet ta' newroni, intużat dejta mill-attività tal-colliculus inferjuri tal-moħħ tax-xadini rhesus, u wara ġew ikkalkulati wkoll differenzi fil-veloċità tan-newroni minn emisferi differenti. .
Il-mudell tal-linja mmarkata tan-newroni detector jipprevedi li hekk kif tonqos l-intensità tal-ħoss, il-lateralità tas-sors perċepit se tikkonverġi għal valuri medji simili għall-proporzjon ta 'ħsejjes artab għal ħsejjes qawwija (1S).
Il-mudell tal-asimetrija emisferika, min-naħa tiegħu, jissuġġerixxi li hekk kif l-intensità tal-ħoss tonqos għal livelli qrib il-limitu, il-lateralità perċepita tinbidel lejn il-linja tan-nofs (1D).
F'intensità tal-ħoss ġenerali ogħla, il-lateralizzazzjoni hija mistennija li tkun intensità invarjabbli (inserts in 1S и 1D).
Għalhekk, l-analiżi ta 'kif l-intensità tal-ħoss taffettwa d-direzzjoni perċepita tal-ħoss tippermettilna niddeterminaw b'mod preċiż in-natura tal-proċessi li jseħħu f'dak il-mument - newroni mill-istess żona ġenerali jew newroni minn emisferi differenti.
Ovvjament, il-kapaċità ta' persuna li tiddiskrimina l-ITD tista' tvarja skont l-intensità tal-ħoss. Madankollu, ix-xjentisti jgħidu li huwa diffiċli li jiġu interpretati s-sejbiet preċedenti li jorbtu s-sensittività mal-ITD u l-ġudizzju tas-semmiegħa tad-direzzjoni tas-sors tal-ħoss bħala funzjoni tal-intensità tal-ħoss. Xi studji jgħidu li meta l-intensità tal-ħoss tilħaq limitu tal-konfini, il-lateralità perċepita tas-sors tonqos. Studji oħra jissuġġerixxu li m'hemm l-ebda effett ta 'intensità fuq il-perċezzjoni fil-livelli kollha.
Fi kliem ieħor, ix-xjentisti qed jagħtu ħjiel "bil-mod" li hemm ftit informazzjoni fil-letteratura dwar ir-relazzjoni bejn l-ITD, l-intensità tal-ħoss u d-determinazzjoni tad-direzzjoni tas-sors tagħha. Hemm teoriji li jeżistu bħala tip ta 'axioms, ġeneralment aċċettati mill-komunità xjentifika. Għalhekk, ġie deċiż li jiġu ttestjati fid-dettall it-teoriji, il-mudelli u l-mekkaniżmi possibbli kollha tal-perċezzjoni tas-smigħ fil-prattika.
L-ewwel esperiment kien ibbażat fuq paradigma psikofiżika li ppermettiet l-istudju tal-lateralizzazzjoni bbażata fuq l-ITD bħala funzjoni tal-intensità tal-ħoss fi grupp ta 'għaxar parteċipanti tas-smigħ normali.
Immaġni #2
Is-sorsi tal-ħsejjes ġew speċifikament irranġati biex ikopru l-biċċa l-kbira tal-firxa tal-frekwenza li fiha l-bnedmin huma kapaċi jagħrfu l-ITD, i.e. minn 300 sa 1200 Hz (2).
F'kull prova, is-semmiegħ kellu jindika lateralità perċepita, imkejla bħala funzjoni tal-livell ta 'sensazzjoni, fuq firxa ta' valuri ITD minn 375 sa 375 ms. Biex jiġi ddeterminat l-effett tal-intensità tal-ħoss, intuża mudell ta 'effetti mħallta mhux lineari (NMLE) li kien jinkludi kemm intensità tal-ħoss fissa kif ukoll każwali.
Skeda 2V juri lateralizzazzjoni stmata bi storbju spettralment ċatt f'żewġ intensitajiet tal-ħoss għal semmiegħ rappreżentattiv. U l-iskeda 2S turi d-dejta mhux ipproċessata (ċrieki) u l-mudell NMLE imwaħħal (linji) tas-semmiegħa kollha.
Tabella # 1
It-tabella ta' hawn fuq turi l-parametri kollha NLME. Wieħed jista' jara li l-lateralità perċepita żdiedet maż-żieda fl-ITD, kif stennew ix-xjentisti. Hekk kif l-intensità tal-ħoss naqset, il-perċezzjoni mxiet aktar u aktar lejn il-linja tan-nofs (daħla fil-graff 2C).
Dawn ix-xejriet kienu appoġġjati mill-mudell NLME, li wera effetti sinifikanti ta 'ITD u intensità tal-ħoss fuq grad massimu ta' lateralità, li jappoġġja l-mudell ta 'differenzi interemisferiċi.
Barra minn hekk, limiti awdjometriċi medji għal toni puri kellhom ftit effett fuq lateralità perċepita. Iżda l-intensità tal-ħoss ma affettwatx b'mod sinifikanti l-indikaturi tal-funzjonijiet psikometriċi.
L-għan ewlieni tat-tieni esperiment kien li jiddetermina kif ir-riżultati miksuba fl-esperiment preċedenti jinbidlu meta jitqiesu l-karatteristiċi spettrali tal-istimoli (ħsejjes). Il-ħtieġa li jiġi ttestjat għall-istorbju spettralment ċatt f'intensità baxxa tal-ħoss hija li partijiet tal-ispettru jistgħu ma jinstemgħux u dan jista 'jaffettwa d-determinazzjoni tad-direzzjoni tal-ħoss. Konsegwentement, ir-riżultati tal-ewwel esperiment jistgħu jiġu żbaljati bil-fatt li l-wisa 'tal-parti li tinstema' tal-ispettru tista' tonqos bi tnaqqis fl-intensità tal-ħoss.
Għalhekk, ġie deċiż li jsir esperiment ieħor, iżda bl-użu bil-maqlub Peżat A* storbju
Użin A* applikata għal-livelli tal-ħoss biex titqies il-qawwa relattiva perċepita mill-widna tal-bniedem, peress li l-widna hija inqas sensittiva għal frekwenzi baxxi tal-ħoss. L-ippeżar A huwa implimentat billi żżid b'mod aritmetiku tabella ta' valuri elenkati f'meded ta' ottava mal-livelli tal-pressjoni tal-ħoss imkejla f'dB.
Fuq il-grafika 2D turi d-dejta mhux ipproċessata (ċrieki) u d-dejta (linji) imwaħħla mal-mudell NMLE tal-parteċipanti kollha fl-esperiment.
Analiżi tad-dejta wriet li meta l-partijiet kollha tal-ħoss huma bejn wieħed u ieħor ugwalment jinstemgħu (kemm fl-ewwel kif ukoll fit-tieni prova), il-lateralità perċepita u l-inklinazzjoni fil-graff li tispjega l-bidla fil-lateralità b'ITD tonqos bi tnaqqis fl-intensità tal-ħoss.
Għalhekk, ir-riżultati tat-tieni esperiment ikkonfermaw ir-riżultati tal-ewwel. Jiġifieri, fil-prattika intwera li l-mudell propost lura fl-1948 minn Jeffress mhuwiex korrett.
Jirriżulta li l-lokalizzazzjoni tal-ħoss tmur għall-agħar hekk kif tonqos l-intensità tal-ħoss, u Jeffress jemmen li l-ħsejjes huma pperċepiti u pproċessati mill-bnedmin bl-istess mod, irrispettivament mill-intensità tagħhom.
Għal familjarità aktar dettaljata mal-sfumaturi tal-istudju, nirrakkomanda li tħares lejn .
Epilogue
Suppożizzjonijiet teoretiċi u esperimenti prattiċi li jikkonfermawhom urew li n-newroni tal-moħħ fil-mammiferi huma attivati b'rati differenti skont id-direzzjoni tas-sinjal tal-ħoss. Il-moħħ imbagħad iqabbel dawn il-veloċitajiet bejn in-newroni kollha involuti fil-proċess biex jibni b'mod dinamiku mappa tal-ambjent tal-ħoss.
Il-mudell ta 'Jeffresson fil-fatt mhuwiex 100% ħażin, peress li jista' jintuża biex jiddeskrivi perfettament il-lokalizzazzjoni tas-sors tal-ħoss fil-barn owls. Iva, għall-kokki l-intensità tal-ħoss ma jimpurtax; fi kwalunkwe każ, huma jiddeterminaw il-pożizzjoni tas-sors tiegħu. Madankollu, dan il-mudell ma jaħdimx max-xadini rhesus, kif wrew esperimenti preċedenti. Għalhekk, dan il-mudell Jeffresson ma jistax jiddeskrivi l-lokalizzazzjoni tal-ħsejjes għall-affarijiet ħajjin kollha.
Esperimenti ma 'parteċipanti umani għal darb'oħra kkonfermaw li l-lokalizzazzjoni tal-ħoss isseħħ b'mod differenti f'organiżmi differenti. Ħafna mill-parteċipanti ma setgħux jiddeterminaw b'mod korrett il-pożizzjoni tas-sors tas-sinjali tal-ħoss minħabba l-intensità baxxa tal-ħsejjes.
Ix-xjentisti jemmnu li x-xogħol tagħhom juri ċertu xebh bejn kif naraw u kif nisimgħu. Iż-żewġ proċessi huma assoċjati mal-veloċità tan-newroni f’partijiet differenti tal-moħħ, kif ukoll mal-valutazzjoni ta’ din id-differenza biex tiddetermina kemm il-pożizzjoni tal-oġġetti li naraw fl-ispazju kif ukoll il-pożizzjoni tas-sors tal-ħoss li nisimgħu.
Fil-futur, ir-riċerkaturi se jwettqu sensiela ta 'esperimenti biex jeżaminaw f'aktar dettall il-konnessjoni bejn is-smigħ tal-bniedem u l-viżjoni, li se jippermettulna nifhmu aħjar kif eżattament il-moħħ tagħna jibni dinamikament mappa tad-dinja ta' madwarna.
Grazzi talli qrajt, ibqgħu kurjużi u għandkom ġimgħa mill-aqwa guys! 🙂
Grazzi talli bqajt magħna. Tħobb l-artikoli tagħna? Trid tara aktar kontenut interessanti? Appoġġuna billi tagħmel ordni jew tirrakkomanda lill-ħbieb, , Roħs ta' 30% għall-utenti ta' Habr fuq analogu uniku ta' servers ta' livell ta' dħul, li ġie ivvintat minna għalik: (disponibbli b'RAID1 u RAID10, sa 24 core u sa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 darbiet orħos? Hawn biss fl-Olanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - minn $99! Aqra dwar
Sors: www.habr.com