آواز لوڪلائيزيشن: دماغ ڪيئن آواز جي ذريعن کي سڃاڻي ٿو

آواز لوڪلائيزيشن: دماغ ڪيئن آواز جي ذريعن کي سڃاڻي ٿو

اسان جي چوڌاري دنيا هر قسم جي معلومات سان ڀريل آهي جيڪا اسان جو دماغ مسلسل عمل ڪري ٿو. هو اها معلومات حسي اعضن ذريعي حاصل ڪري ٿو، جن مان هر هڪ پنهنجي حصي جي سگنلن جو ذميوار آهي: اکيون (وژن)، زبان (ذائقو)، نڪ (بو)، چمڙي (ٽچ)، ويسٽبلر اپريٽس (توازن، خلا ۾ پوزيشن ۽ احساس جي احساس). وزن) ۽ ڪن (آواز). انهن سڀني عضون مان سگنلن کي گڏ ڪرڻ سان، اسان جو دماغ اسان جي ماحول جي صحيح تصوير ٺاهي سگهي ٿو. پر خارجي سگنلن جي پروسيسنگ جا سڀئي پهلو اسان کي معلوم نه آهن. انهن رازن مان هڪ آهي آوازن جي ماخذ کي مقامي ڪرڻ جو ميکانيزم.

ليبارٽري آف نيورو انجينيئرنگ آف اسپيچ اينڊ هيئرنگ (نيو جرسي انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي) جي سائنسدانن صوتي لوڪلائيزيشن جي اعصابي عمل جو هڪ نئون نمونو پيش ڪيو آهي. آواز جي تصور دوران دماغ ۾ ڪهڙا صحيح عمل ٿين ٿا، اسان جو دماغ آواز جي ماخذ جي پوزيشن کي ڪيئن سمجهي ٿو، ۽ هي تحقيق ٻڌڻ جي خرابين جي خلاف جنگ ۾ ڪيئن مدد ڪري سگهي ٿي. اسان ان بابت تحقيقاتي گروپ جي رپورٽ مان سکندا آهيون. وڃ.

تحقيق جو بنياد

معلومات اسان جو دماغ اسان جي حواس مان حاصل ڪري ٿو، هڪ ٻئي کان مختلف آهي، ان جي ذريعن جي لحاظ کان ۽ ان جي پروسيسنگ جي لحاظ کان. ڪجهه سگنل اسان جي دماغ کي فوري طور تي صحيح معلومات طور ظاهر ٿيندا آهن، جڏهن ته ٻين کي اضافي ڪمپيوٽيشنل پروسيس جي ضرورت هوندي آهي. عام طور تي ڳالهائڻ، اسان کي فوري طور تي هڪ رابطي محسوس ٿئي ٿي، پر جڏهن اسان هڪ آواز ٻڌون ٿا، اسان کي اڃا تائين اهو ڳولڻو پوندو ته اهو ڪٿان اچي ٿو.

افقي جهاز ۾ آوازن کي مقامي ڪرڻ جو بنياد آهي اندروني* وقت جو فرق (ITD کان وقت جي وچ ۾ فرق) آواز ٻڌندڙ جي ڪنن تائين پهچي ٿو.

اندروني بنياد * - ڪنن جي وچ ۾ فاصلو.

دماغ ۾ ھڪڙو مخصوص علائقو آھي (ميڊيل اعلي زيتون يا MSO) جيڪو ھن عمل لاء ذميوار آھي. هن وقت MVO ۾ صوتي سگنل ملي ٿو، اندروني وقت جي فرق کي نيورون جي رد عمل جي شرح ۾ تبديل ڪيو ويو آهي. ITD جي فنڪشن جي طور تي MBO ٻاھرين رفتار واري وکر جي شڪل ھر ڪن لاءِ ان پٽ سگنلن جي ڪراس-رابطي واري فنڪشن جي شڪل وانگر آھي.

MBO ۾ معلومات ڪيئن پروسيس ۽ تشريح ڪئي وئي آهي، اهو مڪمل طور تي واضح ناهي، ڇو ته اتي ڪيترائي متضاد نظريا آهن. آواز لوڪلائيزيشن جو سڀ کان مشهور ۽ حقيقت ۾ ڪلاسيڪل نظريو جيفريس ماڊل آهي (لوئڊ اي جيفريس). ان تي ٻڌل آهي نشان لڳل لائن* ڊيڪٽر نيورسن جيڪي هر ڪن مان نيورل انپٽس جي بائنورل هم وقت سازي لاءِ حساس هوندا آهن، هر نيورون سان گڏ ITD جي هڪ خاص مقدار سان تمام گهڻو حساس هوندو آهي (1A).

نشان لڳل لائن اصول* اهو هڪ مفروضو آهي جيڪو بيان ڪري ٿو ته ڪيئن مختلف اعصاب، اهي سڀئي ساڳيا جسماني اصول استعمال ڪن ٿا انهن جي محور تي تسلسل کي منتقل ڪرڻ ۾، مختلف احساس پيدا ڪرڻ جي قابل آهن. ساختي طور تي ساڳيا اعصاب مختلف حسياتي تاثرات پيدا ڪري سگھن ٿا جيڪڏهن اهي مرڪزي نروس سسٽم ۾ منفرد نيورسن سان ڳنڍيل آهن جيڪي مختلف طريقن سان ساڳي اعصاب سگنل کي ڊيڪوڊنگ ڪرڻ جي قابل آهن.

آواز لوڪلائيزيشن: دماغ ڪيئن آواز جي ذريعن کي سڃاڻي ٿو
تصوير #1

هي ماڊل ڪمپيوٽري طور تي نيورل ڪوڊنگ سان ملندڙ جلندڙ آهي، ٻنهي ڪنن تائين پهچندڙ آوازن جي غير محدود ڪراس-رابطي جي بنياد تي.

اتي پڻ ھڪڙو نمونو آھي جيڪو مشورو ڏئي ٿو ته آواز لوڪلائيزيشن کي ماڊل ڪري سگھجي ٿو دماغ جي مختلف اڌ گولن مان نيورون جي مخصوص آبادي جي ردعمل جي رفتار ۾ فرق جي بنياد تي، يعني. interhemispheric asymmetry جو ماڊل (1B).

هينئر تائين، اهو واضح طور تي بيان ڪرڻ ڏکيو هو ته ٻن نظرين مان ڪهڙو (ماڊل) صحيح آهي، ڇاڪاڻ ته انهن مان هر هڪ آواز جي شدت تي آواز جي لوڪلائيزيشن جي مختلف انحصار جي اڳڪٿي ڪري ٿو.

مطالعي ۾ جيڪو اسان اڄ ڏسي رهيا آهيون، محقق ٻنهي ماڊل کي گڏ ڪرڻ جو فيصلو ڪيو ته ڇا آوازن جو تصور اعصابي ڪوڊنگ تي ٻڌل آهي يا انفرادي نيورل آبادي جي ردعمل ۾ اختلافن تي. ڪيترائي تجربا ڪيا ويا جن ۾ 18 کان 27 سالن جي ماڻهن (5 عورتون ۽ 7 مرد) حصو ورتو. شرڪت ڪندڙن جي آڊيميٽري (ٻڌڻ جي رفتار جي ماپ) 25 dB يا وڌيڪ 250 ۽ 8000 Hz جي وچ ۾ هئي. تجربن ۾ حصو وٺندڙ هڪ سائونڊ پروف روم ۾ رکيل هو، جنهن ۾ خاص سامان رکيل هو، وڏي درستگي سان حساب ڪتاب ڪيو ويو. شرڪت ڪندڙن کي، ھڪڙو آواز سگنل ٻڌڻ تي، ھدايت ڪرڻ گھرجي جنھن کان اھو آيو آھي.

تحقيق جا نتيجا

انحصار جو اندازو لڳائڻ پس منظر* ليبل ٿيل نيورسن جي جواب ۾ آواز جي شدت کان دماغي سرگرمي، برن الول دماغ جي لامينار نيوڪليس ۾ نيورون جي رد عمل جي رفتار تي ڊيٽا استعمال ڪئي وئي.

پس منظر* - جسم جي کاٻي ۽ ساڄي حصن جي برابري.

نيوران جي ڪجهه آبادي جي رد عمل جي رفتار تي دماغي سرگرمي جي پسماندگي جي انحصار کي جانچڻ لاءِ، ريسس بندر جي دماغ جي انفيريئر ڪوليڪيولس جي سرگرمي مان ڊيٽا استعمال ڪئي وئي، جنهن کان پوءِ مختلف اڌ گولن جي نيورسن جي رفتار ۾ فرق پڻ حساب ڪيو ويو. .

ڊيڪٽر نيورسن جو نشان ٿيل لائين ماڊل اڳڪٿي ڪري ٿو ته جيئن آواز جي شدت گھٽجي ويندي آهي، تيئن سمجھيل ماخذ جي پسماندگيءَ جو مطلب قدرن ۾ بدلجي ويندو، جيئن نرم ۽ بلند آوازن جي تناسب سان ().

هيمسفرڪ اسيميٽري ماڊل، موڙ ۾، اهو مشورو ڏئي ٿو ته جيئن آواز جي شدت گهٽجي ويندي حد جي ويجھو سطح تائين، سمجهيل پسماندگي وچين لڪير جي طرف منتقل ٿيندي (1D).

وڌيڪ مجموعي آواز جي شدت تي، پسماندگيءَ جي توقع ڪئي وڃي ٿي ته شدت انديشي (Insets in и 1D).

تنهن ڪري، اهو تجزيو ڪرڻ ته ڪيئن آواز جي شدت آواز جي سمجھيل هدايت تي اثر انداز ٿئي ٿي، اسان کي ان وقت ٿيڻ واري عمل جي نوعيت کي صحيح طور تي طئي ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي - ساڳئي عام علائقي مان نيورون يا مختلف گول گولن کان نيورون.

واضح طور تي، هڪ شخص جي ITD کي فرق ڪرڻ جي صلاحيت مختلف ٿي سگهي ٿي آواز جي شدت جي لحاظ سان. بهرحال، سائنسدانن جو چوڻ آهي ته اڳئين نتيجن جي تشريح ڪرڻ ڏکيو آهي ITD سان حساسيت کي ڳنڍڻ ۽ آواز جي شدت جي ڪم جي طور تي آواز جي ماخذ جي هدايت جي ٻڌندڙن جو فيصلو. ڪجهه مطالعي جو چوڻ آهي ته جڏهن آواز جي شدت هڪ حد جي حد تائين پهچي ٿي، ذريعن جي سمجهه واري پسماندگي گھٽجي ٿي. ٻيا اڀياس پيش ڪن ٿا ته شدت جو ڪو به اثر نه آهي تصور تي.

ٻين لفظن ۾، سائنسدان "آهستگي سان" اشارو ڪري رهيا آهن ته ادب ۾ ITD، آواز جي شدت ۽ ان جي ماخذ جي هدايت کي طئي ڪرڻ جي وچ ۾ لاڳاپا جي حوالي سان ٿوري معلومات آهي. اهڙا نظريا آهن جيڪي هڪ قسم جي محور طور موجود آهن، عام طور تي سائنسي ڪميونٽي طرفان قبول ڪيو ويو آهي. تنهن ڪري، اهو فيصلو ڪيو ويو ته تفصيل سان سڀني نظريات، ماڊلز ۽ عمل ۾ ٻڌڻ جي امڪاني ميکانيزم کي جانچيو وڃي.

پهريون تجربو هڪ نفسياتي نموني تي مبني هو جنهن کي اجازت ڏني وئي ITD-based lateralization جي مطالعي کي ڏهن عام ٻڌڻ وارن شرڪت ڪندڙن جي هڪ گروپ ۾ آواز جي شدت جي فنڪشن جي طور تي.

آواز لوڪلائيزيشن: دماغ ڪيئن آواز جي ذريعن کي سڃاڻي ٿو
تصوير #2

آواز جا ذريعا خاص طور تي ترتيب ڏني وئي ته جيئن اڪثر فريڪوئنسي رينج کي ڍڪي، جنهن ۾ انسان ITD کي ڳولڻ جي قابل آهن، يعني. 300 کان 1200 هز تائين (2A).

هر آزمائش تي، ٻڌندڙن کي سمجھڻ واري پسماندگي کي ظاهر ڪرڻو پوندو، حساس سطح جي فنڪشن جي طور تي ماپي وئي، 375 کان 375 ms تائين ITD قدرن جي حد تائين. آواز جي شدت جي اثر کي طئي ڪرڻ لاء، هڪ غير لائنر مخلوط اثرات ماڊل (NMLE) استعمال ڪيو ويو جنهن ۾ مقرر ۽ بي ترتيب واري آواز جي شدت شامل هئي.

گراف 2B نمائندي ٻڌندڙن لاءِ ٻن آوازن جي شدت تي spectrally فليٽ شور سان اندازي مطابق پس منظر جو مظاهرو ڪري ٿو. ۽ شيڊول سڀني ٻڌندڙن جي خام ڊيٽا (حلقن) ۽ نصب ٿيل NMLE ماڊل (لائنز) ڏيکاري ٿو.

آواز لوڪلائيزيشن: دماغ ڪيئن آواز جي ذريعن کي سڃاڻي ٿو
ٽيبل نمبر 1

مٿي ڏنل جدول سڀني NLME پيٽرولن کي ڏيکاري ٿو. اهو ڏسي سگھجي ٿو ته سمجھي ورهاڱي ۾ واڌ آئي ٽي ڊي سان وڌي وئي، جيئن سائنسدانن جي توقع ڪئي وئي. جيئن آواز جي شدت گهٽجي وئي، تصور وڌيڪ کان وڌيڪ وچين لڪير ڏانهن منتقل ڪيو ويو (گراف ۾ داخل ٿيو 2C).

انهن رجحانن کي NLME ماڊل جي حمايت ڪئي وئي، جنهن ۾ ITD جا اهم اثر ڏيکاريا ويا ۽ آواز جي شدت وڌ کان وڌ پسماندگيءَ تي، وچولي گولي جي فرق جي ماڊل جي حمايت ڪندي.

ان کان سواء، خالص ٽونز لاء آڊيو ميٽرڪ حد جو مطلب سمجھي ورثي تي ٿورو اثر پيو. پر آواز جي شدت خاص طور تي نفسياتي ڪم جي اشارن تي اثر انداز نه ڪيو.

ٻئي تجربي جو بنيادي مقصد اهو طئي ڪرڻ هو ته اڳئين تجربي ۾ حاصل ڪيل نتيجا ڪيئن تبديل ٿيندا جڏهن محرڪن (آوازن) جي چشمي خاصيتن کي مدنظر رکيو ويندو. گھٽ آواز جي شدت تي spectrally فليٽ شور جي جانچ ڪرڻ جي ضرورت اها آهي ته اسپيڪرم جا حصا ٻڌڻ لائق نه هوندا ۽ اهو آواز جي هدايت جي تعين کي متاثر ڪري سگهي ٿو. نتيجي طور، پهرئين تجربي جي نتيجن کي غلطيءَ سان سمجهي سگهجي ٿو ته اسپيڪٽرم جي ٻڌڻ واري حصي جي چوٽي آواز جي شدت ۾ گهٽتائي سان گهٽجي سگهي ٿي.

تنهن ڪري، اهو فيصلو ڪيو ويو ته هڪ ٻيو تجربو ڪيو وڃي، پر ريورس استعمال ڪندي وزني * شور

الف وزن* آواز جي سطحن تي لاڳو ڪيو ويو آهي حساب ۾ رکڻ لاءِ ته انساني ڪن جي لاڳاپا بلند آواز کي نظر ۾ رکڻ لاءِ ، ڇاڪاڻ ته ڪن گهٽ آواز جي تعدد لاءِ گهٽ حساس هوندو آهي. A-وزن تي عمل ڪيو ويندو آهي رياضياتي طور تي octave بينڊ ۾ درج ڪيل قدرن جي جدول کي شامل ڪندي ماپيل آواز جي دٻاءَ جي سطحن تي ڊي بي.

چارٽ تي 2D ڏيکاري ٿو خام ڊيٽا (حلقون) ۽ NMLE ماڊل-فٽ ٿيل ڊيٽا (لائنز) تجربن ۾ سڀني شرڪت ڪندڙن جي.

ڊيٽا جي تجزيي مان معلوم ٿئي ٿو ته جڏهن آواز جا سڀئي حصا تقريباً هڪجهڙا ٻڌڻ لائق آهن (ٻئي پهرئين ۽ ٻئي آزمائشي ۾)، سمجھيل پسماندگي ۽ گراف ۾ سلپ کي بيان ڪري ٿو ته پسماندگيءَ ۾ تبديلي آئي ٽي ڊي جي گھٽتائي سان آواز جي شدت سان گھٽجي ٿي.

اهڙيء طرح، ٻئي تجربن جي نتيجن کي پهرين جي نتيجن جي تصديق ڪئي. اهو آهي، عملي طور تي اهو ظاهر ڪيو ويو آهي ته 1948 ۾ جيفريس پاران پيش ڪيل ماڊل صحيح ناهي.

اهو ظاهر ٿئي ٿو ته آواز جي لوڪلائيزيشن خراب ٿي ويندي آهي جيئن آواز جي شدت گهٽجي ويندي آهي، ۽ جيفريس اهو مڃيو آهي ته آواز انسانن طرفان ساڳيء طرح سمجهي ۽ پروسيس ڪيا ويندا آهن، انهن جي شدت کان سواء.

مطالعي جي nuances سان وڌيڪ تفصيلي واقفيت لاء، مون کي ڏسڻ جي صلاح سائنسدانن جي رپورٽ.

چرچا

نظرياتي مفروضن ۽ عملي تجربا انهن جي تصديق ڪن ٿا ته ٿلهي جانورن ۾ دماغي نيورون مختلف شرحن تي چالو ٿين ٿا آواز سگنل جي هدايت جي لحاظ سان. دماغ وري انهن رفتارن جي مقابلي ۾ سڀني نيورسن جي وچ ۾ عمل ۾ شامل آهي متحرڪ طور تي آواز جي ماحول جو نقشو ٺاهي ٿو.

جيفريسن جو ماڊل اصل ۾ 100 سيڪڙو غلط ناهي، ڇاڪاڻ ته اهو استعمال ڪري سگهجي ٿو مڪمل طور تي بيان ڪرڻ لاءِ آواز جي ماخذ جي لوڪلائيزيشن کي بارن الوز ۾. ها، بارن الهه لاءِ آواز جي شدت ڪا اهميت نه رکي؛ ڪنهن به صورت ۾، اهي ان جي ماخذ جي پوزيشن جو تعين ڪندا. بهرحال، هي ماڊل ريسس بندر سان ڪم نٿو ڪري، جيئن اڳوڻو تجربو ڏيکاريو ويو آهي. تنهن ڪري، هي Jeffresson ماڊل سڀني جاندار شين لاء آوازن جي مقامي ڪرڻ کي بيان نٿو ڪري سگهي.

انساني شرڪت ڪندڙن سان تجربن هڪ ڀيرو ٻيهر تصديق ڪئي آهي ته آواز جي لوڪلائيزيشن مختلف جاندارن ۾ مختلف طريقي سان ٿيندي آهي. ڪيترن ئي شرڪت ڪندڙن آوازن جي گھٽ شدت جي ڪري صوتي سگنل جي ماخذ جي پوزيشن کي صحيح طور تي طئي ڪرڻ ۾ ناڪام ٿي ويا.

سائنسدانن جو يقين آهي ته انهن جو ڪم ڪجهه هڪجهڙائي ڏيکاري ٿو ته اسان ڪيئن ڏسون ٿا ۽ ڪيئن ٻڌون ٿا. ٻئي عمل دماغ جي مختلف حصن ۾ نيورون جي رفتار سان لاڳاپيل آهن، انهي سان گڏ هن فرق جي تشخيص سان ٻنهي شين جي پوزيشن کي طئي ڪرڻ لاء جيڪو اسان خلا ۾ ڏسون ٿا ۽ آواز جي ماخذ جي پوزيشن جو اسان ٻڌون ٿا.

مستقبل ۾، محقق انساني ٻڌڻ ۽ ڏسڻ جي وچ ۾ رابطي کي وڌيڪ تفصيل سان جانچڻ لاءِ تجربن جو هڪ سلسلو جاري ڪرڻ وارا آهن، جيڪي اسان کي بهتر طور تي سمجهڻ جي اجازت ڏين ٿا ته ڪيئن اسان جو دماغ متحرڪ طور تي اسان جي چوڌاري دنيا جو نقشو ٺاهي ٿو.

پڙهڻ لاءِ مهرباني، تجسس رهو ۽ سٺو هفتو دوستو! 🙂

اسان سان گڏ رهڻ لاء توهان جي مهرباني. ڇا توهان اسان جا مضمون پسند ڪندا آهيو؟ وڌيڪ دلچسپ مواد ڏسڻ چاهيو ٿا؟ آرڊر ڏيڻ يا دوستن کي سفارش ڪندي اسان جي مدد ڪريو، ڪلائوڊ VPS ڊولپرز لاءِ $4.99 کان, 30% رعايت Habr استعمال ڪندڙن لاءِ انٽري ليول سرورز جي هڪ منفرد اينالاگ تي، جيڪا اسان توهان لاءِ ايجاد ڪئي هئي: VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps جي باري ۾ سڄي حقيقت $20 کان يا سرور ڪيئن شيئر ڪجي؟ (RAID1 ۽ RAID10 سان دستياب آهي، 24 ڪور تائين ۽ 40GB DDR4 تائين).

ڊيل R730xd 2 ڀيرا سستا؟ صرف هتي 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV $199 کان هالينڊ ۾! ڊيل R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - $99 کان! جي باري ۾ پڙهو انفراسٽرڪچر ڪارپوريشن ڪيئن ٺاهيو. ڪلاس ڊيل R730xd E5-2650 v4 سرورز جي استعمال سان 9000 يورو جي قيمت هڪ پني لاءِ؟

جو ذريعو: www.habr.com

تبصرو شامل ڪريو