Ulimwengu unaotuzunguka umejaa kila aina ya habari ambayo ubongo wetu huchakata kila mara. Anapokea habari hii kupitia viungo vya hisi, ambayo kila moja inawajibika kwa sehemu yake ya ishara: macho (maono), ulimi (ladha), pua (harufu), ngozi (kugusa), vifaa vya vestibular (usawa, msimamo katika nafasi na hisia. uzito) na masikio (sauti). Kwa kuchanganya ishara kutoka kwa viungo hivi vyote, ubongo wetu unaweza kujenga picha sahihi ya mazingira yetu. Lakini sio vipengele vyote vya usindikaji wa ishara za nje vinajulikana kwetu. Mojawapo ya siri hizi ni utaratibu wa kuainisha chanzo cha sauti.
Wanasayansi kutoka Maabara ya Neuroengineering of Speech and Hearing (Taasisi ya Teknolojia ya New Jersey) wamependekeza mtindo mpya wa mchakato wa neva wa ujanibishaji wa sauti. Ni michakato gani hasa hutokea katika ubongo wakati wa utambuzi wa sauti, jinsi ubongo wetu unavyoelewa nafasi ya chanzo cha sauti, na jinsi utafiti huu unavyoweza kusaidia katika kupambana na kasoro za kusikia. Tunajifunza kuhusu hili kutokana na ripoti ya kikundi cha utafiti. Nenda.
Msingi wa utafiti
Habari ambayo ubongo wetu hupokea kutoka kwa hisi zetu hutofautiana kutoka kwa kila mmoja, kwa suala la chanzo chake na kwa suala la usindikaji wake. Baadhi ya ishara huonekana mara moja kwenye ubongo wetu kama taarifa sahihi, huku nyingine zinahitaji michakato ya ziada ya kukokotoa. Kwa kusema, tunahisi mguso mara moja, lakini tunaposikia sauti, bado tunapaswa kupata inatoka wapi.
Msingi wa ujanibishaji wa sauti katika ndege ya usawa ni interaural* tofauti ya wakati (ITD kutoka tofauti ya wakati wa interaural) sauti zinazofika masikioni mwa msikilizaji.
Msingi wa kimataifa* - umbali kati ya masikio.
Kuna eneo maalum katika ubongo (mzeituni bora wa kati au MSO) ambayo inawajibika kwa mchakato huu. Kwa sasa mawimbi ya sauti yanapokewa katika MVO, tofauti za wakati wa mwingiliano hubadilishwa kuwa kasi ya mwitikio wa niuroni. Umbo la mikondo ya kasi ya pato la MBO kama kipengele cha kukokotoa cha ITD inafanana na umbo la chaguo la kukokotoa la uunganisho mtambuka wa mawimbi ya pembejeo kwa kila sikio.
Jinsi habari inavyochakatwa na kufasiriwa katika MBO bado haijawa wazi kabisa, ndiyo maana kuna nadharia nyingi zinazokinzana. Nadharia maarufu zaidi na ya kitambo ya ujanibishaji wa sauti ni mfano wa Jeffress (Lloyd A. Jeffress) Inategemea mstari uliowekwa alama* nyuroni za kigunduzi ambazo ni nyeti kwa upatanishi wa binaural wa pembejeo za neva kutoka kwa kila sikio, huku kila niuroni ikiwa nyeti kwa kiwango fulani cha ITD (1A).
Kanuni ya mstari uliowekwa alama* ni dhana inayoeleza jinsi neva mbalimbali, ambazo zote hutumia kanuni zilezile za kifiziolojia katika kupitisha msukumo kwenye akzoni zao, zinavyoweza kutoa hisia tofauti. Neva zinazofanana kimuundo zinaweza kutoa mitazamo tofauti ya hisi ikiwa zimeunganishwa na niuroni za kipekee katika mfumo mkuu wa neva ambazo zina uwezo wa kusimbua mawimbi sawa ya neva kwa njia tofauti.
Picha #1
Muundo huu kwa hesabu unafanana na usimbaji wa neva, kwa kuzingatia uwiano usiodhibitiwa wa sauti zinazofikia masikio yote mawili.
Pia kuna mfano ambao unaonyesha kuwa ujanibishaji wa sauti unaweza kuwa mfano kulingana na tofauti katika kasi ya majibu ya idadi fulani ya neurons kutoka hemispheres tofauti za ubongo, i.e. mfano wa asymmetry ya interhemispheric (1V).
Hadi sasa, ilikuwa vigumu kusema bila utata ni ipi kati ya nadharia mbili (mifano) iliyo sahihi, ikizingatiwa kwamba kila moja yao inatabiri utegemezi tofauti wa ujanibishaji wa sauti juu ya kiwango cha sauti.
Katika utafiti tunaouangalia leo, watafiti waliamua kuchanganya miundo yote miwili ili kuelewa kama mtazamo wa sauti unatokana na usimbaji wa neva au tofauti za mwitikio wa idadi ya watu binafsi ya neva. Majaribio kadhaa yalifanyika ambapo watu wenye umri wa miaka 18 hadi 27 (wanawake 5 na wanaume 7) walishiriki. Audiometry ya washiriki (kipimo cha uwezo wa kusikia) kilikuwa 25 dB au zaidi kati ya 250 na 8000 Hz. Mshiriki katika majaribio aliwekwa kwenye chumba kisicho na sauti, ambacho vifaa maalum viliwekwa, vilivyowekwa kwa usahihi wa juu. Washiriki walipaswa, baada ya kusikia ishara ya sauti, kuonyesha mwelekeo ambao ulitoka.
Matokeo ya utafiti
Ili kutathmini utegemezi lateralization* shughuli za ubongo kutoka kwa nguvu ya sauti katika kukabiliana na niuroni zilizo na lebo, data juu ya kasi ya mmenyuko wa niuroni katika kiini cha lamina cha ubongo wa bundi wa ghalani ilitumiwa.
Laterality* - asymmetry ya nusu ya kushoto na ya kulia ya mwili.
Ili kutathmini utegemezi wa uboreshaji wa shughuli za ubongo juu ya kasi ya athari ya idadi fulani ya neurons, data kutoka kwa shughuli ya colliculus ya chini ya ubongo wa tumbili wa rhesus ilitumiwa, baada ya hapo tofauti za kasi ya neurons kutoka kwa hemispheres tofauti zilihesabiwa kwa kuongeza. .
Muundo wa mstari uliowekwa alama wa nyuroni za kigunduzi hutabiri kuwa nguvu ya sauti inavyopungua, usawa wa chanzo kinachotambulika utaungana kumaanisha maadili sawa na uwiano wa sauti laini hadi kubwa (1C).
Muundo wa ulinganifu wa hemispheric, kwa upande wake, unapendekeza kwamba kadri nguvu ya sauti inavyopungua hadi karibu na viwango vya juu, ulinganifu unaotambulika utasogea kuelekea mstari wa kati (1D).
Katika kiwango cha juu cha sauti kwa ujumla, uwekaji kando unatarajiwa kuwa badiliko la nguvu (inaingia 1C ΠΈ 1D).
Kwa hivyo, kuchambua jinsi nguvu ya sauti inavyoathiri mwelekeo unaotambulika wa sauti huturuhusu kuamua kwa usahihi asili ya michakato inayotokea wakati huo - niuroni kutoka eneo moja la jumla au niuroni kutoka kwa hemispheres tofauti.
Kwa wazi, uwezo wa mtu wa kubagua ITD unaweza kutofautiana kulingana na ukubwa wa sauti. Hata hivyo, wanasayansi wanasema ni vigumu kutafsiri matokeo ya awali yanayounganisha unyeti kwa ITD na uamuzi wa wasikilizaji wa mwelekeo wa chanzo cha sauti kama kazi ya nguvu ya sauti. Baadhi ya tafiti zinasema kwamba wakati kiwango cha sauti kinafikia kizingiti cha mpaka, uelewa wa upande wa chanzo hupungua. Tafiti zingine zinaonyesha kuwa hakuna athari ya nguvu kwenye mtazamo hata kidogo.
Kwa maneno mengine, wanasayansi wanadokeza "kwa upole" kwamba kuna habari kidogo katika fasihi kuhusu uhusiano kati ya ITD, nguvu ya sauti na kuamua mwelekeo wa chanzo chake. Kuna nadharia ambazo zipo kama aina ya axioms, inayokubaliwa kwa ujumla na jamii ya kisayansi. Kwa hiyo, iliamuliwa kupima kwa undani nadharia zote, mifano na taratibu zinazowezekana za mtazamo wa kusikia katika mazoezi.
Jaribio la kwanza lilitokana na dhana ya kisaikolojia ambayo iliruhusu utafiti wa uimarishaji wa msingi wa ITD kama utendaji wa nguvu ya sauti katika kundi la washiriki kumi wa kawaida wa kusikia.
Picha #2
Vyanzo vya sauti vilirekebishwa mahususi ili kufunika masafa mengi ambayo wanadamu wanaweza kutambua ITD, i.e. kutoka 300 hadi 1200 Hz (2A).
Katika kila jaribio, msikilizaji alilazimika kuonyesha ulinganifu unaotambuliwa, unaopimwa kama utendaji wa kiwango cha mhemko, juu ya anuwai ya maadili ya ITD kutoka 375 hadi 375 ms. Ili kubaini athari ya ukubwa wa sauti, muundo wa athari mchanganyiko usio na mstari (NMLE) ulitumiwa ambao ulijumuisha kiwango cha sauti kisichobadilika na nasibu.
Ratiba 2V huonyesha ukadiriaji wa kukadiria na kelele tambarare inayoonekana kwa kasi mbili za sauti kwa msikilizaji mwakilishi. Na ratiba 2C inaonyesha data ghafi (miduara) na modeli ya NMLE (mistari) iliyowekwa ya wasikilizaji wote.
Jedwali Nambari 1
Jedwali hapo juu linaonyesha vigezo vyote vya NLME. Inaweza kuonekana kuwa ulinganifu unaotambulika uliongezeka kwa kuongezeka kwa ITD, kama wanasayansi walivyotarajia. Kadiri ukubwa wa sauti unavyopungua, mtizamo ulisogezwa zaidi na zaidi kuelekea mstari wa kati (weka kwenye grafu. 2C).
Mitindo hii iliungwa mkono na mfano wa NLME, ambao ulionyesha athari kubwa za ITD na ukali wa sauti kwenye kiwango cha juu cha usawa, kusaidia mfano wa tofauti za interhemispheric.
Kwa kuongeza, vizingiti vya maana vya audiometric kwa tani safi vilikuwa na athari ndogo juu ya uelewa wa baadaye. Lakini nguvu ya sauti haikuathiri sana viashiria vya kazi za kisaikolojia.
Lengo kuu la jaribio la pili lilikuwa kuamua jinsi matokeo yaliyopatikana katika jaribio la awali yangebadilika wakati wa kuzingatia vipengele vya spectral vya vichocheo (sauti). Haja ya kupima kelele tambarare inayoonekana katika kiwango cha chini cha sauti ni kwamba sehemu za masafa haziwezi kusikika na hii inaweza kuathiri uamuzi wa mwelekeo wa sauti. Kwa hivyo, matokeo ya jaribio la kwanza yanaweza kukosewa kwa ukweli kwamba upana wa sehemu inayosikika ya wigo unaweza kupungua kwa kupungua kwa kasi ya sauti.
Kwa hivyo, iliamuliwa kufanya jaribio lingine, lakini kwa kutumia kinyume A-uzito* kelele
A-mizani* inatumika kwa viwango vya sauti ili kuzingatia sauti kubwa inayotambuliwa na sikio la mwanadamu, kwani sikio halisikii sana kwa masafa ya sauti ya chini. Uzani wa A hutekelezwa kwa kuongeza kihesabu jedwali la thamani zilizoorodheshwa katika bendi za oktava kwa viwango vya shinikizo la sauti katika dB.
Kwenye chati 2D inaonyesha data ghafi (miduara) na data (mistari) iliyowekwa na modeli ya NMLE ya washiriki wote kwenye jaribio.
Uchanganuzi wa data ulionyesha kuwa wakati sehemu zote za sauti zinasikika kwa takriban sawa (katika jaribio la kwanza na la pili), uelewa wa upande na mteremko kwenye grafu inayoelezea mabadiliko ya ulinganifu na kupungua kwa ITD na kupungua kwa sauti.
Kwa hivyo, matokeo ya jaribio la pili yalithibitisha matokeo ya kwanza. Hiyo ni, katika mazoezi imeonyeshwa kuwa mfano uliopendekezwa nyuma mnamo 1948 na Jeffress sio sahihi.
Inabadilika kuwa ujanibishaji wa sauti unazidi kuwa mbaya kadiri nguvu ya sauti inavyopungua, na Jeffress aliamini kuwa sauti hutambuliwa na kuchakatwa na wanadamu kwa njia ile ile, bila kujali ukubwa wao.
Kwa ufahamu wa kina zaidi na nuances ya utafiti, napendekeza kutazama .
Epilogue
Mawazo ya kinadharia na majaribio ya vitendo yanayoyathibitisha yameonyesha kuwa niuroni za ubongo katika mamalia huwashwa kwa viwango tofauti kulingana na mwelekeo wa mawimbi ya sauti. Kisha ubongo hulinganisha kasi hizi kati ya niuroni zote zinazohusika katika mchakato wa kujenga ramani ya mazingira ya sauti kwa nguvu.
Mfano wa Jeffresson kwa kweli sio 100% mbaya, kwani inaweza kutumika kuelezea kikamilifu ujanibishaji wa chanzo cha sauti katika bundi ghalani. Ndiyo, kwa bundi ghalani ukubwa wa sauti haijalishi; kwa hali yoyote, wataamua nafasi ya chanzo chake. Hata hivyo, mtindo huu haufanyi kazi na nyani rhesus, kama majaribio ya awali yameonyesha. Kwa hiyo, mtindo huu wa Jeffresson hauwezi kuelezea ujanibishaji wa sauti kwa viumbe vyote vilivyo hai.
Majaribio na washiriki wa kibinadamu kwa mara nyingine tena yamethibitisha kuwa ujanibishaji wa sauti hutokea tofauti katika viumbe tofauti. Wengi wa washiriki hawakuweza kuamua kwa usahihi nafasi ya chanzo cha ishara za sauti kutokana na kiwango cha chini cha sauti.
Wanasayansi wanaamini kwamba kazi yao inaonyesha kufanana fulani kati ya jinsi tunavyoona na jinsi tunavyosikia. Michakato yote miwili inahusishwa na kasi ya neurons katika sehemu tofauti za ubongo, na vile vile kwa tathmini ya tofauti hii ili kuamua nafasi ya vitu tunavyoona katika nafasi na nafasi ya chanzo cha sauti tunayosikia.
Katika siku zijazo, watafiti watafanya mfululizo wa majaribio ili kuchunguza kwa undani zaidi uhusiano kati ya kusikia kwa binadamu na maono, ambayo yataturuhusu kuelewa vizuri jinsi ubongo wetu unavyounda ramani ya ulimwengu unaotuzunguka.
Asante kwa umakini wako, endelea kutaka kujua na uwe na wiki njema kila mtu! π
Asante kwa kukaa nasi. Je, unapenda makala zetu? Je, ungependa kuona maudhui ya kuvutia zaidi? Tuunge mkono kwa kuweka agizo au kupendekeza kwa marafiki, , Punguzo la 30% kwa watumiaji wa Habr kwenye analogi ya kipekee ya seva za kiwango cha kuingia, ambayo tulikutengenezea: (inapatikana kwa RAID1 na RAID10, hadi cores 24 na hadi 40GB DDR4).
Dell R730xd mara 2 nafuu? Hapa tu nchini Uholanzi! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - kutoka $99! Soma kuhusu
Chanzo: mapenzi.com