뇌는 어떻게 음원을 찾습니까?

뇌는 주변 소리의 근원을 식별하는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 운전 하는 경우 접근 소방차에서 오고 있다 고 그에 따라 세워 말할 수 있습니다. “마르코 폴로”의 고전적인 수영장 게임에서”그것”인 플레이어는”폴로”라고 말하는 플레이어를 향해 수영합니다.”신경 과학 분야에서이 능력을 사운드 현지화라고합니다. 인간은(공간의 2 도 이내)극단적 인 정밀도와 소리의 소스를 찾을 수 있습니다! 이 놀라운 위업은 양쪽 귀에서 정보를 해석하는 뇌의 능력에 의해 수행됩니다. 그래서 당신의 두뇌는 그것을 어떻게합니까?

신경 과학자들은 수년 동안 소리 현지화의 메커니즘을 이해하기 위해 노력해 왔으며 수평 차원에서 소리 현지화에 필수적인 두 가지 단서를 확인했습니다. 아래 그림과 같이 머리 주위에 완벽하게 평평한 평면을 만드는 원이 있다고 상상해보십시오. 스피커에서 소리가 나올 때 어떻게 그 위치를 그렇게 정확하게 식별 할 수 있습니까? 1790 년대에 벤투리는 사람들 주위에서 플루트를 연주하고 그들에게 자신의 방향을 가리 키도록 요청했습니다. 그는 두 귀 사이의 사운드 진폭(음량)차이가 사운드 현지화에 사용되는 큐라고 제안했습니다. 1908 년 말록은 각 귀에 도달하는 소리의 시간 차이가 소리의 현지화에 사용되는 신호라고 제안했습니다. 두 귀 사이의 강도와 타이밍 차이:년 후,신경 과학자들은 특별히 각 큐에 조정 된 뇌의 청각 센터에서 뉴런을 발견했다. 그래서 두뇌는 두 가지 신호를 사용하여 음원을 현지화합니다. 예를 들어,스피커에서 나오는 소리는 왼쪽 귀에 더 빨리 도달하고 오른쪽 귀에 도달하는 소리보다 더 크게 들립니다. 당신의 두뇌는 이러한 차이를 비교하고 소리가 어디에서 오는지 알려줍니다!

그러나 소리가 머리의 중간 선을 따라 어디에서 올 때 어떤 일이 발생합니까? 그것은 바로 당신 앞,당신 뒤 또는 당신 위에있을 수 있습니다. 이러한 경우에,당신의 두 귀 사이의 사운드 소리의 크기 또는 지연에 차이가 없을 것입니다! 두뇌는 세 번째 신호를 사용하여 수직 차원에서 소리를 찾습니다.소리의 주파수 프로파일은 머리와 외이의 크기에 의해 발생합니다. 첨탑은 소리를 수집 할뿐만 아니라 소리의 주파수 프로파일을 변경하기 위해 정교하게 형성됩니다. 기원에 따라 특정 주파수가 향상되고 다른 주파수는 감쇠됩니다. 아래 그림과 같이 색상의 빈도 변화는 해당 위치에 연결됩니다. 이 큐는 각 핀나에 고유하므로 모노입니다. 신경 과학자는 이 주파수 노치에 또한 조정되는 청각 두뇌의 저수준에 있는 뉴런을 찾아냈습니다.

그래서,소리가 움직이면 어떻게됩니까? 물론,소리는 멀리 이동으로 그들이 우리 근처와 부드러운로 크게 될,하지만 소리의 인식 주파수도 변경. 예를 들어,소방차에서 사이렌의 주파수는 그것이 우리를 향해 이동하고 멀리 이동으로 낮은 높은 소리. 이 현상은 오스트리아의 물리학 자 크리스티안 도플러에 의해 처음 발견되었으며 따라서 도플러 효과라고 불립니다. 도플러 효과는 거리 변화에 대한 인식에 대한 신호 일 수 있습니다. 또한 뇌는 위에서 언급 한 세 가지 단서와 같은 바 이노 럴 및 모노럴 단서에 의해 수직 및 수평 각도를 추적합니다.

전반적으로 뇌는 소리의 위치를 결정하기 위해 다양한 신호를 사용합니다. 사운드 현지화의 메커니즘에 대 한 우리의 현재 이해는 대부분 신호 자체 및 뇌의 청각 통로의 낮은 수준이 이러한 신호를 처리 하는 방법에 제한 됩니다. 그것은 높은 수준의 청각 뇌 사운드 위치의 인식을 형성하기 위해 낮은 수준에서 그 신호를 사용하는 방법을 탐구하는 정말 흥미로운 시간이다!

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샤오루이”레이”시옹 글

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2012 년 11 월 15 일. 포유류의 중앙 바 이노 럴 사운드 현지화 메커니즘의 안정성 및 헤프너 가설,신경 과학&생체 행동 검토,36(2)889-900. 도이:10.1016/제이.2011.11.003

레토프스키 티알과 레토프스키 티알(2012)청각 공간 인식:청각 국소화,육군 연구소,6016

페트르 크라토치빌,위키미디어 공용,클커,그로테 비,페카,맥알파인&디.(2010). 포유류의 소리 국소화 메커니즘,생리적 리뷰,90(3)983-1012. 도이:10.1152/피지 레브.00026.2009.