hvordan finner hjernen lydkilder?

hjernen har en fantastisk evne til å identifisere lydkilden rundt deg. Når du kjører, kan du fortelle hvor en nærmer brannbil kommer fra og trekke over tilsvarende. I det klassiske svømmebassengspillet «Marco Polo «svømmer spilleren som er» det «mot spillerne som sier» Polo.»På nevrovitenskapsområdet kalles denne evnen lydlokalisering. Mennesker kan finne kilden til en lyd med ekstrem presisjon (innen 2 grader plass)! Denne bemerkelsesverdige prestasjonen oppnås ved hjernens evne til å tolke informasjonen fra begge ører. Så hvordan gjør hjernen din det?

Nevrologer har jobbet for å forstå mekanismene for lyd lokalisering i mange år, og de har identifisert to signaler som er avgjørende for lyd lokalisering i horisontal dimensjon. Tenk deg at det er en sirkel som gjør et perfekt flatt plan rundt hodet ditt, som vist nedenfor. Når en lyd kommer fra høyttaleren, hvordan kan du identifisere plasseringen så nøyaktig? På 1790-tallet spilte Venturi en fløyte rundt folk og ba dem om å peke i sin retning. Han foreslo at lydamplituden (loudness) forskjellen mellom de to ørene var køen som ble brukt til lydlokalisering. Mye senere i 1908 foreslo Malloch at tidsforskjellen for lyden som nådde hvert øre var signalet som ble brukt til lydlokalisering. År senere fant nevrologer nevroner i hjernens hørselssentre som er spesielt innstilt på hver cue: intensitet og timing forskjeller mellom de to ørene. Så, hjernen bruker begge signaler for å lokalisere lydkilder. For eksempel vil lyden som kommer fra høyttaleren nå venstre øre raskere og være høyere enn lyden som når høyre øre. Hjernen din sammenligner disse forskjellene og forteller deg hvor lyden kommer fra!

Men hva skjer når en lyd kommer fra hvor som helst langs midtlinjen av hodet ditt? Det kan være rett foran deg, bak deg eller over deg. I noen av disse tilfellene ville det ikke være noen forskjell i lydstyrke eller forsinkelse mellom dine to ører! Det viser seg at hjernen din bruker en tredje kø for å finne lyder i den vertikale dimensjonen: den forskjellige frekvensprofilen til lyd forårsaket av hodestørrelsen og det ytre øret, kalt pinna. Pinnae er utsøkt formet, ikke bare for å samle lyd, men også for å endre frekvensprofilen til en lyd. Avhengig av opprinnelsen blir visse frekvenser forbedret, mens andre blir dempet. Som vist på bildet nedenfor, er freqnency endringer i farger knyttet til deres steder. Denne køen er unik for hver pinna og derfor monoaural. Nevrologer har funnet nevroner i lavere nivå av auditiv hjernen som er innstilt til disse frekvens hakk også.

så hva skjer når lydene beveger seg? Selvfølgelig blir lydene høyere når de nærmer seg oss og mykere når de beveger seg bort, men de oppfattede lydfrekvensene endres også. For eksempel lyder frekvensen av sirenen fra en brannbil høyere når den beveger seg mot oss og lavere når den beveger seg bort. Dette fenomenet ble først oppdaget Av Den Østerrikske Fysikeren Christian Doppler, og kalles Dermed Doppler-effekten. Doppler-effekten kan være et signal for oppfatningen av avstandsendringer. I tillegg sporer hjernen den vertikale og horisontale vinkelen av binaurale og monaurale signaler som de tre signalene som er nevnt ovenfor.

Totalt bruker hjernen en rekke signaler for å bestemme plasseringen av en lyd. Vår nåværende forståelse av mekanismene for lydlokalisering er for det meste begrenset til signalene selv og hvordan de lavere nivåene av hjernens auditive vei behandler disse signalene. Det er en veldig spennende tid å utforske hvordan den auditive hjernen på høyere nivå bruker disse signalene fra lavere nivåer for å danne oppfatningen av lydstedet!

~

Skrevet Av Xiaorui » Ray » Xiong

~

Phillips D. P., Quinlan C. K. & Dingle R. N. (2012). Stabilitet av sentrale binaurale lydlokaliseringsmekanismer i pattedyr, Og Heffner-hypotesen, Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 36 (2) 889-900. DOI: 10.1016 / j.neubiorev.2011.11.003

Letowski T. R. Og Letowski S. T. (2012) Auditiv Romlig Persepsjon: Auditiv Lokalisering, Army Research Laboratories ARL-tr-6016

Bilder tilpasset Fra Publikum På Travel Gate Av Petr Kratochvil, 123rf, Wikimedia Commons, clker, Og Grothe B., Pecka M. & McAlpine D. ((2010). Mekanismer For Lydlokalisering I Pattedyr, Fysiologiske Vurderinger, 90 (3) 983-1012. DOI: 10.1152 / physrev.00026.2009.