De Wetenschappers bij de Universiteit van het Carnegie Mellon hebben ontdekt dat onze oren de meest efficiënte manier gebruiken om de geluiden te verwerken die wij, van babbling beken aan loeiend babys hebben gehoord.
Deze resultaten vertegenwoordigen een significante vooruitgang in ons begrip van hoe het geluid voor transmissie aan de hersenen, volgens de auteurs wordt gecodeerd, het van wie werk met begeleidend „Nieuws wordt gepubliceerd en“ hoofdartikel in de 23 kwestie van Februari van Aard Bekijkt.
Het onderzoek verstrekt een nieuw wiskundig kader om correcte verwerking te begrijpen en brengt naar voren dat onze hoorzitting hoogst in termen van signaalcodage wordt geoptimaliseerd--het proces waardoor de geluiden in informatie door onze hersenen worden vertaald--voor de waaier van geluiden die wij hebben ervaren. Het zelfde werk heeft ook verreikende, op lange termijn technologische implicaties, zoals het verstrekken van een vooruitlopend model om signaalverwerking voor betere kwaliteits samengeperste digitale audiodossiers enorm te verbeteren en het ontwerpen van hersenen-als codes voor implants van het slakkehuis, die hoorzitting aan doof herstellen.
Om hun resultaten te bereiken, kozen de onderzoekers een radicaal verschillende benadering van het analyseren van hoe de hersenen correcte signalen verwerken. Samenvattend van de neurale code bij de auditieve zenuw, vertegenwoordigden zij geluid aangezien een afzonderlijke reeks van tijd richt, of een „aarcode,“ waarin de akoestische componenten slechts in termen van hun tijdelijke verhouding met elkaar worden vertegenwoordigd. Dat is omdat de intensiteit en de basisfrequentie van een bepaalde eigenschap hoofdzakelijk „kernalized,“ of mathematisch samenpersten, in één enkele aar zijn. Dit is gelijkaardig aan een broodje van de spelerpiano dat om het even welk lied kan reproduceren door welke te drukken nota te registreren wanneer de aarcode om het even welk natuurlijk geluid in termen van de nauwkeurige timing van de elementaire akoestische eigenschappen codeert. Opmerkelijk, toen de onderzoekers de optimale reeks eigenschappen voor natuurlijke geluiden dat afleidden, beantwoordden zij precies aan de patronen door neurofysiologen in de auditieve zenuwen worden waargenomen.
„Wij hebben geconstateerd dat de timing van enkel een dun aantal aren eigenlijk de gehele waaier van aardgeluiden, met inbegrip van componenten van toespraak zoals klinkers en medeklinkers, en natuurlijke milieugeluiden zoals voetstappen in een bos of een stromende stroom,“ bovengenoemde Michael Lewicki, geassocieerde professor van computerwetenschap bij Carnegie Mellon en een lid van het Centrum voor de Neurale Basis van Kennis (CNBC) codeert. „Wij vonden dat de optimale code voor natuurlijke geluiden het zelfde als dat voor toespraak is. Vreemd Genoeg genoeg, delen de katten onze eigen optimale auditieve code voor Engelstalig.“
„Ons werk is het enige onderzoek tot op heden dat efficiënt auditieve code verwerkt zoals kernalized aren,“ bovengenoemde Evan Smith, een gediplomeerde student in psychologie bij CNBC.