Wissenschaftler an der Carnegie Mellon-Universität haben, dass unsere Ohren die meiste effiziente Art verwenden, die Töne aufzubereiten, die wir hören, von plappernden Bächen zu jammernden Babys entdeckt.
Diese Ergebnisse stellen einen beträchtlichen Fortschritt in unserem Verständnis von dar, wie Ton für Übertragung zum Gehirn, nach Ansicht der Autoren kodiert wird, deren Arbeit mit einem angeschlossenen „Nachrichten- und Ansicht“ Leitartikel im Punkt Am 23. Februar der Natur veröffentlicht wird.
Die Forschung stellt einen neuen mathematischen Rahmen für den Verständnisaufbereitenden ton zur Verfügung und schlägt vor, dass unsere Vernehmung in hohem Grade im Hinblick auf Signalkodierung optimiert wird--der Prozess, durch den Töne in Informationen durch unsere Gehirne übertragen werden--für die Reichweite der Töne erfahren wir. Die gleiche Arbeit hat auch die weit reichenden, langfristigen technologischen Auswirkungen, wie Lieferung eines vorbestimmten Baumusters, um die Signalaufbereitung für komprimierte digitale Audiofeilen der besseren Qualität und das Konstruieren von Gehirn ähnlichen Codes für Cochlear-Implantate in beträchtlichem Ausmaß zu verbessern, die Vernehmung zum tauben zurückstellen.
Um ihre Ergebnisse zu erzielen, nahmen die Forscher einen radikal anderen Anflug zum Analysieren wie das Gehirn Tonsignale aufbereitet. Extrahierend vom neuralen Code am Gehörnerv, stellten sie Ton, wie ein getrenntes Set Zeit zeigt, oder einen „Spitzencode,“ in dar, welchen akustischen Bauteilen nur im Hinblick auf ihr zeitliches Verhältnis mit einander dargestellt werden. Das ist, weil die Intensität und die Grundfrequenz eines gegebenen Merkmals im Wesentlichen „kernalized,“ oder mathematisch komprimiert, in eine einzelne Spitze. Dieses ist einer Pianolarolle ähnlich, die jedes mögliches Lied reproduzieren kann, indem es aufzeichnet, welche Anmerkung zu drücken, wenn der Spitzencode irgendeinen natürlichen Klang im Hinblick auf die genauen Zeitbegrenzungen der elementaren akustischen Merkmale kodiert. Bemerkenswert als die Forscher das optimale Set von Merkmalen für natürliche Klänge berechneten, entsprachen sie genau den Mustern, die von den Neurophysiologen in den Gehörnerven beobachtet wurden.
„Wir haben gefunden, dass die zeitliche Regelung gerade einer spärlichen Anzahl von Spitzen wirklich die ganze Reichweite der Naturtöne, einschließlich Bauteile der Rede wie Vokal und Konsonanten kodiert und natürliche Umgebung wie Schritte in einem Wald klingt, oder ein flüssiger Strom,“ sagten Michael Lewicki, außerordentlicher Professor der Informatik am Carnegie Mellon und des Bauteiles der Mitte für die Neurale Basis des Erkennens (CNBC). „Wir fanden, dass der optimale Code für natürliche Klänge der selbe wie der für Rede ist. Merkwürdigerweise teilen Katzen unseren eigenen optimalen Gehörcode für die Englische Sprache.“
„Unsere Arbeit ist die einzige Forschung bis jetzt, die effizient Gehörcode als kernalized Spitzen aufbereitet,“ sagte Evan Smith, ein Student im Aufbaustudium in der Psychologie am CNBC.