Illinois Science Council

je pondělí ráno a vaše chystá vyrazit chytit autobus pro práci. Jste trochu ve spěchu, protože, když jste se oblékali,nemohli jste najít dvě odpovídající ponožky a museli jste kopat čisté prádlo, které stále sedí ve vaší sušičce, abyste našli odpovídající pár. Když se blížíte ke dveřím, reflexně si poklepete kapsy a zkontrolujete vše, co potřebujete s sebou. Klíče? Zkontrolovat. Peněženku? Zkontrolovat. Mobil? Váš telefon tam není. Vaše srdce začne závodit a pod vaší vlasovou linií se začne tvořit kapka potu. „Kam jsem to dal včera v noci??“Máte jen pár minut na to, abyste chytili autobus, jinak přijdete pozdě na ranní schůzku. Šustíš si věci. Není to ve vašem nočním stolku, na toaletním pultu nebo na konferenčním stolku. Začne se vkrádat pocit beznaděje, ale pak si najednou vzpomenete, že telefon můžete najít pomocí aplikace v počítači.

závodíte s počítačem a otevřete aplikaci. Tečka na mapě sedí přímo nad vaším bytem, takže víte, že váš telefon tam někde je. Jsi na půl cesty. Ale GPS tracker vám nemůže říct, kde ve vašem bytě je váš telefon. Takže pošlete signál do telefonu, aby to píplo.

slyšíte slabý zvonivý zvuk přicházející odněkud z vašeho bytu. Postav se. Zase to zazvoní. Otočíte hlavu směrem k místu, odkud zvuk přichází – vaší ložnici. Další pípnutí. Vběhnete do své ložnice a sledujete pípnutí, dokud nenajdete svůj mobilní telefon sedící na podlaze pod hromadou oblečení. Vítězství!

vaše paměť vám ten den selhala, stejně jako většina vašich smyslových systémů, které vám pomohou najít věci ve vašem okolí. Co vám pomohlo najít telefon? Záhadná schopnost vašeho mozku lokalizovat zdroj zvuků.

o tomto jevu jsme již krátce diskutovali, ale je to jen důležitá součást našeho každodenního života, kterou jsme museli znovu navštívit.

jak váš mozek našel váš mobilní telefon?

mít ucho na obou stranách hlavy dělá víc než jen vyvážit tvář; jejich pozice vůči sobě navzájem vám pomohly najít zdroj vyzvánění mobilního telefonu. Vzhledem k tomu, že vaše uši jsou od sebe odděleny, zvuky dosáhnou vašich uší v mírně odlišných časech a v mírně odlišných objemech, což pomáhá Vašemu mozku vypočítat, odkud zvuky pocházejí.

například, pokud někdo mluví do vašeho levého roku, toto ucho zachytí zvuk svého hlasu dříve, než vaše pravé ucho, a vaše levé ucho také najde zvuk trochu hlasitější než vaše pravé ucho. Váš mozek dokáže detekovat tyto nepatrné rozdíly v načasování a hlasitosti a pomocí těchto informací vypočítat, že zvuk hlasu osoby přichází zleva.

váš mozek vypočítá tyto informace ve vašem mozkovém kmeni, oblasti, která sedí přímo nad krkem. Konkrétně se kalkulačka skládá ze skupiny buněk skupina buněk zvaná nadřazená Oliva(protože vypadá jako Oliva). Tato oblast obsahuje dvourozměrnou mapu světa, která vyzařuje z vaší hlavy, jako by byla mapa nakreslena na okraji klobouku.

když zvuk zasáhne vaše slyšení, signály z každého z nich cestují přímo do nadřazené olivy a setkávají se. Předstírejme, že místo zvuků to byla na chvíli auta. Pokud dvě auta jedou na rychlostní limit a odjíždějí současně, setkají se uprostřed. Pokud však jedno auto dostane náskok, projede středem, než uvidí druhé auto. Pokud jste opravdu chtěli, mohli byste změřit místo mezi tím, kde se auta měla setkat a kde se skutečně setkala, a spočítat, o kolik dříve jedno auto začalo jezdit před druhým. Váš nadřízený olive to dělá se zvukem.

pokud zvuk přichází z vaší levé strany, signál z levého ucha dostane náskok a setká se se signálem z pravého ucha blíže k pravé straně vaší vynikající olivy. Naopak, pokud zvuk přichází zprava, signály z vašich dvou uší se setkají směrem k levé straně vaší vynikající olivy. Pokud zvuk přichází přímo dopředu, dva signály se setkají uprostřed. Na základě toho, kde se signály setkávají, vzrušují určitou sadu neuronů ve vaší nadřazené olivě, které sdělují vědomé části vašeho mozku, odkud zvuk pochází. A voilà, Našel jsi svůj telefon!

nejlepší zvukové lokátory na světě

pokud se podíváte kolem zvířecí říše, brzy zjistíte, že lidé nejsou ve skutečnosti nejlepší v lokalizaci zvuku. Ta koruna patří sově pálené.

sovy jsou noční, takže loví v noci, obvykle v úplné tmě. Výsledkem je, že na rozdíl od většiny zvířat se nemohou spoléhat na své oči, aby našli kořist. Kromě toho nepoužívají teplo ani čich k detekci kořisti – spoléhají se výhradně na svůj sluch. S živou kořistí, která létá a skáče všude, je třeba umístit zvukové lokalizační schopnosti stodolních sov, jinak jim bude chybět večeře (doslova).

sovy pálené jsou lepší v lokalizaci zvuků než lidé z několika důvodů. Za prvé, jejich uši jsou asymetrické. Zatímco naše uši sedí na stejném místě na obou stranách hlavy, levé ucho sovy pálené je o něco vyšší než pravé ucho a směřuje dolů, zatímco pravé ucho směřuje nahoru. To usnadňuje sovy stodoly nejen lokalizovat zvuky ve vodorovném směru (nazývaném Azimut), jako to dělá naše vynikající Oliva, ale také ve svislém směru(nazývaném Nadmořská výška).

jak lidé detekují nadmořskou výšku

jen proto, že my lidé nejsme tak zdatní v odhalování rozdílů ve výšce než sovy pálené, můžeme to stále udělat. Prostě použijeme jinou metodu. Koneckonců, to je důvod, proč jste byli schopni říct, že váš telefon byl na podlaze a ne na podlaze v místnosti nad vámi.

my lidé detekujeme elevaci pomocí našich vnějších uší-části, kterou vidíte, která se nazývá pinna. Když zvuky s vysokým roztečí dosáhnou vašeho vnějšího ucha, na chvíli se odrazí kolem křivek ve vašich pinnae, jako basketbal poskakující na okraji, a nakonec se dostanou do středního ucha („síť“, kde sedí váš ušní buben). To samo o sobě nedává váš mozek dostatek informací pro výpočet výšky zvuku, nicméně.

je to proto, že skutečný svět je o něco složitější než jeden střelec s basketbalem. Na hřišti je víc hráčů. Pokud několik lidí střílelo basketbal na síť současně, všichni se odrazí na okraji různými způsoby a mohou do sebe narazit nebo zasahovat, a pokud se dostanou k síti, dosáhnou toho v různých časech. Stejně jako basketbalové míče, zvukové vlny poskakují všude a také se navzájem narušují. V tomto případě některé zvukové vlny s vysokým roztečí interferují s těmi s nižším roztečí, což způsobuje, že vlny s vysokým roztečem klesají.

zvuky blížící se k vašim uším zasáhnou vaše uši v různých úhlech v závislosti na jejich výšce, což ovlivní množství rušení. A to zase ovlivní hlasitost vašich ušních bubnů. Váš mozek zachytí tyto změny hlasitosti a pracuje zpět, aby určil, z jaké výšky tyto zvuky pocházejí.

v této věci se blížíme k okraji poznání a nikdo zatím přesně neví, jak tento proces funguje. Vskutku, je to komplikované, ale to jen ukazuje, jak neuvěřitelně silné jsou naše mozky. Jako naše mozky naše zdravé, nemusíme přemýšlet o lokalizaci zvuků-to se prostě stane!

výzva zvukové lokalizace

ve srovnání s tím, že v závislosti na našem pocitu sluchu k nalezení objektů se zdá snadné to udělat pomocí našich smyslů zraku a dotyku. Ale neberte svůj smysl pro sluch jako samozřejmost. Až příště uslyšíte někoho říkat “ pozor!!“a instinktivně se k nim otočíte, uvidíte, jak ukazují na baseball, který se blíží k vaší hlavě, a vy se skrčíte z cesty, neděkujte svým reflexům – děkuji Vašemu mozku, což vám pomohlo najít zdroj toho hlasu, který vám nakonec pomohl vyhnout se klonku do hlavy.