Illinois Science Council

det er mandag morgen, og du er ved at tage ud for at tage din bus til arbejde. Du har lidt travlt, fordi, da du klædte dig, du kunne ikke finde to matchende sokker, og du var nødt til at grave gennem det rene vasketøj, der stadig sad i din tørretumbler for at finde et matchende par. Når du nærmer dig døren, klapper du refleksivt dine lommer og kontrollerer alt, hvad du har brug for at medbringe. Nøgler? Check. Tegnebog? Check. Mobiltelefon? Din telefon er der ikke. Dit hjerte begynder at køre, og en dråbe sved begynder at dannes under din hårgrænse. “Hvor lagde jeg det i går aftes??”Du har kun et par minutter til at tage bussen, ellers kommer du for sent til dit morgenmøde. Du rasler gennem dine ting. Det er ikke i dit natbord, på badeværelsestælleren eller på dit sofabord. En følelse af håbløshed begynder at krybe ind, men så husker du pludselig, at du kan finde din telefon ved hjælp af en app på din computer.

du race til din computer og åbne app. Prikken på kortet sidder helt over din lejlighed, så du ved, at din telefon er der et eller andet sted. Du er halvvejs der. Men GPS-trackeren kan ikke fortælle dig, hvor i din Lejlighed din telefon er. Så du sender et signal til din telefon for at få det til at bippe.

du hører en svag ringelyd, der kommer fra et sted i din lejlighed. Rejs dig op. Det ringer igen. Du drejer hovedet mod, hvor lyden kommer fra — dit soveværelse. Endnu et bip. Du smutter ind i dit soveværelse og følger bipene, indtil du finder din mobiltelefon siddende på gulvet under en bunke tøj. Sejr!

din hukommelse svigtede dig den dag, og det gjorde de fleste af dine sensoriske systemer, der hjælper dig med at finde ting i dine omgivelser. Hvad hjalp dig med at finde din telefon? Din hjernes uhyggelige evne til at lokalisere lydkilden.

vi har diskuteret dette fænomen kort før, men det er bare en vigtig del af vores daglige liv, at vi måtte revidere det.

Hvordan fandt din hjerne din mobiltelefon?

at have et øre på begge sider af dit hoved gør mere end bare at afbalancere dit ansigt; deres positioner i forhold til hinanden hjalp dig med at finde kilden til din mobiltelefon ringetone. Da dine ører er adskilt fra hinanden, når lyde dine ører på lidt forskellige tidspunkter og i lidt forskellige volumener, og dette hjælper din hjerne med at beregne, hvor lyde kommer fra.

for eksempel, hvis nogen taler ind i dit venstre år, vil det øre hente lyden af deres stemme, før dit højre øre gør det, og dit venstre øre vil også finde lyden en lille smule højere end dit højre øre vil. Din hjerne kan registrere disse små forskelle i timing og lydstyrke og bruge disse oplysninger til at beregne, at lyden af personens stemme kommer fra venstre.

din hjerne beregner disse oplysninger i din hjernestamme, et område, der sidder lige over din hals. Specifikt består lommeregneren af en gruppe celler, en gruppe celler kaldet superior olive (fordi det ligner en oliven). Denne region indeholder et todimensionelt kort over verden, der udstråler fra dit hoved, som om kortet blev tegnet på randen af en hat.

når en lyd rammer din hører, signalerne fra hver enkelt rejse direkte til superior olive og mødes. Lad os foregive, at de i stedet for lyde var biler et øjeblik. Hvis de to biler går hastighedsgrænsen og forlader på samme tid, mødes de i midten. Men hvis en bil får et forspring, vil den passere midtpunktet, før den ser den anden bil. Hvis du virkelig ville, kunne du måle stedet mellem hvor bilerne skulle mødes, og hvor de faktisk gjorde og beregne, hvor meget tidligere en bil begyndte at køre før den anden. Din overlegne olive gør dette med lyd.

hvis der kommer en lyd fra din venstre side, får signalet fra dit venstre øre et forspring og møder signalet fra dit højre øre tættere på højre side af din overlegne oliven. Omvendt, hvis lyden kommer fra højre, mødes signalerne fra dine to ører mod venstre side af din overlegne oliven. Hvis en lyd kommer fra ligeud, mødes de to signaler i midten. Baseret på hvor signalerne mødes, vil de begejstre et bestemt sæt neuroner i din overlegne oliven, der fortæller den bevidste del af din hjerne, hvor lyden stammer fra. Og voil, du har fundet din telefon!

de bedste lyd Locators i verden

hvis du kigger rundt i dyreriget, vil du snart opdage, at mennesker faktisk ikke er bedst til lydlokalisering. Den krone tilhører ladeuglen.

ugler er natlige, så de jager om natten, typisk i fuldstændigt mørke. Som et resultat kan de i modsætning til de fleste dyr ikke stole på deres øjne for at finde bytte. Desuden bruger de heller ikke varme eller lugt til at opdage bytte – de er helt afhængige af deres følelse af hørelse. Med levende bytte, der flyver og hopper overalt, skal ladeuglernes lydlokaliseringsevner være spot on, ellers vil de savne deres middag (bogstaveligt talt).

Barnugler er bedre til at lokalisere lyde end mennesker af flere grunde. For det første er deres ører asymmetriske. Mens vores ører sidder på samme sted på hver side af vores hoveder, er en ladeugles venstre øre lidt højere end deres højre øre, og det peger nedad, mens det højre øre peger opad. Dette gør det lettere for staldugler at ikke kun lokalisere lyde i vandret retning (kaldet asimut) som vores overlegne oliven gør, men også i lodret retning (kaldet højde).

hvordan mennesker opdager højde

bare fordi vi mennesker ikke er så dygtige til at opdage forskelle i højde end staldugler, kan vi stadig gøre det. Vi bruger bare en anden metode. Efter alt, det er derfor, du var i stand til at fortælle din telefon var på gulvet og ikke på gulvet i rummet over dig.

vi mennesker registrerer højde ved hjælp af vores ydre ører – den del, du kan se, som kaldes pinna. Når High-pitch lyde når dit ydre øre, hopper de rundt om kurverne i din pinnae i et stykke tid, som en basketball, der hopper på en kant, og til sidst gør det til dit mellemøre (“nettet”, hvor din øretromme sidder). Dette giver i sig selv ikke din hjerne nok information til at beregne højden af en lyd.

det er fordi den virkelige verden er lidt mere kompliceret end en enkelt shooter med en basketball. Der er flere spillere på banen. Hvis flere mennesker skød en basketball på et net på samme tid, vil de alle hoppe på fælgen på forskellige måder og kan støde på eller forstyrre hinanden, og hvis de gør det til nettet, vil de nå det på forskellige tidspunkter. Ligesom basketbolde, lydbølger hoppende over det hele, og de forstyrrer hinanden, også. I dette tilfælde forstyrrer visse lydbølger med høj tonehøjde dem, hvilket får bølgerne med høj tonehøjde til at falde i lydstyrke.

lyde, der nærmer sig dine ører, rammer dine ører i forskellige vinkler afhængigt af deres højde, hvilket vil påvirke mængden af interferens. Og dette vil igen påvirke det volumen, som din øre tromme sanser. Din hjerne opfanger disse lydstyrkeændringer og arbejder baglæns for at bestemme, hvilken højde disse lyde kommer fra.

vi nærmer os kanten af viden om dette, og ingen ved præcis, hvordan denne proces fungerer endnu. Ja, det er en kompliceret, men det viser bare, hvor utroligt magtfulde vores hjerner er. Da vores hjerner er sunde, behøver vi ikke tænke på at lokalisere lyde – det sker bare!

udfordringen med Lydlokalisering

sammenlignet med afhængigt af vores følelse af hørelse for at lokalisere objekter, synes det let at gøre det ved hjælp af vores sanser af syn og berøring. Men tag ikke din følelse af hørelse for givet. Næste gang du hører nogen sige ” pas på!!”og du henvender dig instinktivt til dem, ser dem pege på et baseball, der nærmer dig dit hoved, og du dukker ud af vejen, tak ikke dine reflekser – Tak din hjerne, som hjalp dig med at finde kilden til den stemme, der i sidste ende hjalp dig med at undgå en klonk i hovedet.