Illinois Science Council

on maanantaiaamu ja olet aikeissa lähteä bussiin töihin. Sinulla on vähän kiire, koska pukeutuessasi et löytänyt kahta samanlaista sukkaa ja sinun piti kaivaa kuivausrummussa yhä istuva puhdas pyykki, jotta löytäisit sopivan parin. Kun lähestyt ovea, taputat refleksinomaisesti taskujasi ja tarkistat kaiken, mitä tarvitset mukanasi. Avaimet? Tarkista. Lompakko? Tarkista. Kännykkä? Puhelimesi ei ole siellä. Sydän alkaa jyskyttää ja hiusrajan alle alkaa muodostua hikipisaroita. ”Minne laitoin sen viime yönä??”Sinulla on vain muutama minuutti aikaa ehtiä bussiin, tai muuten myöhästyt aamukokouksestasi. Raahaat tavaroitasi. Se ei ole yöpöydälläsi, kylpyhuoneen pöydällä tai sohvapöydälläsi. Toivottomuuden tunne alkaa hiipiä sisään, mutta sitten yhtäkkiä muistaa, että puhelimen voi paikantaa tietokoneen sovelluksella.

kilpaillaan koneelle ja Avataan sovellus. Karttapiste istuu suoraan asuntosi yllä, joten tiedät, että puhelimesi on siellä jossain. Olet puolivälissä. GPS-jäljitin ei kuitenkaan pysty kertomaan, missä päin asuntoa puhelimesi on. Joten lähetät signaalin puhelimeesi, jotta se piippaa.

kuulet vaimean soivan äänen jostain asunnostasi. Nouse ylös. Se soi taas. Käännät pääsi kohti sitä, mistä ääni tulee — makuuhuoneeseesi. Toinen piippaus. Ryntäät makuuhuoneeseesi ja seuraat piippauksia, kunnes huomaat kännykän istuvan lattialla vaatekasan alla. Voitto!

muistisi petti sinut tuona päivänä, samoin kuin suurin osa aistijärjestelmistäsi, jotka auttavat sinua löytämään asioita ympäristöstäsi. Mikä auttoi sinua löytämään puhelimesi? Aivosi pystyvät paikallistamaan äänen lähteen.

olemme keskustelleet tästä ilmiöstä lyhyesti aiemminkin, mutta se on vain tärkeä osa jokapäiväistä elämäämme, että meidän oli palattava siihen.

miten aivosi paikansivat kännykkäsi?

korvan pitäminen pään molemmin puolin ei pelkästään tasapainota kasvoja; niiden asennot toisiinsa nähden auttoivat sinua löytämään kännykän soittimen lähteen. Koska korvasi ovat erillään toisistaan, äänet tulevat korviisi hieman eri aikoina ja hieman eri voimakkuuksilla, ja tämä auttaa aivojasi laskemaan, mistä äänet tulevat.

esimerkiksi, jos joku puhuu vasempaan vuoteeseesi, tuo korva poimii äänen ennen oikeaa korvaasi, ja vasen korva myös löytää äänen hieman kovemmalta kuin oikea korva. Aivosi voivat havaita nämä pienet erot ajoituksessa ja määrässä ja laskea näiden tietojen avulla, että henkilön ääni tulee vasemmalta.

aivosi laskevat tämän tiedon aivorungossasi, alueella, joka sijaitsee aivan niskasi yläpuolella. Erityisesti laskin koostuu soluryhmästä, soluryhmästä, jota kutsutaan ylivoimaiseksi oliiviksi (koska se näyttää oliivilta). Tämä alue sisältää kaksiulotteisen maailmankartan, joka säteilee päästäsi, aivan kuin kartta olisi piirretty hatun lieriin.

kun ääni osuu kuuloihisi, jokaisen signaalit kulkevat suoraan ylempään oliveen ja kohtaavat toisensa. Kuvitellaan, että äänien sijaan ne olivat hetken aikaa autoja. Jos kaksi autoa ajaa nopeusrajoitusta ja lähtee yhtä aikaa, ne kohtaavat keskellä. Mutta jos toinen auto saa etumatkaa, se ohittaa keskipisteen ennen kuin se näkee toisen auton. Jos todella halusi, pystyi mittaamaan sen kohdan, missä autojen piti kohdata ja missä ne oikeasti kohtasivat, ja laskemaan, kuinka paljon aikaisemmin toinen auto alkoi ajaa ennen toista. Ylivertainen oliivisi tekee tämän äänen avulla.

jos ääni tulee vasemmalta puolelta, vasemman korvan signaali saa etumatkan ja kohtaa oikean korvan signaalin lähempänä ylivoimaisen oliivisi oikeaa puolta. Kääntäen, jos ääni tulee oikealta, signaalit kahdesta korvasta kohtaavat kohti vasemmalla puolella ylivoimainen oliivi. Jos ääni tulee suoraan eteenpäin, kaksi signaalia kohtaavat keskellä. Sen perusteella, missä signaalit kohtaavat, ne kiihottavat tiettyä hermosolujoukkoa ylivoimaisessa oliivissasi, jotka kertovat aivojesi tietoiselle osalle, mistä ääni on peräisin. Ja voilà, löysit puhelimesi!

maailman parhaat Äänipaikantimet

jos vilkaiset ympäri eläinkuntaa, huomaat pian, että ihmiset eivät ole itse asiassa parhaita äänen lokalisoinnissa. Kruunu kuuluu tornipöllölle.

pöllöt ovat yöeläimiä, joten ne saalistavat öisin, tyypillisesti täydessä pimeydessä. Sen vuoksi ne eivät voi luottaa silmiensä varaan saaliin löytämisessä, toisin kuin useimmat eläimet. Ne eivät myöskään käytä lämpöä tai hajua saaliin havaitsemiseen – ne ovat täysin kuuloaistinsa varassa. Elävä saalis, joka lentää ja hyppää ympäri paikkaa, tornipöllöt äänen lokalisointi kykyjä on paikalla, tai muuten ne myöhästyvät illallinen (kirjaimellisesti).

Tornipöllöt paikantavat ääniä paremmin kuin ihmiset monestakin syystä. Ensinnäkin niiden korvat ovat epäsymmetriset. Vaikka korvamme istuvat samassa kohdassa päälaellamme, tornipöllön vasen korva on hieman korkeampi kuin oikea korva ja se osoittaa alaspäin, kun taas oikea korva osoittaa ylöspäin. Tämän ansiosta tornipöllöjen on helpompi paikallistaa äänet vaakasuoraan suuntaan (atsimuutti), kuten ylivoimainen oliivimme tekee, mutta myös pystysuunnassa (korkeus).

miten ihmiset havaitsevat korkeuseroja

vain siksi, että me ihmiset emme ole yhtä taitavia havaitsemaan korkeuseroja kuin tornipöllöt, voimme silti tehdä sen. Käytämme vain eri metodia. Siksihän pystyit sanomaan, että puhelimesi on lattialla eikä lattialla yläpuolellasi olevassa huoneessa.

me ihmiset havaitsemme kohouman ulkokorvien avulla-sen osan, jonka näet, eli pinnan. Kun korkeaääniset äänet saavuttavat ulkokorvan, ne pomppivat pinna-alueesi käyrien ympäri jonkin aikaa, kuten vanteen päällä pomppiva koripallo, ja lopulta tekevät siitä välikorvan (”verkon”, jossa korva rumpu istuu). Tämä itsessään ei kuitenkaan anna aivoillesi tarpeeksi tietoa äänen korkeuden laskemiseksi.

se johtuu siitä, että todellinen maailma on hieman monimutkaisempi kuin yksittäinen heittäjä, jolla on koripallo. Kentällä on enemmän pelaajia. Jos useita ihmisiä ampui koripallon verkkoon samaan aikaan, he kaikki pomppivat vanteella eri tavoin ja saattavat törmätä tai häiritä toisiaan, ja jos he pääsevät verkkoon, he saavuttavat sen eri aikaan. Koripallojen tavoin ääniaallot pomppivat joka puolella, ja nekin häiritsevät toisiaan. Tällöin tietyt korkeaääniset ääniaallot häiritsevät matalaäänisiä, jolloin korkeaäänisten aaltojen äänenvoimakkuus laskee.

korvia lähestyvät äänet osuvat korviin eri kulmissa niiden korkeudesta riippuen, mikä vaikuttaa häiriön määrään. Ja tämä puolestaan vaikuttaa äänenvoimakkuutta korvan rumpu aistit. Aivosi poimivat nämä volyymimuutokset ja työskentelevät takaperin määrittääkseen, mistä korkeudesta nämä äänet tulevat.

lähestymme tässä tiedon reunaa, eikä kukaan vielä tiedä tarkalleen, miten tämä prosessi toimii. Todellakin, se on monimutkainen, mutta se vain osoittaa, kuinka uskomattoman voimakas aivomme ovat. Koska aivomme meidän Terve, meidän ei tarvitse ajatella lokalisointi ääniä-se vain tapahtuu!

äänen paikantamisen haaste

verrattuna siihen, että kuuloaistimme riippuu kohteiden paikantamisesta, se näyttää helpolta näköaistin ja tuntoaistin avulla. Mutta älä pidä kuuloaistiasi itsestäänselvyytenä. Seuraavan kerran, kun kuulet jonkun sanovan ” varo!!”ja sinä vaistomaisesti käännyt niiden puoleen, näet niiden osoittavan pesäpalloa, joka lähestyy päätäsi, ja sinä väistät pois tieltä, älä kiitä refleksejäsi – kiitä aivojasi, jotka auttoivat sinua löytämään sen äänen lähteen, joka lopulta auttoi sinua välttämään klonkin päähän.