Illinois Science Council

este luni dimineață și pe cale să capul afară pentru a prinde autobuzul pentru muncă. Ești într-un pic de o grabă pentru că, atunci când au fost obtinerea îmbrăcat, nu a putut găsi o două șosete de potrivire și a trebuit să sape prin rufele curate încă ședinței în uscător pentru a găsi o pereche de potrivire. Pe măsură ce vă apropiați de ușă, vă bateți reflexiv buzunarele, verificând tot ce trebuie să aduceți cu voi. Cheile? Verificat. Portofel? Verificat. Telefon mobil? Telefonul nu este acolo. Inima ta începe să curgă și o picătură de transpirație începe să se formeze sub linia părului. „Unde l-am pus aseară??”Aveți doar câteva minute pentru a prinde autobuzul, altfel veți întârzia la întâlnirea de dimineață. Tu foșnești prin lucrurile tale. Nu este în noptiera ta, pe tejghea baie, sau pe masuta de cafea. Un sentiment de deznădejde începe să se strecoare, dar apoi îți amintești brusc că îți poți localiza telefonul folosind o aplicație de pe computer.

vă deplasați la computer și deschideți aplicația. Punctul de pe hartă se află direct peste apartamentul dvs., astfel încât să știți că telefonul dvs. este acolo undeva. Ești la jumătatea drumului. Dar trackerul GPS nu vă poate spune unde este în apartamentul dvs. telefonul dvs. Deci, trimiteți un semnal la telefon pentru a face bip.

auzi un sunet slab de apel venind de undeva din apartamentul tău. Ridică-te. Sună din nou. Îți întorci capul spre locul de unde vine sunetul — dormitorul tău. Încă un bip. Tu debandadă în dormitor și urmați bipuri până când veți găsi telefonul mobil așezat pe podea, sub o grămadă de haine. Victorie!

memoria ta a eșuat în acea zi, la fel și majoritatea sistemelor tale senzoriale care te ajută să găsești lucruri în împrejurimile tale. Ce te-a ajutat să-ți găsești telefonul? Capacitatea stranie a creierului de a localiza sursa sunetelor.

am discutat acest fenomen pe scurt înainte, dar este doar o parte importantă a vieții noastre de zi cu zi pe care a trebuit să o revizuim.

cum ți-a localizat creierul telefonul mobil?

a avea o ureche pe ambele părți ale capului face mai mult decât să-ți echilibreze fața; pozițiile lor una față de cealaltă te-au ajutat să localizezi sursa soneriei telefonului tău mobil. Deoarece urechile sunt separate unele de altele, sunetele vor ajunge la urechi la momente ușor diferite și la volume ușor diferite, iar acest lucru vă ajută creierul să calculeze de unde provin sunetele.

de exemplu, dacă cineva vorbește în anul stâng, acea ureche va ridica sunetul vocii sale înaintea urechii drepte, iar urechea stângă va găsi, de asemenea, sunetul un pic mai tare decât urechea dreaptă. Creierul dvs. poate detecta aceste diferențe minuscule în sincronizare și volum și poate folosi aceste informații pentru a calcula că sunetul vocii persoanei vine din stânga.

creierul calculează aceste informații în trunchiul cerebral, o zonă care se află chiar deasupra gâtului. Mai exact, calculatorul constă dintr-un grup de celule un grup de celule numit măslinul superior (pentru că arată ca o măslină). Această regiune conține o hartă bidimensională a lumii care radiază din cap, ca și cum Harta ar fi desenată pe marginea unei pălării.

când un sunet vă lovește, semnalele de la fiecare dintre ele călătoresc direct către măslinul superior și se întâlnesc. Să ne prefacem că în loc de sunete, au fost Mașini pentru o secundă. Dacă cele două mașini merg la limita de viteză și pleacă în același timp, se vor întâlni la mijloc. Dar dacă o mașină primește un avans, va trece de punctul de mijloc înainte de a vedea cealaltă mașină. Dacă ai vrea cu adevărat, ai putea măsura locul dintre locul în care trebuiau să se întâlnească mașinile și unde s-au întâlnit de fapt și să calculezi cu cât mai devreme o mașină a început să conducă înainte de cealaltă. Măslinul tău superior face asta cu sunet.

dacă un sunet vine din partea stângă, semnalul de la urechea stângă va primi un avans și se va întâlni cu semnalul de la urechea dreaptă mai aproape de partea dreaptă a măslinului superior. În schimb, dacă sunetul vine din dreapta, semnalele de la cele două urechi se vor întâlni spre partea stângă a măslinului superior. Dacă un sunet vine de la drept înainte, cele două semnale se vor întâlni în mijloc. În funcție de locul în care se întâlnesc semnalele, acestea vor excita un anumit set de neuroni din măslina superioară care spun părții conștiente a creierului de unde provine sunetul. Și voil, ți-ai găsit telefonul!

cele mai bune Localizatoare de sunet din lume

dacă aruncați o privire în jurul regnului animal, veți descoperi în curând că oamenii nu sunt de fapt cei mai buni la localizarea sunetului. Coroana aia aparține bufniței.

bufnițele sunt nocturne, așa că vânează noaptea, de obicei în întuneric complet. Drept urmare, spre deosebire de majoritatea animalelor, nu se pot baza pe ochii lor pentru a găsi prada. În plus, nu folosesc căldura sau mirosul pentru a detecta prada – se bazează în întregime pe simțul auzului. Cu prada vie care zboară și sare peste tot, abilitățile de localizare a sunetului bufnițelor de hambar trebuie să fie la fața locului, altfel își vor pierde cina (literalmente).

bufnițele de hambar sunt mai bune la localizarea sunetelor decât oamenii din mai multe motive. În primul rând, urechile lor sunt asimetrice. În timp ce urechile noastre stau în același loc de ambele părți ale capului, urechea stângă a unei bufnițe este puțin mai înaltă decât urechea dreaptă și arată în jos, în timp ce urechea dreaptă arată în sus. Acest lucru face mai ușor pentru bufnițele de hambar să localizeze nu numai sunetele într-o direcție orizontală (numită azimut), așa cum face măslinul nostru superior, ci și într-o direcție verticală (numită înălțime).

cum detectează oamenii elevația

doar pentru că noi oamenii nu suntem la fel de competenți în detectarea diferențelor de elevație decât bufnițele de hambar, putem totuși să o facem. Folosim doar o metodă diferită. La urma urmei, de aceea ai putut spune că telefonul tău era pe podea și nu pe podea în camera de deasupra ta.

noi, oamenii, detectăm elevația folosind urechile noastre exterioare – partea pe care o puteți vedea, care se numește pinna. Când sunetele cu înălțime mare ajung la urechea exterioară, acestea sar în jurul curbelor din pinnae pentru o vreme, ca o minge de baschet care cade pe o jantă și, în cele din urmă, o fac în urechea medie („plasa”, unde se află tamburul urechii). Cu toate acestea, acest lucru nu oferă creierului dvs. suficiente informații pentru a calcula înălțimea unui sunet.

asta pentru că lumea reală este un pic mai complicată decât un singur shooter cu o minge de baschet. Sunt mai mulți jucători pe teren. Dacă mai mulți oameni au tras o minge de baschet la o plasă în același timp, toți vor sări pe margine în moduri diferite și s-ar putea ciocni sau interfera unul cu celălalt, iar dacă ajung la plasă, vor ajunge la momente diferite. La fel ca mingile de baschet, undele sonore sunt viguros peste tot, și ele interferează unele cu altele, de asemenea. În acest caz, anumite unde sonore cu pas înalt interferează cu cele cu pas inferior, determinând scăderea volumului undelor cu pas înalt.

sunetele care se apropie de urechi vă vor lovi urechile în unghiuri diferite, în funcție de înălțimea lor, ceea ce va afecta cantitatea de interferențe. Și acest lucru, la rândul său, va afecta volumul pe care îl simte tamburul urechii. Creierul dvs. preia aceste modificări de volum și funcționează înapoi pentru a determina de la ce altitudine provin aceste sunete.

ne apropiem de marginea cunoașterii în acest sens și nimeni nu știe exact cum funcționează acest proces încă. Într-adevăr, este complicat, dar asta arată cât de incredibil de puternice sunt creierele noastre. Pe măsură ce creierul nostru este sănătos, nu trebuie să ne gândim la localizarea sunetelor – se întâmplă doar!

provocarea localizării sunetului

în comparație cu depinzând de simțul nostru de auz pentru a localiza obiecte, pare ușor să facem asta folosind simțurile noastre de vedere și atingere. Dar nu-ți lua simțul auzului de la sine înțeles. Data viitoare când auzi pe cineva spunând ” Ai grijă!!”și te întorci instinctiv spre ei, îi vezi arătând spre o minge de baseball care se apropie de capul tău și te dai la o parte, nu – ți mulțumi reflexelor-mulțumește-ți creierului, care te-a ajutat să găsești sursa acelei voci care te-a ajutat în cele din urmă să eviți o clonk la cap.