Illinois Science Council

det är måndag morgon och din väg ut för att fånga din buss för arbete. Du är lite bråttom för, när du klädde dig, du kunde inte hitta två matchande strumpor och du var tvungen att gräva igenom den rena tvätten som fortfarande sitter i din torktumlare för att hitta ett matchande par. När du närmar dig dörren klappar du reflexivt på fickorna och letar efter allt du behöver ta med dig. Nycklar? Kontrollera. Plånbok? Kontrollera. Mobiltelefon? Telefonen är inte där. Ditt hjärta börjar racing och en droppe svett börjar bildas under hårfästet. ”Var lade jag den igår kväll??”Du har bara några minuter att ta bussen, annars kommer du att vara sen till ditt morgonmöte. Du raslar genom dina saker. Det är inte i ditt nattduksbord, på badrumsdisken eller på ditt soffbord. En känsla av hopplöshet börjar krypa in, men då kommer du plötsligt ihåg att du kan hitta din telefon med en app på din dator.

du tävlar till din dator och öppnar appen. Pricken på kartan sitter rakt över din lägenhet, så du vet att din telefon finns där någonstans. Du är halvvägs där. Men GPS-spåraren kan inte berätta var i din lägenhet din telefon är. Så du skickar en signal till din telefon för att få den att pipa.

du hör ett svagt ringande ljud från någonstans i din lägenhet. Du står upp. Det ringer igen. Du vänder huvudet mot var ljudet kommer ifrån-ditt sovrum. Ett annat pip. Du rusar in i ditt sovrum och följer pipen tills du hittar din mobiltelefon som sitter på golvet, under en hög med kläder. Seger!

ditt minne misslyckades dig den dagen, och det gjorde de flesta av dina sensoriska system som hjälper dig att hitta saker i din omgivning. Vad hjälpte dig att hitta din telefon? Din hjärnans kusliga förmåga att lokalisera källan till ljud.

vi har diskuterat detta fenomen kort innan, men det är bara en viktig del av vårt dagliga liv som vi var tvungna att se över det.

Hur hittade din hjärna din mobiltelefon?

att ha ett öra på båda sidor av huvudet gör mer än bara balansera ut ditt ansikte; deras positioner i förhållande till varandra hjälpte dig att hitta källan till din mobiltelefon ringer. Eftersom dina öron är separerade från varandra kommer ljud att nå dina öron vid lite olika tidpunkter och med lite olika volymer, och detta hjälper din hjärna att beräkna var ljud kommer ifrån.

till exempel, om någon pratar i ditt vänstra år, kommer det örat att hämta ljudet av sin röst innan ditt högra öra gör det, och ditt vänstra öra kommer också att hitta ljudet en liten bit högre än ditt högra öra kommer. Din hjärna kan upptäcka dessa små skillnader i timing och volym och använda denna information för att beräkna att ljudet av personens röst kommer från vänster.

din hjärna beräknar denna information i din hjärnstam, ett område som sitter precis ovanför nacken. Specifikt består kalkylatorn av en grupp celler en grupp celler som kallas överlägsen oliv (eftersom den ser ut som en oliv). Denna region innehåller en tvådimensionell karta över världen som strålar ut från ditt huvud, som om kartan ritades på kanten av en hatt.

när ett ljud träffar dina hör, färdas signalerna från var och en direkt till superior olive och möts. Låt oss låtsas att istället för ljud var de bilar en sekund. Om de två bilarna går hastighetsgränsen och lämnar samtidigt möts de i mitten. Men om en bil får ett försprång, kommer det att passera mittpunkten innan den ser den andra bilen. Om du verkligen ville, kan du mäta platsen mellan var bilarna skulle träffas och var de faktiskt gjorde och beräkna hur mycket tidigare en bil började köra före den andra. Din överlägsna olive gör detta med ljud.

om ett ljud kommer från din vänstra sida kommer signalen från ditt vänstra öra att få ett försprång och möta signalen från ditt högra öra närmare höger sida av din överlägsna oliv. Omvänt, om ljudet kommer från höger, kommer signalerna från dina två öron att mötas mot vänster sida av din överlägsna oliv. Om ett ljud kommer rakt fram möts de två signalerna i mitten. Baserat på var signalerna möts, kommer de att excitera en viss uppsättning neuroner i din överlägsna oliv som berättar den medvetna delen av din hjärna där ljudet har sitt ursprung. Och voil XHamster, du hittade din telefon!

de bästa Ljudsökarna i världen

om du tittar runt djurriket kommer du snart att upptäcka att människor inte är bäst på ljudlokalisering. Den kronan tillhör ladugården.

ugglor är nattliga, så de jagar på natten, vanligtvis i fullständigt mörker. Som ett resultat, till skillnad från de flesta djur, kan de inte lita på sina ögon för att hitta byte. Dessutom använder de inte värme eller lukt för att upptäcka byte heller – de är helt beroende av deras hörsel. Med levande byte som flyger och hoppar överallt måste barnugglarnas ljudlokaliseringsförmåga vara på plats, annars kommer de att sakna sin middag (bokstavligen).

Barnugglor är bättre på att lokalisera ljud än människor av flera skäl. För det första är deras öron asymmetriska. Medan våra öron sitter på samma plats på vardera sidan av våra huvuden, är en ladugårds vänstra öra något högre än deras högra öra och det pekar nedåt, medan det högra örat pekar uppåt. Detta gör det lättare för ladugårdar att inte bara lokalisera ljud i horisontell riktning (kallad azimut) som vår överlägsna olive gör, men också i vertikal riktning (kallad höjd).

hur människor upptäcker höjd

bara för att vi människor inte är lika skickliga på att upptäcka skillnader i höjd än ladugårdar, kan vi fortfarande göra det. Vi använder bara en annan metod. Det var ju därför du kunde berätta att din telefon var på golvet och inte på golvet i rummet ovanför dig.

vi människor upptäcker höjd med våra yttre öron – den del du kan se, som kallas pinna. När höga ljud når ditt yttre öra, studsar de runt kurvorna i din pinnae ett tag, som en basket som studsar på en kant, och så småningom gör det i ditt mellanörat (”nätet” där din örontrumma sitter). Detta i sig ger inte din hjärna tillräckligt med information för att beräkna höjden av ett ljud.

det beror på att den verkliga världen är lite mer komplicerad än en enda skytt med en basket. Det finns fler spelare på banan. Om flera personer sköt en basket på ett nät samtidigt, kommer de alla att studsa på fälgen på olika sätt och kan stöta på eller störa varandra, och om de gör det till nätet kommer de att nå det vid olika tidpunkter. Liksom basketbollar studsar ljudvågor överallt, och de stör varandra också. I det här fallet stör vissa ljudvågor med hög tonhöjd, vilket gör att höghöjdsvågorna sjunker i volym.

ljud som närmar sig dina öron kommer att slå dina öron i olika vinklar beroende på deras höjd, vilket kommer att påverka mängden störningar. Och detta kommer i sin tur att påverka volymen som din trumma känner av. Din hjärna plockar upp dessa volymförändringar och arbetar bakåt för att avgöra vilken höjd dessa ljud kommer från.

vi närmar oss kanten av kunskap om detta, och ingen vet exakt hur denna process fungerar ännu. Det är faktiskt en komplicerad, men det visar bara hur otroligt kraftfulla våra hjärnor är. Eftersom våra hjärnor är friska behöver vi inte tänka på att lokalisera ljud – det händer bara!

utmaningen med ljudlokalisering

jämfört med beroende på vår känsla av hörsel för att lokalisera objekt, verkar det lätt att göra det med våra sinnen av syn och beröring. Men ta inte din känsla av hörsel för givet. Nästa gång du hör någon säga ” Se upp!!”och du instinktivt vänder dig till dem, ser dem peka på en baseball som närmar sig ditt huvud, och du Anka ur vägen, tacka inte dina reflexer – tacka din hjärna, vilket hjälpte dig att hitta källan till den rösten som i slutändan hjälpte dig att undvika en clonk till huvudet.