- Μηνύματα
- 17.472
- Reaction score
- 57.378
Απάντηση: Η Τοπική Θεωρία της Ακοής
Ο Helmholtz είχε αρχικά διατυπώσει στη θεωρία του περί συχνοτικής αντίληψης ότι ο ΄΄κοχλιακός φασματικός αναλυτής΄΄ χαρτογραφεί τονοτοπικά την ενέργεια της θεμελιώδους και η συχνοτική αίσθηση(pitch) σχετίζεται με τη χωρική τοποθέτηση της θεμελιώδους.Κατ'επέκταση,όταν η ίδια η θεμελιώδης δεν είναι παρούσα,οι ελλείψεις γραμμικότητας(παραμόρφωση ενδοδιαμόρφωσης) στους περιφερικούς μηχανισμούς επεξεργασίας(και του μέσου αναπαραγωγής) θα την αποδώσουν στον εγκέφαλο.
Τα πειραματικά δεδομένα δικαιώνουν την ΄΄τοπική΄΄ θεωρία γιά συχνότητες άνω των 500Hz(Coren et al,1994).Στη σχηματική απεικόνιση της βασικής μεμβράνης του κοχλία,ένας ήχος που περιλαμβάνει μιά σειρά αρμονικών παράγει στο υγρό που περιέχει ο κοχλίας ένα κύμα που ταξιδεύει κατά μήκος αυτής.To πλάτος του κύματος κορυφώνεται σε συγκεκριμένες και διαφορετικές τοποθεσίες επί της μεμβράνης(Bekesy,1960) ανάλογα με τα επιμέρους συχνοτικά ερεθίσματα που περιέχει,προκαλώντας τη μέγιστη διέγερση στα τριχωτά κύτταρα που αντιστοιχούν σε καθεμία από αυτές.
Το σήμα κατόπιν μεταβιβάζεται σε νευρώνες που είναι συντονισμένοι στις συγκεκριμένες συχνότητες,υφιστάμενο μέσω αυτών την ανάλυση κατά Fourrier οδεύοντας προς τον ακουστικό φλοιό.Προβλέπεται ότι ο εγκέφαλος αναγνωρίζει το μοτίβο των αρμονικών κι έτσι ΄΄αποφασίζει΄΄ γιά την ταυτότητα της θεμελιώδους εξάγοντας κιόλας την πληροφορία γιά το σε ποιό συχνοτικό σημείο όφειλε να βρίσκεται,οπότε και αποδίδει τη συχνοτική αντίληψη(pitch) αυτής.
Στις χαμηλότερες(<4000Hz) συχνότητες όμως,το δημιουργούμενο από το ηχητικό ερέθισμα μοτίβο διευρύνεται κατά τρόπον ώστε το κύμα να καταλαμβάνει μεγαλύτερη έκταση επί της βασικής μεμβράνης.Κατά συνέπεια,μειώνεται η τονοτοπική εκλεκτικότητα του ερεθίσματος των τριχωτών κυττάρων.Ο νόμος του Ohm γιά την ακοή,Διατυπώνει ότι η αντίληψη του τόνου ενός ήχου είναι σε συνάρτηση με τα σχετικά πλάτη των αρμονικών παρά των φασικών σχέσεων μεταξύ τους.Κάτι τέτοιο φυσικά συνάδει με την τοπική θεωρία της ακοής.
Στο μοντέλο αυτό,μολονότι οι Κρίσιμες Συχνοτικές Ζώνες δεν εκτελούν οι ίδιες τη διάκριση της συχνοτικής αντίληψης,αποτελούν αναγκαία συνθήκη γιά την επίτευξή της,από τη στιγμή που μιά επιμέρους αρμονική γίνεται αισθητή ως ξεχωριστή εφόσον δε συνυπάρχει με τις γειτονικές της στην ίδια ΚΣΖ.στην αντίθετη περίπτωση,δε θα γίνονταν ευκρινώς αντιληπτές μεταξύ τους.
Γενικά,αρμονικές ανώτερες της έκτης δε μπορούν να διαχωριστούν μεταξύ τους κι έτσι δεν συμβάλλουν στη συγκεκριμένη μορφή αντίληψης της θεμελιώδους.Κάτι τέτοιο δεν συνάδει με το πειραματικό δεδομένο της αντίληψης θεμελιώδους ακόμα και όταν το σήμα περιλαμβάνει αποκλειστικά αρμονικές ανώτερης τάξης από την 6η.Λαμβάνονται οι οkτώ πρώτες αρμονικές του φάσματος ενός σύνθετου σήματος μαζί με τις αντιστοιχούσες επικεντρωμένες ΚΣΖ.
http://www.google.gr/url?sa=t&rct=j...0UJTz_cepGqcCiw&bvm=bv.59568121,d.d2k&cad=rja
Εάν θεωρηθεί σα δίκτυο διαδοχικών φίλτρων διέλευσης ζώνης,διαπιστώνουμε ότι καθένα από τα πέντε πρώτα επιτρέπει τη διέλευση μόνο μίας αρμονικής συνιστώσας,ενώ το 6ο και το 7ο αφήνουν και τις εκατέρωθεν συνιστώσες ως προς την κεντρική τους αρμονική.Η επικεντρωμένη στην 6η αρμονική ΚΣΖ διακρίνεται από μιά ισχυρή συνιστώσα 1200Hz και δύο ασθενείς εκατέρωθεν της κεντρικής στα 1000Hz και 1400Hz αντίστοιχα,με αποτέλεσμα να προκύπτει ένας παλμός συχνότητας 200Hz(θεμελιώδης).Ακολούθως η 7η διαθέτει την κεντρική συνιστώσα στα 1400Hz και τις εκατέρωθεν στα 1200Hz και 1600Hz.Εδώ ο παλμός της θεμελιώδους θα έχει υψηλότερη ένταση απ'ότι στην προηγούμενη ΚΣΖ,αφού οι εκατέρωθεν αρμονικές είναι λιγότερο εξασθενημένες(κείνται σε θέσεις πιό απομακρυσμένες από τα όρια του φακέλλου της δεδομένης ΚΣΖ).
Όσο μάλιστα οδεύουμε προς ΚΣΖ επικεντρωμένες σε υψηλότερες συχνότητες(όπου το εύρος της ζώνης τους βαίνει αυξανόμενο) ο παλμός της θεμελιώδους αυξάνει ολοένα σε ένταση.Η πυροδότηση των ινών του ακουστικού νεύρου είναι φασικά κλειδωμένη στην κυματομορφή του ηχητικού ερεθίσματος μέχρι τα 4000Hz περίπου.Επομένως γιά παλμούς που ανήκουν σε ΚΣΖ που εκτείνονται μέχρι αυτό το όριο,η συχνοτική αντίληψη βασίζεται στην τροφοδότηση του εγκεφάλου με σήμα ΄΄κλειδωμένο΄΄ πάνω στη θεμελιώδη συχνότητα.
Ο Helmholtz είχε αρχικά διατυπώσει στη θεωρία του περί συχνοτικής αντίληψης ότι ο ΄΄κοχλιακός φασματικός αναλυτής΄΄ χαρτογραφεί τονοτοπικά την ενέργεια της θεμελιώδους και η συχνοτική αίσθηση(pitch) σχετίζεται με τη χωρική τοποθέτηση της θεμελιώδους.Κατ'επέκταση,όταν η ίδια η θεμελιώδης δεν είναι παρούσα,οι ελλείψεις γραμμικότητας(παραμόρφωση ενδοδιαμόρφωσης) στους περιφερικούς μηχανισμούς επεξεργασίας(και του μέσου αναπαραγωγής) θα την αποδώσουν στον εγκέφαλο.
Τα πειραματικά δεδομένα δικαιώνουν την ΄΄τοπική΄΄ θεωρία γιά συχνότητες άνω των 500Hz(Coren et al,1994).Στη σχηματική απεικόνιση της βασικής μεμβράνης του κοχλία,ένας ήχος που περιλαμβάνει μιά σειρά αρμονικών παράγει στο υγρό που περιέχει ο κοχλίας ένα κύμα που ταξιδεύει κατά μήκος αυτής.To πλάτος του κύματος κορυφώνεται σε συγκεκριμένες και διαφορετικές τοποθεσίες επί της μεμβράνης(Bekesy,1960) ανάλογα με τα επιμέρους συχνοτικά ερεθίσματα που περιέχει,προκαλώντας τη μέγιστη διέγερση στα τριχωτά κύτταρα που αντιστοιχούν σε καθεμία από αυτές.
Το σήμα κατόπιν μεταβιβάζεται σε νευρώνες που είναι συντονισμένοι στις συγκεκριμένες συχνότητες,υφιστάμενο μέσω αυτών την ανάλυση κατά Fourrier οδεύοντας προς τον ακουστικό φλοιό.Προβλέπεται ότι ο εγκέφαλος αναγνωρίζει το μοτίβο των αρμονικών κι έτσι ΄΄αποφασίζει΄΄ γιά την ταυτότητα της θεμελιώδους εξάγοντας κιόλας την πληροφορία γιά το σε ποιό συχνοτικό σημείο όφειλε να βρίσκεται,οπότε και αποδίδει τη συχνοτική αντίληψη(pitch) αυτής.
Στις χαμηλότερες(<4000Hz) συχνότητες όμως,το δημιουργούμενο από το ηχητικό ερέθισμα μοτίβο διευρύνεται κατά τρόπον ώστε το κύμα να καταλαμβάνει μεγαλύτερη έκταση επί της βασικής μεμβράνης.Κατά συνέπεια,μειώνεται η τονοτοπική εκλεκτικότητα του ερεθίσματος των τριχωτών κυττάρων.Ο νόμος του Ohm γιά την ακοή,Διατυπώνει ότι η αντίληψη του τόνου ενός ήχου είναι σε συνάρτηση με τα σχετικά πλάτη των αρμονικών παρά των φασικών σχέσεων μεταξύ τους.Κάτι τέτοιο φυσικά συνάδει με την τοπική θεωρία της ακοής.
Στο μοντέλο αυτό,μολονότι οι Κρίσιμες Συχνοτικές Ζώνες δεν εκτελούν οι ίδιες τη διάκριση της συχνοτικής αντίληψης,αποτελούν αναγκαία συνθήκη γιά την επίτευξή της,από τη στιγμή που μιά επιμέρους αρμονική γίνεται αισθητή ως ξεχωριστή εφόσον δε συνυπάρχει με τις γειτονικές της στην ίδια ΚΣΖ.στην αντίθετη περίπτωση,δε θα γίνονταν ευκρινώς αντιληπτές μεταξύ τους.
Γενικά,αρμονικές ανώτερες της έκτης δε μπορούν να διαχωριστούν μεταξύ τους κι έτσι δεν συμβάλλουν στη συγκεκριμένη μορφή αντίληψης της θεμελιώδους.Κάτι τέτοιο δεν συνάδει με το πειραματικό δεδομένο της αντίληψης θεμελιώδους ακόμα και όταν το σήμα περιλαμβάνει αποκλειστικά αρμονικές ανώτερης τάξης από την 6η.Λαμβάνονται οι οkτώ πρώτες αρμονικές του φάσματος ενός σύνθετου σήματος μαζί με τις αντιστοιχούσες επικεντρωμένες ΚΣΖ.
http://www.google.gr/url?sa=t&rct=j...0UJTz_cepGqcCiw&bvm=bv.59568121,d.d2k&cad=rja
Εάν θεωρηθεί σα δίκτυο διαδοχικών φίλτρων διέλευσης ζώνης,διαπιστώνουμε ότι καθένα από τα πέντε πρώτα επιτρέπει τη διέλευση μόνο μίας αρμονικής συνιστώσας,ενώ το 6ο και το 7ο αφήνουν και τις εκατέρωθεν συνιστώσες ως προς την κεντρική τους αρμονική.Η επικεντρωμένη στην 6η αρμονική ΚΣΖ διακρίνεται από μιά ισχυρή συνιστώσα 1200Hz και δύο ασθενείς εκατέρωθεν της κεντρικής στα 1000Hz και 1400Hz αντίστοιχα,με αποτέλεσμα να προκύπτει ένας παλμός συχνότητας 200Hz(θεμελιώδης).Ακολούθως η 7η διαθέτει την κεντρική συνιστώσα στα 1400Hz και τις εκατέρωθεν στα 1200Hz και 1600Hz.Εδώ ο παλμός της θεμελιώδους θα έχει υψηλότερη ένταση απ'ότι στην προηγούμενη ΚΣΖ,αφού οι εκατέρωθεν αρμονικές είναι λιγότερο εξασθενημένες(κείνται σε θέσεις πιό απομακρυσμένες από τα όρια του φακέλλου της δεδομένης ΚΣΖ).
Όσο μάλιστα οδεύουμε προς ΚΣΖ επικεντρωμένες σε υψηλότερες συχνότητες(όπου το εύρος της ζώνης τους βαίνει αυξανόμενο) ο παλμός της θεμελιώδους αυξάνει ολοένα σε ένταση.Η πυροδότηση των ινών του ακουστικού νεύρου είναι φασικά κλειδωμένη στην κυματομορφή του ηχητικού ερεθίσματος μέχρι τα 4000Hz περίπου.Επομένως γιά παλμούς που ανήκουν σε ΚΣΖ που εκτείνονται μέχρι αυτό το όριο,η συχνοτική αντίληψη βασίζεται στην τροφοδότηση του εγκεφάλου με σήμα ΄΄κλειδωμένο΄΄ πάνω στη θεμελιώδη συχνότητα.
Last edited: