İnsan beyni için gerekli frekans aralığı nedir ve bu frekans dinleyerek beyne fayda sağlar mı?

Doğal uzaysal seslerin yatay lokalizasyonunun altında yatan insan beyin aktivitesine yüksek frekansların katkısı.

İşitsel sinirbilim alanında, birçok araştırma insan sesinin yerelleştirilmesinin altında yatan sinirsel süreçlere odaklanmıştır. Yakın tarihli bir manyetoensefalografi (MEG) çalışması, işitsel korteksten kaynaklanan N1m olayına bağlı yanıtı ölçerek lokalizasyonla ilişkili beyin aktivitesini araştırmıştır. Kontralateral ve ipsilateral stimülasyon arasındaki yanıt büyüklüğündeki ortalama fark olarak tanımlanan sağ hemisferik N1m cevabının dinamik aralığının, yatay ses yönünün ayırt edilmesiyle ilgili kortikal aktiviteyi yansıttığı bulunmuştur. İlginç bir şekilde, sonuçlar yatay olarak konumlandırılmış mekansal sesler içinde gerçekçi spektral bilginin varlığının daha geniş bir sağ hemisferik N1m dinamik aralığı ile sonuçlandığını düşündürmektedir. Spektral işaretler yüksek frekanslarda baskın olan bu çalışma, düşük geçişli filtreleme ile mekansal uyaranlardan frekansları kaldırarak konuyu daha da araştırdı. Bu, yöne özgü spektral bilginin aşamalı olarak ortadan kaldırılmasına neden oldu. İntratraural zaman ve seviye farklılıkları sabit tutuldu. Orijinal, filtrelenmemiş uyaranlar, beş ön yatay yönden sunulan ve her bir insanın kulak kanallarına yerleştirilmiş minyatür mikrofonları olan sekiz insan denek için binoral olarak kaydedilen geniş bant gürültü sinyalleridir. Hastalara MEG kaydı sırasında ve davranışsal bir dinleme deneyinde uyarıldı.

Sağ hemisferik N1m genliğinin dinamik aralığı, 600 Hz'nin üzerindeki tüm frekanslar çıkarılsa bile önemli ölçüde etkilenmedi. Sol hemisferik N1m yanıtının dinamik aralığı, 7.5 kHz üzerindeki frekansların çıkarılmasıyla önemli ölçüde azalmıştır. Deneklerin davranışsal ses yönü ayrımcılığı sadece 600 Hz üzerindeki frekansların kaldırılmasından etkilenmiştir.

Önceki psikofizik bulgulara göre, mevcut sonuçlar frontal yatay ses lokalizasyonunun ve ilgili sağ hemisferik kortikal süreçlerin yüksek frekanslı spektral bilginin varlığına duyarsız olduğunu göstermektedir. Doğal uzamsal uyaranlar tarafından ortaya konan genişlemiş N1m dinamik aralığına yansıyan lokalizasyonla ilişkili beyin aktivitesinde daha önce tarif edilen değişiklikler büyük olasılıkla zaten nispeten düşük frekanslarda mevcut olan bireyselleştirilmiş uzamsal ipuçlarının işlenmesine bağlanabilir. Sol hemisferik etki, ses lokalizasyonu ile ilgili olmayan yüksek frekanslı ses bilgilerinin sol hemisferik işlenmesinin bir göstergesi olabilir. Birlikte ele alındığında, bu sonuçlar sağlam lokalizasyonda hemisferik bir asimetri için yakınsak kanıtlar sağlar.

İşitsel sinirbilim alanında, kalıcı bir ilgi konusu, mekansal ses özelliklerinin algılanmasının ve ses kaynaklarının üç boyutlu ortamda lokalizasyonunun altında yatan sinirsel süreçlerin incelenmesidir. Mekansal özelliklere sahip uyarılar, hem psikofiziksel hem de nörobilimsel önlemlerle sağlam lokalizasyonu incelemek için kullanılmıştır. Yüzyıllık bir psikofiziksel araştırma, şimdiye kadar sağlam lokalizasyonun psikoakustik ve davranışsal yönlerini titizlikle belgelemiştir (incelemeler için bkz. [1,2]). Ses lokalizasyonunun nöral temeli ayrıca hayvan modelleri (bakınız örneğin [3,4]) ve nöropsikoloji (bakınız örneğin [5-7]) içinde kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Son zamanlarda, insan ses lokalizasyonunu incelemek için fonksiyonel nörogörüntüleme yöntemleri kullanılmıştır. Bu tür yöntemler arasında elektrofizyolojik (ör., [8-11]), nöromanyetik (ör., [12-19]) ve hemodinamik (ör., [20-23]) ölçümler bulunmaktadır.

Mekansal seslerin lokalizasyonunu gerçekleştirirken, insan işitsel sistemi çeşitli tipte işitsel ipuçlarını kullanabilir ve önceki beyin ölçümleri, farklı ipuçlarının farklı kortikal mekanizmalar tarafından işlendiğini öne sürdü (bkz. Örneğin [9-11,13,24]). Ses kaynağı ile kulaklar arasındaki diferansiyel mesafenin neden olduğu interaural zaman farklılıkları (ITD'ler) ve kafanın akustik gölgeleme etkilerinin neden olduğu interaural düzey farklılıkları (ILD'ler), işitsel sistem tarafından yatay yönünü belirlemek için analiz edilir. ses kaynağı. Düşük frekanslı ses bilgisi (yaklaşık 1500 Hz'nin altında) mevcut olduğunda ITD ipuçları genellikle baskındır, buna karşın ILD ipuçları ağırlıklı olarak daha yüksek frekanslarda kullanılır [1,2,25]. Kulaklar arası farklılıklara ek olarak, işitsel sisteme giren herhangi bir dış ses sinyali, kulak tırnağının, başın ve vücudun filtreleme etkilerine maruz kalır ve ses spektrumunun ses yönüne göre sürekli olarak değişen modülasyonlarına neden olur. Spektral lokalizasyon ipuçları genellikle yaklaşık 6 kHz üzerindeki yüksek frekanslarda baskındır, ancak daha düşük frekanslardaki spektral modifikasyonlar da ses lokalizasyonuna katkıda bulunabilir [1,2,26,27].

Spektral lokalizasyon ipuçlarının genellikle yükseklikteki farklılıkların (interaural farklılıkların biz olmadığı yerlerde) ayrımcılığında kullanıldığı düşünülmektedir.