3.7 : Percepcja głośności

Ludzki mózg odbiera wysokość dźwięku za pomocą dwóch podstawowych mechanizmów odzwierciedlonych w teorii miejsca i teorii częstotliwości. Każdy mechanizm opisuje, w jaki sposób fale dźwiękowe są interpretowane przez mózg jako określone wysokości dźwięku, oferując wgląd w zawiłe procesy percepcji słuchowej.

Teoria miejsca, lub kodowanie miejsca, sugeruje, że różne wysokości dźwięku są słyszalne, ponieważ różne fale dźwiękowe aktywują określone miejsca wzdłuż błony podstawnej ślimaka. Mózg określa wysokość dźwięku, identyfikując dokładne miejsce na błonie, generując sygnał neuronowy. Dźwięki o wysokiej częstotliwości powodują znaczące wibracje w pobliżu początku błony ślimaka, podczas gdy dźwięki o niskiej częstotliwości wibrują szerszy obszar błony, przez co są mniej zlokalizowane. Ta teoria skutecznie wyjaśnia percepcję dźwięków o wysokiej częstotliwości, szczególnie tych o częstotliwości od 5000 do 20 000 Hz, ale nie zajmuje się dźwiękami o niskiej częstotliwości.

Teoria częstotliwości, znana również jako kodowanie czasowe, oferuje inne wyjaśnienie percepcji wysokości dźwięku. Zgodnie z tą teorią mózg odczytuje wysokość dźwięku, monitorując częstotliwość impulsów nerwowych przemieszczających się wzdłuż nerwu słuchowego. Cała błona podstawna wibruje w odpowiedzi na przychodzącą falę dźwiękową, wyzwalając impulsy nerwowe w mózgu z tą samą częstotliwością, co fala dźwiękowa. Na przykład fala dźwiękowa o częstotliwości 100 fal na sekundę generuje 100 impulsów na sekundę wzdłuż nerwu słuchowego. Ta metoda jest skuteczna dla częstotliwości do 100 Hz, co odpowiada maksymalnej częstotliwości wyzwalania wielu neuronów.

Teoria salw to odmiana teorii częstotliwości, która wyjaśnia percepcję wysokości dźwięku dla tonów o częstotliwości od 100 do 5000 Hz. W tej teorii zestawy neuronów wyzwalają się z najwyższą częstotliwością, ale są nieznacznie rozsynchronizowane, co pozwala im osiągnąć ogólną częstotliwość wyzwalania, która odpowiada częstotliwościom do 5000 Hz.