Gibt es Lücken in dem, was unsere Ohren hören können?

Ich kenne die Haarzellen in unserer Cochlea und es ist die Bewegung der Flüssigkeit, die sie zum Schwingen bringt. Und das aktiviert die Übertragung elektrischer Signale an das Gehirn, die zu Schall werden.

Aber ich habe gehört, dass Haarzellen so gebaut sind, dass sie bestimmte Tonhöhen erkennen. Und wenn sie diese bestimmte Tonlage nicht erreichen, dann senden sie nicht. So wie ich es verstehe, haben wir Zellen, die jeweils auf eine bestimmte Tonhöhe reagieren und auf nichts anderes. Da wir viele haben, die jeweils auf eine andere Tonhöhe reagieren, gibt uns dies ein breites Hörspektrum.

Was ich mich gefragt habe, ist Folgendes: Wenn jede Haarzelle auf eine bestimmte Tonhöhe reagiert, was passiert, wenn wir versuchen, einen Ton zu hören, der zwischen zwei Haarzellen liegt?

Stellen Sie sich eine Haarzelle vor, die nur auf 1 Hz reagiert (und nach meinem Verständnis tun sie das) und daneben eine Zelle, die auf einen Ton bei 2 Hz reagiert. Was passiert bei einem Ton mit 1,5 Hz? Können wir diesen Ton nicht hören, weil er in der Lücke zwischen unseren Haarzellen existiert? Oder können Haarzellen einen großen Bereich abdecken, sodass sie sich überlappen und die Lücke schließen?

Wie unsere Fähigkeit, Schall quantisiert oder kontinuierlich zu hören?

Ich weiß, dass es Geräusche gibt, die so tief oder hoch sind, dass sie außerhalb unseres Hörbereichs liegen, aber was ist mit unserem Hörbereich? Wenn jemand einen Ton spielt, der genau zwischen zwei Haarzellen liegt, könnten wir ihn dann nicht hören? Gibt es eine endliche Anzahl verschiedener Geräusche, die wir in unserem Hörbereich hören können?

Gute Frage. Ich denke, der Bereich der Haarzellen überlappt sich eindeutig, denn wenn ich einen Ton höre, der sich langsam in der Tonhöhe ändert, wie z stimme die Saite. Obwohl es interessant wäre, genau zu wissen, wie sehr sie sich überschneiden.

Antworten (2)

Um die gute Antwort von @AliceD zu ergänzen , werfen Sie einen Blick auf einige Abstimmungskurven für Haarzellen, die Schallrezeptoren in der Cochlea (dies sind zufällig ziemlich niedrige Frequenzen und eine Schildkröten-Cochlea, obwohl diese Details nicht so wichtig sind). :

IHC-Tuning-Kurven

Fettiplace, R. (1987). Elektrische Abstimmung von Haarzellen im Innenohr. Trends in den Neurowissenschaften, 10(10), 421-425.

Die horizontale Achse ist die Frequenz; die vertikale Achse ist die Antwort der Neuronen in Spannung. Die Daten werden durch Aufzeichnen von Antworten auf eine Reihe verschiedener reiner Töne erzeugt.

Was Sie sehen, ist, dass die Zelle, die auf 131 Hz "abgestimmt" ist, nicht nur auf 131 Hz reagiert, sondern dort am meisten reagiert. Gleiches gilt für eine andere Zelle, die "am besten" auf 314 Hz abgestimmt ist. Es gäbe viele Zellen dazwischen mit unterschiedlichen besten Frequenzen, und Sie könnten einen gewichteten Durchschnitt der Aktivität über diese Zellpopulation nehmen, um den tatsächlichen Ton genau zu identifizieren.

Im Allgemeinen gehören die Haarzellen, die Geräusche überwachen, zu den am schlechtesten abgestimmten Zellen im frühen Gehörsystem. Bei höheren Verarbeitungsstufen im auditiven Hirnstamm verbessert die seitliche Hemmung die Abstimmung.

Gute Antwort! Und +1 für diesen alten Graphen von Fettiplace ;-)

Kurze Antwort
Nein, es gibt keine zwischen den Haarzellen induzierten tonotopischen Lücken in der Frequenzwahrnehmung.

Hintergrund
Jugendliche können über einen Frequenzbereich von etwa 10 Oktaven hören, mit einer Frequenzauflösung von etwa 0,3 % einer Oktave. Wir hätten also etwa 2300 auflösbare Frequenzen. Diese Zahl ist vom Schallpegel abhängig, da sich die Erregung bei höheren Schallpegeln ausbreitet, aber sie gibt einen vernünftigen Ausgangspunkt für die Beantwortung Ihrer Frage.

Die menschliche Cochlea enthält ungefähr 3.500 innere Haarzellen. Nach dieser (stark vereinfachten) Berechnung scheint die Anzahl der Haarzellen also redundant zu sein.

Mit anderen Worten, die Vorstellung einer Haarzellenstimulation zwischendurch dehnt die Grenzen der physiologischen Frequenzauflösung ein wenig zu weit aus.

Referenz
- Elliott & Shera, Smart Mater Struct (2012); 21 (6):064001

Quelle
- Cochlea.eu. Schnecke: Funktion

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