3 СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР ИЗ НЕЙРОПОДОБНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое слуховой анализатор из нейроподобных элементов , Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое слуховой анализатор из нейроподобных элементов , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Нейробионика.

Слуховая система человека и животных представляет
собой эффективное устройство анализа сложных
нестационарных звуковых сигналов. В ней используются как
спектральные, так и временные методы анализа, при
которых выделение информативных признаков
производится выделением тех или иных особенностей временного хода
сигнала. Из рассмотрения механизмов работы слуховой
системы следует, что ряд информационных'преобразований
в ней выполняется, на основе закономерностей или
принципов, отличающихся от известных в технике [46].
Поэтому исследование принципов нейронной организации
слухового анализатора обусловлено и стремлением по-

нять общие закономерности устройства анализаторов
мозга, и стремлением использовать эти закономерности для
создания эффективных технических устройств обработки
временных сигналов.
3.1. Основные информационные преобразования
в слуховой системе
В нейронных структурах слуховой системы выполняются
следующие операции: 1) определение скорости бегущей
по основной мембране улитки волны механического
колебания; 2) преобразование аналоговой величины в
дискретную по принципу кодирования ее значения числом
возбужденных элементов; 3) повышение чувствительности
системы по частоте и интенсивности за счет механизмов
латерального взаимодействия нейронов; 4) повышение
частоты квантования сигнала, позволяющее оценивать
временные интервалы, длительностью меньше, чем
минимальный интервал следования нервных импульсов по
волокну; 5) детектирование крутизны передних фронтов
звуковых импульсов; 6) детектирование изменения
частоты и интенсивности звука; 7) оценка амплитуд максимумов
мгновенного спектра; 8) детектирование высоты звука;
9) детектирование гласных и согласных; 10)
детектирование тональности; 11) определения направления на
источник звука; 12) оценка расстояния до источника звука;
13) определения скорости и направления движения
источника звука; 14) оценка длительности коротких по
сравнению с длительностями нервных импульсов временных
интервалов; 15) опознавание объектов и ориентация в
пространстве на основе активной локации.
Ряд механизмов слухового восприятия детально
исследован в работе [46]. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Здесь мы рассмотрим, как могут быть
организованы нейроподобные структуры, способные
реализовать основные операции, выполняемые нейронными
структурами слухового анализатора. Вначале дадим
краткое представление об организации основных отделов
слухового анализатора.
3.1.1. 4натомо-морфологические сведения
Основные отделы слуховой системы высших
млекопитающих изображены на схеме рис. 3.1. Звуковые колебания
от наружного уха 1 через барабанную перепонку 2 и си-

стему косточек 3 среднего уха воздействуют на мембрану
овального окна 5, создавая колебания в жидкости 6 и
основной мембране 7 слуховой улитки. Слуховая улитка
представляет собой свернутую в спираль коническую
трубку, которая на рис. 3.1 для наглядности показана в
раскрученном виде. Основная мембрана расположена внутри
этой трубки вдоль длины, расширяясь от базального
конца улитки, где находится овальное окно, к апикальному.
Мембрана прикреплена к стенкам улитки по всему
периметру за исключением апикального конца, у которого
существует зазор — геликотрема 8. Протяженность
основной мембраны у человека около 30 мм. На всем
протяжении основной мембраны к ней прикреплен кортиев
орган, несущий в себе волосковые клетки 9 — рецепторы
органа слуха. Рецепторы расположены рядами вдоль
мембраны, при этом число их меньше у основания улитки,
т. е. базального конца (для человека три ряда), и больше
у вершины, или апикального конца (для человека пять
рядов).

Механическая упругость основной мембраны
изменяется вдоль длины так, что область максимальных колебаний
перемещается по длине при изменении частоты звукового
сигнала. При этом перемещается и область возбужденных
рецепторов, так что расстояние от геликотремы до области
максимального возбуждения волосковых клеток
пропорционально логарифму частоты звукового сигнала.
Благодаря этому на первом этапе осуществляется следующее
преобразование звуковых сигналов: частота сигнала пере-

кодируется в место наибольшей деформации мембраны
[49]. Такой характер преобразования получил в
литературе по физиологии слуха название «принципа места».
На рецепторах оканчиваются входные отростки —
дендриты нейронов, составляющих самое первое
нейронное образование слуховой системы — спиральный
ганглий 11. Нейроны спирального ганглия по типу связи с
рецепторами делятся на ортонейроны и спиронейроны. Ор-
тонейрон посредством < радикальных» волокон связан с
несколькими волосковыми клетками. Спиронейрон имеет
протяженное «спиральное» волокно, которое тянется вдоль
мембраны на 2—3 мм и может контактировать с большим
количеством волосковых клеток (на 1 мм мембраны
расположено около 80 рецепторов). По-видимому,
спиронейрон собирает информацию с довольно большого
участка мембраны в отличие от ортонейронов, получающих
воздействие одной точки мембраны.
Спиральный ганглий (у человека порядка 30 тыс.
нервных клеток) связан со следующим нейронным
образованием — кохлеарными ядрами 12 (90 тыс. клеток) при
помощи слухового нерва. В слуховой нерв входят как
восходящие (афферентные) волокна, передающие
информацию в центральные отделы, так и нисходящие
(эфферентные волокна), служащие для обратного воздействия
центральных отделов мозга на нейроны спирального
ганглия и рецепторные клетки.
После кохлеарных ядер афферентный поток
разветвляется. Большая часть информации идет непосредственно
к заднему двухолмию 15 (400 тыс. клеток). Однако часть
потока сначала проходит через верхние оливарные
ядра — медиальные 13 (50 тыс. клеток) и латеральные 14
(50 тыс. клеток), а затем сходится к заднему двухолмию.
Затем афферентный поток проходит медиальное
коленчатое тело 16 (850 тыс. клеток) и поступает в слуховую кору
17 (отдел коры головного мозга), ответственную за слух
(порядка 10 млн. клеток).
3.1.2. Преобразования на периферии
Среднее ухо представляют соединением колебательного
и апериодического звеньев. Основную мембрану предста-
ляют набором полосовых фильтров, резонансные частоты
которых упорядоченно распределены вдоль некоторого
направления (оси частот). На основной мембране звуковой

сигнал разворачивается по этому направлению в
пространственный образ, информация о котором поступает от
рецепторов (выходов фильтров) по множеству
параллельных каналов.
На модели основной мембраны [111] было показано,
что звуковые импульсы, различающиеся крутизной
фронтов и длительностями, по-разному возбуждают
различные участки мембраны. Чем больше крутизна и
длительность импульса, тем ближе к апикальному концу
мембраны возникает область максимальных колебаний. Таким
образом, различающиеся длительностью фронтов
звуковые импульсы активируют разные участки основной
мембраны и информация о них передается по разным
каналам.

Анализ данных, представленных в статье про слуховой анализатор из нейроподобных элементов , подтверждает эффективность применения современных технологий для обеспечения инновационного развития и улучшения качества жизни в различных сферах. Надеюсь, что теперь ты понял что такое слуховой анализатор из нейроподобных элементов и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Нейробионика