Восприятие высоты тона - почему отсутствующий основной тон не обнаруживается непосредственно в улитке?

Я изучаю восприятие высоты тона и узнал о случае отсутствия основного тона .

На основном изображении на этой странице в Википедии кажется, что на нижнем графике с удаленной основной частотой и ее второй гармоникой волна все еще очень периодична на частоте 100 Гц. Поскольку в органе Корти есть некоторая область, которая должна возбуждаться при наличии звуковой волны частотой 100 Гц, почему эта звуковая волна, которая кажется периодической на частоте 100 Гц, не возбуждает прямо эту область органа?

Может ли кто-нибудь объяснить работу внутреннего уха и подробно объяснить, почему отсутствующий основной тон не активирует улитку? И наоборот, как можно услышать 100 Гц, если улитка даже не активируется на этой частоте?

Также пробовал спросить в сообществе DSP .
Я только что видел, как вы перепостили. Это настоятельно не рекомендуется в SE. Я изменил тон вашего вопроса (каламбур непреднамеренно), чтобы сделать вопросы достаточно разными. Это хороший вопрос.

Ответы (1)

Базилярная мембрана внутреннего уха (улитки) представляет собой зависящий от места преобразователь Фурье (рис. 1). Это означает, что на базилярную мембрану (БМ) проецируется упорядоченная тонотопическая карта. Бегущие волны, воздействующие на БМ через цепочку косточек и овальное окно, начинаются от основания и распространяются до вершины. По ходу дела резонансная частота БМ постепенно уменьшается, так как БМ становится шире и гибче (как струны фортепиано).

Теперь, если отсутствует определенная частота, BM не движется в этом частотном месте, и, следовательно, волосковые клетки не активируются, и нейроны с этой конкретной характеристикой также не активируются. Как же вы все еще можете слышать эту частоту?

Именно гармоническая структура определяет наше восприятие высоты тона, а не только самая низкая гармоника. Наш мозг чувствителен к разнице частот от одной гармоники к другой и основывает «настоящую» высоту тона на этой разнице. Это называется «разностным тоном». Когда вы слышите два чистых тона, ухо и мозг вычитают одну частоту из другой, и вы «слышите» тон с частотой этой разницы (источник: Национальный университет Тайваня ).

улиткаРис. 1. Частотная перестройка в улитке. источник: Нью-Йоркский университет