اثر تطبیق‌پذیری بر دقت رمزگشایی فرکانس‌های صدا در قشر شنوایی موش صحرایی

Abstract

تشخیص و تفکیک فرکانس‌های مختلف صدا، یکی از مکانیسم‌های مهم مغز انسان و سایر جانداران است. از سوی دیگر، یکی از قابلیت‌های مهم مغز، که بار محاسباتی آن را در برابر محرک‌های تکراری کم می‌کند، پدیده‌ی تطبیق‌پذیری است. هدف اصلی این مقاله، رمزگشایی فرکانس‌های صوتی از پاسخ نورونی ناحیه‌ی شنوایی مغز و بررسی تاثیر تطبیق‌پذیری بر دقت رمزگشایی فرکانس‌های صوت می‌باشد. برای این منظور، فرکانس‌های مختلف از تن‌های صوتی در دو دنباله‌ی صدا (معمول و تطبیقی) پخش شده و سیگنال‌های پتانسیل محلی از ناحیه‌ی اولیه‌ی شنوایی پانزده موش صحرایی در حالت بیهوشی، ثبت گردیده است. دنباله‌ی معمول، شامل محرک‌های صوتی از ترکیب فرکانس-دامنه‌ی مختلفی از صدا به طول 50 میلی‌ثانیه و با فاصله‌ی بین محرکی 300 میلی‌ثانیه بوده که به صورت تصادفی پخش شدند. دنباله‌ی تطبیقی، همانند دنباله‌ی معمول در نظر گرفته شد، با این تفاوت که در این دنباله، یک محرک در اطراف فرکانس مشخص، به عنوان محرک تطبیق، بین محرک‌های اصلی و با توزیع تصادفی، در نظر گرفته شد که 80% از دنباله‌ی تطبیقی را به خود اختصاص می‌داد. در ابتدا، با در نظر گرفتن ویژگی‌ طیف توان در شش باند فرکانسی و طبقه‌بند LDA، میانگین قدرت رمزگشایی جفت فرکانس‌های صوتی در دنباله‌ی معمول محاسبه گردید. در قدم بعد، قدرت رمزگشایی جفت فرکانس‌ها در دنباله‌ی تطبیقی در باندهای فرکانسی تعیین شده، محاسبه و با نتایج رمزگشایی در دنباله‌ی معمول مقایسه گردید. نتایج حاکی از آن است که رمزگشایی محرک‌های صوتی با فرکانس‌های مختلف در باندهای بتا و گاما (>12 هرتز) از سیگنال‌های پتانسیل محلی با دقتی در حدود 80% انجام می‌شود. هم‌چنین، پخش یک محرک، به عنوان محرک تطبیق‌پذیری که مانند یک پیش‌زمینه در دنباله‌ی صدا قرار دارد، باعث کاهش دقت تفکیک‌پذیری فرکانس‌های مجاور صدا می‌شود. این اثر در فعالیت‌های فرکانس بالای (گاما و گامای بالا) سیگنال‌های پتانسیل محلی، به صورت معناداری مشاهده شد.