How the cochlea computes (2024)
Ухо не выполняет преобразование Фурье при обработке звуков, как часто предполагают. Барабанная перепонка вибрирует под воздействием звуковых волн, а кости среднего уха усиливают и передают эти вибрации во внутреннее ухо. В улитке базилярная мембрана выполняет разделение частот: основа (более жесткая) резонирует с высокими частотами, а вершина (более гибкая) - с низкими. Волосковые клетки на разных участках мембраны вибрируют с соответствующей частотой, а пружинки на их концах открывают и закрывают ионные каналы, вызывая высвобождение нейромедиаторов.
Нервные волокна действуют как фильтры для извлечения временной и частотной информации. В отличие от преобразования Фурье, которое не имеет явной временной точности, фильтры в улитке обеспечивают компромисс между частотным и временным разрешением. На высоких частотах жертвуют частотным разрешением ради временного, и наоборот на низких частотах. Этот подход, находящийся между вейвлетом и Габором, позволяет ухо эффективно обрабатывать звуки в реальном времени.