Die Wissenschaft des Timbre: Musik in den Ohren

Neue Forschung , veröffentlicht in PLoS Computational Biology ,bietet Einblicke in die neuronalen Grundlagen der musikalischen Klangfarbe . Mounya Elhilali , von der Johns Hopkins University und Kollegen haben mathematische Modelle basierend auf Experimenten in Tieren und Menschen verwendet werden, um genau vorhersagen Tonquelle Anerkennung und Wahrnehmungs Timbre Urteile menschlichen Zuhörer.

Ein wesentlicher Faktor für unsere Fähigkeit, Musik zu analysieren und zu erkennen Instrumente ist die als " Klangfarbe " bekanntes Konzept . Timbre ist ein schwer zu quantifizieren Konzept locker als alles, was in der Musik , die nicht die Dauer , Lautstärke oder Tonhöhe definiert. Beispielsweise kommt Timbre ins Spiel, wenn wir in der Lage , sofort zu entscheiden, ob ein Ton von einer Geige oder einem Klavier kommen .

Die Forscher an der John Hopkins University dargelegt, um ein mathematisches Modell , das zu simulieren wäre wie das Gehirn funktioniert beim Empfang akustischer Signale , wie sieht es für bestimmte Funktionen und ob etwas gibt, ermöglicht es dem Gehirn , um diese verschiedenen Qualitäten unterscheiden zu entwickeln.

Die Autoren entwickelten eine Computermodell genau zu imitieren , wie bestimmte Hirnregionen zu verwandeln Klänge in die Nervenimpulse , die uns um die Art der Geräusche, die wir gerade hören erkennen lassen . Das Modell war in der Lage, richtig zu identifizieren , welches Instrument gespielt hat (von insgesamt 13 Instrumente ) zu einer Genauigkeit von 98,7 Prozent.

Das Modell spiegelt , wie menschliche Zuhörer machen Urteil fordert in Bezug auf Klangfarbe . Die Forscher gefragt, 20 Personen auf zwei Töne von verschiedenen Musikinstrumenten gespielt zu hören. Die Zuhörer wurden dann gebeten , um zu bewerten , wie ähnlich die Töne schienen . Eine Violine und Cello als einander näher als eine Geige und Flöte wahrgenommen . Die Forscher fanden auch , dass Wind und Schlaginstrumente sind in der Regel insgesamt werden die verschiedenen am meisten voneinander , gefolgt von Streichern und Percussions, dann Streichern und Bläsern . Diese subtile Urteile Timbre Qualität wurden auch von dem Computermodell wiedergegeben.

" Es gibt viel zu aus , wie das menschliche Gehirn verarbeitet komplexe Informationen wie Musikklangfarbe und der Umsetzung dieser Erkenntnisse in verbesserte Computersysteme und Technologien Gehör gelernt werden ", so Elhilali .