听力丧失的一个长期困扰人们的难题是，一个人确定声音来源的能力下降了，这是一种关键的生存能力，它使动物——从蜥蜴到人类——能够确定危险、猎物和群体成员的位置。在现代，通过应用程序“找到我的手机”(Find My Device)找到丢失的手机，蓝冠最大代理结果却发现它已经滑到沙发枕头下面了，这一切都依赖于耳际传来的细微差别。
不像其他感官感知，比如感觉雨滴打在皮肤上的感觉，或者能够分辨钢琴上的高音和低音，声音的方向必须计算出来;大脑通过处理两耳之间到达时间的差异，即所谓的耳间时差(ITD)来估计它们。生物医学工程师是人类长期共识本地化与计划听起来类似于一个空间地图和指南针,神经元从左到右对齐,火单独当激活一个声音来自给定angle-say,在30度的左方的中心。
但在本月发表在《生命》(eLife)杂志上的一项研究中，新泽西理工大学(NJIT)语音与听力神经工程实验室(Neural Engineering for Speech and Hearing Laboratory)主任安特杰·伊勒菲尔德(Antje Ihlefeld)提出了一种基于更动态的神经代码的不同模型。她说，这一发现带来了新的希望，或许有一天工程师们可以设计出助听器来弥补这一缺陷。
“如果大脑中存在一个退化的、无法修复的静态地图，那将是一个巨大的障碍。”这意味着人们可能无法很好地“重新学习”定位声音。但如果这种感知能力是基于动态的神经代码，它就给了我们更多的希望来重新训练人们的大脑，”Ihlefeld指出。“我们将对助听器和耳蜗植入设备进行编程，不仅是为了弥补一个人的听力损失，而且还基于这个人能在多大程度上适应使用他们设备的提示。”这对于有背景声音的情况尤其重要，因为目前没有听力设备可以恢复识别目标声音的能力。我们知道，提供线索来恢复声音方向确实会有帮助。”
什么使她的这个结论是一个学术侦探工作之旅,始于和罗伯特•沙普利一位著名的纽约大学神经生理学家评论人类双眼深度感知的能力的特点确定视觉物体有多远,也取决于计算比较输入收到的双眼。Shapley注意到，对于低对比度的刺激(很难从周围环境中分辨出来的图像)，这些距离估计系统上不如高对比度的刺激准确。
Ihlefeld和Shapley想知道是否同样的神经原理也适用于声音定位:是否轻柔的声音比响亮的声音更不准确。但这将背离主流的空间地图理论，即所谓的“杰夫里斯模型”，该理论认为，所有音量的声音都是以同样的方式处理和感知的。生理学家认为，哺乳动物依赖于一种更动态的神经模型，但他们一直不同意这种观点。他们认为，哺乳动物的神经元倾向于根据方向信号以不同的速率发出信号，然后大脑会在不同神经元之间比较这些速率，从而动态地构建声音环境的地图。
她说:“证明或推翻这些理论的挑战在于，我们无法直接观察这些感知的神经代码，因为相关神经元位于人类脑干中，因此我们无法获得它们的高分辨率图像。”“但我们有一种预感，这两个模型在非常小的音量下会给出不同的声音位置预测。”
他们在文献中寻找证据，发现只有两篇论文记录了这些低声音下的神经组织。其中一项研究是在仓鼠身上进行的，该物种被认为依赖于杰弗里斯模型，该模型基于鸟类脑组织的高分辨率记录，而另一项研究是在哺乳动物恒河猴身上进行的，该动物被认为使用动态速率编码。然后，蓝冠最大总代他们仔细地重建了这些旧研究中记录的神经元的放电特性，并利用它们的重建来估计作为过渡段和音量的声音方向。
“我们预计，对于谷仓猫头鹰的数据，它真的不应该是如何大声的一个来源，预测的声音方向应该是真正准确的，无论音量大小，我们能够证实。然而，我们从猴子的数据中发现，预测的声音方向取决于过渡段和音量，”她说。“然后，我们搜索了人类文献，寻找关于感知到的声音方向作为ITD功能的研究，这也被认为不依赖于音量，但令人惊讶的是，没有发现支持这一长期信念的证据。”
她和她的研究生Nima Alamatsaz在新泽西理工大学招募了志愿者来测试他们的假设，使用声音来测试音量如何影响人们认为声音出现的地方。
“我们用专门校准过的设备建造了一个非常安静、隔音的房间，这样我们就可以向志愿者高精度地展示声音，并记录下他们感知到的声音来源。”果然，人们错误地识别了柔和的声音，”Alamatsaz说。
“到目前为止，我们还不能精确地描述声音在大脑中的定位计算，”Ihlefeld补充道。然而，目前的研究结果与人类大脑依赖于类似于杰弗斯的计算的观点是不一致的。相反，我们似乎依赖于一个稍微不那么精确的机制。
研究人员说，更广泛地说，他们的研究指出了听觉和视觉知觉的直接相似之处，而这一点此前一直被忽视，这表明基于速率的编码是根据两个感官输入计算空间维度的基本操作。
Ihlefeld说:“因为我们的工作发现了跨越两种感觉的统一原则，我们预计感兴趣的观众将包括听觉和视觉方面的认知科学家、生理学家和计算建模专家。”“比较大脑如何利用眼睛和耳朵接收到的信息来理解我们周围的世界，并发现两种看似不相干的感知——视觉和听觉——实际上可能非常相似，蓝冠大代理这很有意思。”