การเปรียบเทียบทางกายภาพในชีววิทยา: จากโฟตอน, โฟนอน, โบกโบกไปจนถึงออสซิลเลเตอร์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น

ในการตรวจสอบเสียงรบกวนสามารถเพิ่มความไวของการตอบสนองของระบบสัมผัสการมองเห็นและการตอบสนองต่อสัญญาณประสาทสัมผัสที่อ่อนแอ

‍

ชุดของการทดลองทางประสาทสัมผัสที่แตกต่างกันใช้เกณฑ์ต่าง ๆ ของเสียงรบกวนการได้ยินเพื่อทดสอบผู้เข้าร่วมภาพการตอบสนองและการตอบสนองทางประสาทสัมผัสและประสิทธิภาพ

‍

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสั่นพ้องแบบ crossmodal เป็นปรากฏการณ์ที่แพร่หลายในมนุษย์ที่สามารถปรับเปลี่ยนเซลล์ประสาท multisensory เอฟเฟกต์คือการเปิดใช้งานแบบบูรณาการที่ส่งเสริมการเปลี่ยนความไวและปรับปรุงการรับรู้ของสัญญาณในความรู้สึกหลายประเภท

เพื่อตรวจสอบกลไกที่อยู่เบื้องหลังหลักการของศูนย์กลางผ่านการรวมกันของการทดลองที่แตกต่างกัน

15 การทดลองที่แตกต่างกันใช้ประโยชน์จากหลักการศูนย์กลางตรวจสอบผลกระทบของเกณฑ์ที่แตกต่างกันของการกระตุ้นทางประสาทสัมผัสที่กำหนดและสุ่มผ่านทางสายตา, การสัมผัสของมอเตอร์, การได้ยินและ proprioceptive modalities  

‍

ผลการวิจัยพบว่าหลักการของศูนย์กลางสามารถสร้างแบบจำลองเป็น osmetric, anharmonic oscillator และการตอบสนองของกล้ามเนื้อสามารถอธิบายได้อย่างดีโดยทฤษฎีของ Phonons หรือโหมดการแกว่งเชิงกล

ในการตรวจสอบขอบเขตที่เอฟเฟกต์การบูรณาการหลายครั้งรวมถึงการทำงานร่วมกันแบบสองทิศทางระหว่างสมองและระบบประสาทส่วนปลาย

5 คนหนุ่มสาวที่มีสุขภาพดีได้รับการทดลองทางประสาทสัมผัสที่แตกต่างกัน 5 ชุดโดยใช้การผสมผสานที่แตกต่างกันของการสัมผัสการฟังการได้ยินและการมองเห็นในระดับเกณฑ์ที่แตกต่างกันและระดับ suprathreshold การตอบสนองของระบบประสาทส่วนปลายถูกวัดผ่านกิจกรรมไฟฟ้า

โดยรวมแล้วผลลัพธ์แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าสัญญาณในระบบประสาทส่วนปลายสามารถปรับได้โดยการปฏิสัมพันธ์ข้ามรูปแบบในระดับกลาง การค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าการประมวลผลทางประสาทสัมผัสข้ามเกิดขึ้นทั้งในระดับฟิสิกส์และระดับชีวภาพและกิจกรรมของเซลล์ประสาทสามารถปรับผ่านการโต้ตอบทางกายภาพ

เพื่อตรวจสอบลักษณะของการรวมหลายแบบกับรูปแบบการกระตุ้นทางประสาทสัมผัสทั้งแบบสุ่มและกำหนด

ผู้เข้าร่วมการศึกษาได้รับการทดลองทางประสาทสัมผัส 9 ชุดโดยใช้ชุดค่าผสมที่แตกต่างกันของการกระตุ้นด้วยภาพการได้ยินการสัมผัสและการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบการตอบสนองการรวมหลายแบบ

ผลลัพธ์ให้หลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับหลักการของศูนย์กลางแสดงการตอบสนองการรับรู้หลายรูปแบบข้ามรูปแบบข้ามรูปแบบของการกระตุ้นทางประสาทสัมผัสที่หลากหลาย โดยรวมการถ่ายโอนพลังงานที่จำเป็นสำหรับการปรับการเผาไหม้ของเซลล์ประสาทอย่างเหมาะสมพบว่ามีค่าคงที่ประมาณในทุกรูปแบบของสิ่งเร้าสำหรับสัญญาณอินพุตแบบสุ่มและกำหนด การค้นพบนี้เป็นกรอบสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของมนุษย์ในรูปแบบที่เข้าถึงได้สูงและอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับเงื่อนไขเช่นออทิสติกและสมาธิสั้น

เพื่อตรวจสอบว่าเอฟเฟกต์การรวมหลายแบบสามารถเปลี่ยนระหว่างเสียงรบกวนและการมองเห็นเพื่อเพิ่มความไวการรับรู้ไปยังสัญญาณที่อ่อนแอมักจะตรวจจับได้ยาก

ผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาวที่มีสุขภาพดี 7 คนได้รับการกระตุ้นเสียงรบกวนสัมผัสได้มากถึง 1kHz ผ่านเซ็นเซอร์ piezoelectric ผู้เข้าร่วมยังได้รับมอบหมายให้ตรวจจับลักษณะของการปรับตัวด้วยไซน์กับการปรับความส่องสว่างที่แตกต่างกันโดยใช้ขั้นตอนบันได

‍

ผลการศึกษาพบว่าโปรไฟล์เกณฑ์การมองเห็นของผู้เข้าร่วมแตกต่างกันไปเป็นฟังก์ชั่นของระดับเสียงรบกวนที่แตกต่างกันซึ่งแสดงให้เห็นถึงฟังก์ชั่น U-inverse ทั่วไป ด้วยการรับรู้ภาพเสียงที่ดีที่สุดของสัญญาณที่อ่อนแอเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ นักวิจัยสรุปว่าผลลัพธ์สนับสนุนความคิดที่ว่าหลักการของศูนย์กลางเป็นหลักการทางกายภาพพื้นฐานที่สนับสนุนการประมวลผลทางประสาทสัมผัสทั้งหมด

เพื่อตรวจสอบว่าเทคนิคทางจิตที่มีสัญญาณรบกวนสัมผัสสามารถเพิ่มความไวของการตอบสนองของระบบภาพต่อสัญญาณที่อ่อนแอ

‍

วิธีการหลักการหลักการหลายชนิดถูกนำไปใช้กับผู้เข้าร่วมโดยใช้เสียงสัมผัสที่มีประสิทธิภาพ การทดสอบการปรับความส่องสว่างด้วยภาพได้ดำเนินการเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในเอฟเฟกต์การตอบสนองต่อการรับรู้ด้วยภาพต่อสัญญาณที่อ่อนแอ

‍

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเสียงรบกวนสัมผัสที่มีประสิทธิภาพลดลงอย่างมีนัยสำคัญเกณฑ์การมองเห็นแบบมอดูเลตที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทำให้เกิดการอำนวยความสะดวกหลายอย่างด้วยความไวการรับรู้ภาพที่เพิ่มขึ้น

‍