「周波数地図」の版間の差分

　[[聴覚]]系の[[ニューロン]]が音の[[wikipedia:ja:周波数|周波数]]に選択性があり、最も敏感に反応する周波数のことを特徴周波数と呼ばれている。周波数地図は神経細胞がその特徴周波数の高低順に空間的に規則正しく配置されていることを指す。[[内耳]]に起源し、聴覚系の多くの部位で見られる。

　ある周波数の純音において、[[wikipedia:ja:音圧|音圧]]を徐々に上昇させ、細胞活動が初めて変化を示す音圧のことを[[閾値]]音圧と呼ばれる。周波数に従って閾値音圧が変化する様子を示す曲線がその細胞の周波数同調曲線と呼ばれる。周波数同調曲線が[[蝸牛神経]]のレベルまで、左右非対称なＶ字型で、低い周波数側に伸びている。[[蝸牛神経核]]とそれ以降のレベルでは、Ｖ字型以外に抑制性回路の働きで菱型（編集コメント：具体的にイメージ出来ないので周波数同調曲線に関して図があればと思います）の曲線も見られる。周波数同調曲線の最も低い部位が対応する周波数、即ち閾値音圧が最も低い周波数のことをその細胞の特徴周波数と呼ばれる。周波数地図は神経細胞がその特徴周波数の高低順に空間的に規則正しく配置されていることを意味する。

　聴覚路において、周波数地図が内耳から[[大脳皮質]][[聴覚野]]まで、すべてのレベルで見られる。内耳では、周波数地図が[[蝸牛]]底から蝸牛頂まで一次元的で、cochleotopyとも呼ばれる。部位と特徴周波数の関係は[[Greenwoodの式]]で定量的に記述できる<ref name=ref4><pubmed>2373794</pubmed></ref>。一方、大脳皮質では、皮質表面に垂直の方向から見れば、周波数地図は二次元的になっており、特徴周波数が徐々に変化する方向を周波数軸、それに垂直の方向では特徴周波数が変わらず、等周波数軸と呼ばれる<ref name=ref8><pubmed>14914884</pubmed></ref> <ref name=ref5><pubmed>1092814</pubmed></ref>。皮質の深さ方向では、特徴周波数はほぼ一定である<ref name=ref5 />。（編集コメント：ここも図があればと思います）

　任意波形を周波数成分に分解する[[wikipedia:ja:フーリエ変換|フーリエ変換]]が信号処理の分野で中心的な役割を果たすように、周波数地図が聴覚生理学における中心的な概念である。その存在は、聴覚系が音声情報を周波数帯域ごとに分解し、並列処理を行っていることを示している。周波数地図がピッチ受容や周波数弁別の神経基盤の一つを構成するのみならず、[[wikipedia:ja:人工内耳|人工内耳]]の設計に重要な指針を与えている。一方、フーリエ変換の場合、逆変換で元の信号を復元できるが、周波数地図から神経活動のパタンを推定し、音声波形を復元することは出来ない。事実、周波数地図から音刺激に対する神経活動のパタンを推定することすらできない。その理由として、

#周波数に注目しているため、聴覚系反応の時間的な性質が無視されている。事実、特徴周波数依存的インパルス応答<ref name=ref2><pubmed>3199176</pubmed></ref>、刺激音に対するフェーズロック<ref name=ref7><pubmed>5000366</pubmed></ref>、時間ピッチなど、聴覚応答の時間的な側面が重要であることが知られている。