תהודה אקראית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Gnome-colors-emblem-development.svg ערך זה נמצא בתהליך עבודה מתמשך. הערך פתוח לעריכה.
אתם מוזמנים לבצע עריכה לשונית, ויקיזציה וסגנון לפסקאות שנכתבו, וכמו כן לעזור להרחיב ולהשלים את הערך.

תהודה אקראית (SR - Stochastic Resonance) היא תופעה של שיפור אותות בעקבות רעש על יד הגדלת היחס בין האות לרעש[1]. הרעש יכול להיות אקראי או פרקטלי והוא יכול להתקיים בתוך המערכת או להתווסף אליה ממקור חיצוני כלשהו‏[2].

תהודה אקראית מתרחשת בכל מערכת תקשורת מבוססת-סף, המחייבת מעבר של סף מסוים לצורך קליטת האות‏[1]. בהתאם לכך, במערכות לא לינאריות מסוימות כמו מעגלים חשמליים ומערכות חישה ביולוגיות הנוכחות של רעש יכולה להעצים את היכולת לאתר אותות חלשים‏[3].

ניתן למצוא תהודה אקראית בטבע בכל מערכת דינמית שאינה לינארית, אשר אינה עובדת ברמה האופטימלית שלה‏[1].

תהודת סף אקראית[עריכת קוד מקור | עריכה]

תהודת סף אקראית (threshold stochastic resonance (tSR, היא מצב שבו אות תת-סיפי שאינו ניתן לאיתור ורעש שעובר את הסף באופן אקראי ואינו מספק מידע אודות האות מתקיימים ביחס אופטימלי. במצב זה ההסתברות של הרעש לעבור את הסף מושפעת מאפנון האמפליטודה של האות ובכך מספק מידע אודותיו‏[4].

מנגנונים פיזיולוגיים ועצביים[עריכת קוד מקור | עריכה]

התופעה של תהודה אקראית נמצאת גם במערכת העצבים[1].

תהודה אקראית יכולה להעצים את התפקוד הקוגניטיבי‏[1]. זאת משום שהיעדר מוחלט של רעש הוא לא המצב המיטבי עבור יכולת האיתור של אותו חלשים במערכות לא לינאריות, כמו מערכת התפיסה של יצורים חיים. למעשה, קיימת רמת רעש אידאלית שבה יכולת הקליטה של אותות חלשים מוגברת‏[4]. היחס בין התפקוד הקוגניטיבי לרמת הרעש הוא בצורת U הפוכה, כך שהביצוע המיטבי מתרחש ברמות רעש מתונות‏[1]. כתוצאה מכך הוספת כמות קטנה של רעש למעגל עצבי יכולה להגביר את הסנכרון בין רכיביו. לעומת זאת הוספה של כמות גדולה עלולה לשבש פעילות סינכרונית‏[4].

דוגמה פשוטה ליתרון של תהודה אקראית היא באיתור של אותות חושיים[1]. כאשר מוצג צליל חלש הנמצא מתחת לסף השמיעה, ניתן לגלות אותו לאחר שרעש אקראי או רעש לבן מתווסף לאות‏[1].

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא תהודה אקראית בוויקישיתוף

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Söderlund, G.,B.W., Sikström, S., Loftesnes, J. M., & Sonuga-Barke, E. (2010). The effects of background white noise on memory performance in inattentive school children. Behavioral and Brain Functions, 6, 55.
  2. ^ Binder, M. D., Hirokawa, N., Windhorst, U., & Hirsch, M. C. (2009). Encyclopedia of Neuroscience. Springer.
  3. ^ Wiesenfeld, K., & Moss, F. (1995). Stochastic resonance and the benefits of noise: from ice ages to crayfish and SQUIDs. Nature, 373(6509), 33-36.‏
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Ward, L. M., Doesburg, S. M., Kitajo, K., MacLean, S. E., & Roggeveen, A. B. (2006). Neural synchrony in stochastic resonance, attention, and consciousness. Canadian Journal of Experimental Psychology/Revue canadienne de psychologie expérimentale, 60(4), 319.‏