1.5.7 Funktionsweise des Korrelationsmodells

Auf der rechten Seite der Abbildung 1.8 (auf Seite ) ist dargestellte, wie die neuronale Antwort mit den beschriebenen Einzelteilen aussehen könnte:
Das Triggerneuron feuert immer zu einem festen Zeitpunkt der Umhüllenden. Er stößt mit seinem Aktionspotential den Oszillator und den Integrator an. Der Oszillator beginnt in diesem Moment zu schwingen und feuert einige Male hintereinander mit einer festen Periode . Der Integrator fängt ab diesem Moment an, die Trägerfrequenzperiode zu summieren.
Das Koinzidenzneuron wartet auf Eingänge vom Oszillator und vom Integrator. Es feuert selbst nur dann, wenn es gleichzeitig einen Eingang von beiden erhält. Im Verlauf der ersten Periode der AM feuert zwar der Oszillator, aber nicht der Integrator, deswegen kommt es zu keiner Erregung des Koinzidenzneurons. Das Koinzidenzneuron wird nicht überschwellig erregt, wenn es nur einen Eingang von beiden erhält.
Bei der zweiten Triggerung der AM kommt es hingegen zu einer Aktion des Koinzidenzneurons, da eine Erregung des Oszillators und eine Erregung des Integrators zur gleichen Zeit erfolgen. Es kommt zu einer Koinzidenz, die bewirkt, daß das Koinzidenzneuron überschwellig erregt wird. Es feuert zu einer Zeit, die mit der Periodizitätsgleichung zu beschreiben ist: .
Im Vergleich zu der in Formel 1.5 vorgegebenen Parameter nehmen wir vereinfachend an, daß die kleinen ganzen Zahlen hier eins sind.

Amplitudenmodulationen

Das Modell ist nicht nur zu dem Zweck konzipiert, um aus einem amplitudenmodulierten Signal eine Information über die Grundfrequenz herauszuholen, aber diese Aufgabe löst es besonders gut. Die Beschränkung auf AM-Signale in dieser Arbeit scheint unnötig aus, aber es gibt eine Begründung:
Wenn aus einem komplexen Signal mit vielen Obertönen ein kleiner Teil bandpaßgefiltert wird, sind in diesem Band nachher nur noch wenige Frequenzen vorhanden. Das Ergebnis einer solchen Filterung ist praktisch eine Amplitudenmodulation. Die Cochlea nimmt eine entsprechende Filterung der Signale vor. Die Cochlea kann als Aneinanderreihung von vielen Bandpässen aufgefaßt werden. Die Breite eines solchen Bandpasses entspricht ungefähr einer kritischen Bandbreite, also ungefähr Oktave. Diese Filterung bewirkt, daß innerhalb der einzelnen Bandpässe immer nur wenige Frequenzen liegen. Bei einer Grundfrequenz die einer normalen Frauenstimme entspricht (200Hz), liegen bei einer Filtermittenfrequenz von 2000Hz genau drei Obertöne in einem solchen Band. Das gefilterte Signal entspricht also genau einer AM. Es ist also kein schlechter Ansatz, uns bei unseren Experimenten auf amplitudenmodulierte Signale zu beschränken.