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1、分辨不同的声音对只有一个单一频率的声音纯音，沿基底膜移动的行波有一振幅最大点共振点，使基底膜产生形变，其位置因频率而变，高频靠近基部，低频靠近蜗顶。不同频率的声音因而可使基底膜不同部位受到不同强度的刺激，大脑就据此知道听到了声音的音高频率。这便是耳蜗频率分析的部位机理，这个区别不同音高的过程叫位置模式。对非单一频率的复音从人声到乐器发出的声音都是如此，情况就比较复杂了。在这种情况下，沿基底膜分布的共振点很多，受到刺激的听神经也就很多。听神经发出的电脉冲与声波的周期有一定的同步关系，听神经上许多纤维发出的电脉冲因而可与声音频率一致，这便是耳蜗频率分析的时间机理。大脑根据接收到的电脉冲的周期来确定
2、声音的音高，这种分辨音高的过程称为时间模式。例如，钢琴的C大凋Do键发出的声音是由264赫兹的基音以及频率为基音2倍、3倍、4倍的泛音组成的。这时在基底膜的多个点发生变形，但是从基底膜向大脑发送的神经冲动出现一些相当明显的峰值，峰值的重复频率和基音是一致的见图3。这同样适用于多个音符组成的和弦，如三和弦、四和弦等。那些由音乐中泛音，或者按照传统的和声原那么合成的听起来悦耳的音符如纯五度音程的DOSo都具有明显的周期性；那些听起来不和谐的音符比如增四度育程的DOFa的周期性那么很弱或完全没有周期性。在这种情况下，大脑不再通过产生神经冲动的听觉神经的位置，而是通过接收到的电脉冲的重复频率来判断音高。也就是说，为了确定一个声音以及它的和谐性，大脑必须接收清晰的信号，从某种意义上讲，它必须能够数得清数。这种解释使人想起了18世纪著名的数学家和哲学家莱布尼兹说过的一句话：音乐是不会数数的大脑进行的一种数数的算术练习。
