Teorie rychlostí je teorie sluchu, která říká, že naše vnímání zvuku závisí na rychlosti, jakou neurony signalizují frekvenci každé složky. Proto by výška čistého tónu byla určena rychlostí, jakou neurony střílí. Jako první to navrhl A. Seebeck. Teorie rychlostí konkuruje teorii místa sluchu, která místo toho říká, že výška tónu je signalizována umístěním vystřelujících neuronů podél bazilární membrány.
Jak bazilární membrána vibruje, každý shluk vlasových buněk po své délce je vychýlen v čase s odpovídající rezonanční frekvencí pro svou pozici. Čím intenzivnější je tato frekvence složek, tím více jsou vlasové buňky vychýleny a tím je pravděpodobnější, že budou signalizovat. Teorie frekvencí předpokládá, že právě tyto frekvence signálu a jejich počet dominují našemu vnímání zvuku.
Neurony mají maximální frekvenci střelby, která spadá do rozsahu frekvencí, které můžeme slyšet. Aby byla teorie rychlosti úplná, musí nějak vysvětlit, jak rozlišujeme výšky tónů nad touto maximální rychlostí střelby.
Náhodné vypalování řešení
Ve své knize „How We Hear Music“1 nastínil profesor z Cambridge Sir James Beament potenciální řešení. Poznamenal, že ve dvou klasických studiích2,3 jednotlivé neurony z vlasových buněk nevystřelily vždy v první chvíli, kdy toho byly schopny. I když by vystřelily včas s vibracemi, neurony by nevystřelily při každé vibraci. Počet přeskočených vibrací byl zdánlivě náhodný. Mezery ve výsledném sledu nervových impulzů by pak všechny byly celočíselnými násobky periody vibrací. Například čistý tón o frekvenci 100 Hz má periodu 10 ms. Odpovídající sled impulzů by obsahoval mezery 10 ms, 20 ms, 30 ms, 40 ms atd. Takovou skupinu mezer může generovat pouze tón o frekvenci 100 Hz. Sada mezer pro zvuk nad maximální rychlost nervového vypalování by byla podobná s tím rozdílem, že by postrádala některé z počátečních mezer, nicméně by stále jedinečně odpovídala frekvenci. Výška čistého tónu by pak mohla být považována za odpovídající rozdílu mezi sousedními mezerami.
Výzkum pomocí moderních kochleárních implantátů naznačuje, že vnímání výšky tónu může záviset jak na poloze neuronů, tak na rychlosti, s jakou střílejí. Teorie míst může být dominantní pro frekvence nad maximální rychlostí střelby.