Un ton est la conséquence physique des fluctuations cycliques de la pression de l’air. Pour obtenir une estimation fiable de la fréquence, plusieurs cycles doivent être intégrés. Mais une longue période d’intégration signifie que la précision temporelle du mécanisme d’analyse (ou filtre) doit être réduite. En d’autre terme, il n’est pas possible de garder la plus grande précision à la fois dans le domaine temporel et fréquentiel. Le défi de tout système de traitement auditif est d’obtenir le meilleur compromis pour ces deux dimensions.
Ce paradoxe est appelé résolution-intégration 21 (Denham, 1999). Comment peut-on intégrer l’information donnée pendant une période assez longue, tout en n’excluant pas les détails donnés par une résolution fine ?
La représentation des motifs acoustiques rapides par le cortex auditif est une question encore irrésolue. Effectivement, les performances des animaux et des êtres humains pour la discrimination de variations temporelles sont supérieures à ce que pourrait prédire les données neurophysiologiques (Lu, Liang et Wang, 2001). Les neurones corticaux intègrent les évènements acoustiques dans une fenêtre d’intégration temporelle (Wang, 2000). Dans le cortex auditif des marmousets, la taille de cette fenêtre varie entre 20 et 30 ms. Comment les neurones corticaux peuvent ils représentés des évènements qui ont une durée inférieure à la taille de la fenêtre (Lu et coll., 2001) ?
Les vocalisations peuvent être encodées par les motifs des décharges, formés par la distribution spatiale des populations de neurones. Ces stratégie de codage ont été retrouvées dans les nerfs auditifs (Sachs et Young, 1979 ; Young et Sachs, 1979) et le noyau cochléaire (Blackburn et Sachs, 1990). Beaucoup d’informations acoustiques sont codées dans les motifs d’activation des neurones auditifs. Cariani (1999) montre que la distribution des intervalles des décharges des fibres d’un nerf auditif, en réponse à un stimulus auditif, ressemble à la fonction d’autocorrélation du même simtulus. Une autocorrélation pourrait donc fournir un moyen au système nerveux pour effectuer une analyse de Fourier (Cariani et coll., 1997).
Les caractéristiques temporelles sont représentées par des décharges neuronales entre le cortex et la périphérie du système nerveux. Au contraire des nerfs auditifs, les neurones corticaux ne suivent pas exactement le décours des composants du stimulus. La capacité de suivi des neurones corticaux est limité à 20-30 ms. Pourtant, les composants les plus brefs ne sont pas perdus dans les représentations corticales. Certains neurones codent ces changements, en modifiant leur vitesse de décharge
(Lu et Wang, 2000).
Ce paradoxe est aussi vrai pour la modalité visuelle (par exemple en photographie).