Per esempio, il timbro entra in gioco quando bisogna decidere all'istante se un suono proviene da un violino o un pianoforte. I ricercatori della John Hopkins University hanno iniziato a sviluppare un modello matematico che simula come funziona il cervello quando riceve segnali uditivi, come va alla ricerca di caratteristiche specifiche del suono e se esiste qualcosa, di preciso, che permette al cervello di distinguere queste varie qualita'. Gli autori hanno messo a punto un modello computazionale che simula con precisione come le regioni specifiche del cervello trasformano i suoni in impulsi nervosi che ci permettono di riconoscere il tipo di suoni che si sta ascoltando. Il modello e' stato in grado di identificare correttamente quale strumento stava suonando (su un totale di 13 strumenti) con una precisione del 98,7 per cento.
Il modello riflette il modo in cui gli ascoltatori umani effettuano la valutazione di un timbro. Gli studiosi hanno chiesto 20 persone di ascoltare due suoni riprodotti da diversi strumenti musicali: agli ascoltatori e' stato poi chiesto di indicare quali fossero i suoni simili fra loro (un violino e un violoncello, per esempio, venivano percepiti come piu' vicini l'uno all'altro rispetto a un violino e un flauto). I ricercatori hanno anche scoperto che gli strumenti a fiato e percussivi tendono a essere nel complesso piu' diversi l'uno dall'altro, seguiti da archi e percussioni, e dagli archi e i fiati. Queste distinzioni sottili sulla qualita' timbrica sono stati poi riprodotti nel modello computazionale.
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