由美國心理學家E.G.韋弗和C.W.布雷提出。他們認為，耳蝸聽神經(jīng)元是以“齊射”的方式工作的，即多個神經(jīng)元集體鎖相以產(chǎn)生動作電位組合來編碼聲波振動的頻率。例如，神經(jīng)元產(chǎn)生動作電位略微不同步，某一個神經(jīng)元的動作電位匹配聲波的第1、3、5、7個波，而另一個神經(jīng)元的動作電位則匹配聲波的第2、4、6、8個波，當這兩個神經(jīng)元組合起來，就能夠完整地編碼聲波的振動。雖然單個神經(jīng)元沖動的頻率無法超過500次/秒，但多個神經(jīng)元的神經(jīng)沖動組合起來可以編碼更高頻聲音信息，克服了頻率理論解釋高頻聲音知覺的限制。但后續(xù)的實證研究發(fā)現(xiàn)，相位同步的精確性在1700赫茲左右就會下降，因此齊射理論也不能解釋人類音高知覺的全部頻率。人們普遍可以接受的理論解釋結(jié)合了位置學說和頻率理論（包括齊射理論）。位置學說有兩個假定：①聲音刺激在耳蝸中經(jīng)過頻譜分析，不同頻率引起基底膜不同部位的具有一定特征頻率的神經(jīng)元的興奮。②某種聲音刺激的音高與由該刺激所產(chǎn)生的興奮模式有關(guān)。第一點假定已經(jīng)被證實，特別有力的證據(jù)來自對基底膜運動的直接觀察。第二點假定則還有爭論。頻率理論認為，耳蝸的基底膜是作為一個整體與外界的聲波頻率發(fā)生相應(yīng)振動的，音高辨別不依賴聲音頻率在基底膜上的空間分析，聽神經(jīng)發(fā)放的神經(jīng)脈沖可以復(fù)制外界聲波的頻率。位置學說解釋了人類知覺高音調(diào)（高于5000赫茲），表征在基底膜特定位置的神經(jīng)纖維上；頻率理論解釋了人類知覺低音調(diào)（低于1000赫茲），表征在集合的神經(jīng)元沖動頻率上；而對于知覺中音調(diào)（1000～5000赫茲），兩種表征方式同時存在。