научная статья по теме СЛУХОВОЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ РАДИАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПРИ РАЗНЫХ СКОРОСТЯХ АДАПТИРУЮЩИХ СТИМУЛОВ Биология

Текст научной статьи на тему «СЛУХОВОЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ РАДИАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПРИ РАЗНЫХ СКОРОСТЯХ АДАПТИРУЮЩИХ СТИМУЛОВ»

УДК 612.85

СЛУХОВОЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ РАДИАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПРИ РАЗНЫХ СКОРОСТЯХ АДАПТИРУЮЩИХ СТИМУЛОВ

© 2011 г. И. Г. Андреева, Е. С. Малинина

Учреждение РАН Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург

Поступила в редакцию 08.04.2010 г.

Слуховое последействие оценивали после кратковременной адаптации к радиальному движению источника звука с разными скоростями. Приближение и удаление источника звука моделировали разнонаправленным изменением амплитуды импульсов широкополосного шума (20 Гц—20 кГц), подаваемых сериями на два динамика, расположенных в анэхоидной камере на расстоянии 1.1 и 4.5 м от испытуемого. Скорость адаптирующих стимулов составляла 0.68, 3.43, 6.92 и 9.97 м/с при длительности адаптации 5 с. Эффект последействия при всех скоростях движения проявлялся в расхождении психометрических функций после адаптации к приближению и удалению, и был противонаправлен движению адаптирующего стимула. Для количественной оценки слухового последействия были использованы три показателя, которые характеризовали изменение восприятия при адаптации к движению по сравнению с контролем: оценка неподвижного тестового сигнала; скорость движущегося тестового сигнала в точке, где он воспринимается как неподвижный; суммарная оценка испытуемым всех тестовых сигналов. Показатели сходным образом отражали динамику слухового последействия радиального движения в зависимости от скорости: четко выраженный эффект при низких скоростях движения 0.68 и 3.43 м/с; меньший эффект при высоких скоростях движения 6.92 и 9.97 м/с.

Ключевые слова: пространственный слух, движение источника звука, слуховое восприятие, последействие.

Адаптация к движению источника звука может вызывать заметные изменения пространственного восприятия последующих звуковых стимулов. Слуховое последействие движения проявляется в том, что после повторного прослушивания адаптирующих стимулов, движущихся в одном направлении, неподвижный тестовый сигнал воспринимается испытуемыми как движущийся в направлении, противоположном направлению движения адаптирующих стимулов, а медленно движущийся в направлении адаптирующих стимулов тестовый сигнал воспринимается ими как неподвижный [1, 2]. Эффект слухового последействия наиболее детально исследован для движения в горизонтальной плоскости, где он был продемонстрирован при разных условиях стимуляции: при предъявлении сигналов, движение которых моделировалось на основе варьирования межушных различий по времени или интенсивности звуковых стимулов [2], на основе передаточных функций головы [3—6], а также при предъявлении стимулов, реально движущихся в свободном поле [7, 8]. Получены данные, свидетельствующие о возможности проявления эффекта последействия и по другим координатам акустического пространства. Так, эффект последействия показан для "спектрального" движения, т.е. смещения пиков и вырезок в шуме по частотной шкале [9]. Эти спектральные изменения являются признака-

ми, критичными для локализации источника звука в вертикальной плоскости. Эффект последействия при движении источника звука по радиальной координате был продемонстрирован нами при предъявлении модельных сигналов в условиях свободного поля [10].

Исследование слухового последействия движения неразрывно связано с проблемой специализированной обработки движения источника звука. Слуховая система может анализировать движение источника звука на основе механизма, который она использует для локализации неподвижного источника звука [11, 12]. Этот способ анализа предусматривает, что первоначально слуховая система регистрирует отдельные положения источника звука в последовательные моменты времени, а затем на основе сравнения этих положений вычисляется направление движения и его скорость. Альтернативный механизм для анализа движения источника звука состоит в прямом кодировании параметров движения нейронами слуховых центров [13—15]. В этом случае причиной эффекта последействия может являться адаптация нейронов, избирательных к направлению, а, возможно, и скорости движения звукового стимула [6, 8]. Существующие физиологические доказательства избирательности нейронов слуховой системы к направлению движения звуко-

вого стимула [13, 16, 17] и скорости движения [18] немногочисленны, поэтому вопрос о способах анализа движения в слуховой системе остается в центре внимания.

Косвенное обоснование избирательной чувствительности слуховой системы к движению источника звука может быть получено из психофизических исследований слухового последействия движения. Ключевым моментом этого обоснования является зависимость эффекта слухового последействия движения от направления и скорости движения адаптирующего стимула. Если связь слухового последействия с направлением движения адаптирующего стимула убедительно аргументирована в цитируемых выше работах [7, 8], то имеющиеся в литературе данные о чувствительности эффекта слухового последействия к скорости движения адаптирующего стимула противоречивы. Согласно данным Грентхема [3, 8], зависимость эффекта слухового последействия от скорости движения в горизонтальной плоскости носит индивидуальный характер, и проявляется не у всех испытуемых. В работах других авторов [6, 8] обнаружена четкая зависимость эффекта слухового последействия от скорости движения, сходная для всей группы испытуемых. В первой из этих работ эффект последействия нарастал при увеличении скорости движения адаптирующего стимула в диапазоне 10—20°/с [8], во второй — имел оптимум при скоростях движения между 4 и 16°/с [6]. Таким образом, вопрос о связи выраженности слухового последействия движения со скоростью адаптирующего стимула окончательно не решен даже для движения в горизонтальной плоскости.

Задача настоящей работы состояла в изучении особенностей проявления слухового последействия при приближении и удалении источника звука в зависимости от направления и скорости адаптирующего стимула.

МЕТОДИКА

Эксперименты проводили с участием 8 здоровых испытуемых обоего пола (6 женщин и 2 мужчин) с нормальным слухом, в возрасте от 19 до 46 лет.

Радиальное движение адаптирующих и тестовых стимулов моделировали при помощи двух динамиков, расположенных в звукозаглушенной анэхоид-ной камере объемом 62.2 м3 на расстоянии 1.1 и 4.5 м от испытуемого на уровне его головы. На динамики подавали импульсные последовательности широкополосного шума (20 Гц—20000 Гц), разно-направлено меняющиеся по амплитуде. Длительность импульсов шума составляла 41 мс, период повторения — 50 мс. Увеличение амплитуды импульсов последовательности на ближнем динамике и уменьшение на дальнем имитировало приближение источника звука, уменьшение амплитуды импуль-

сов на ближнем динамике и увеличение на дальнем — удаление источника звука [19].

При формировании адаптирующих сигналов отношение максимальной амплитуды импульсов последовательности к минимальной составляло 38.6 дБ для сигнала, поступающего на ближний динамик, и 39.1 дБ — на дальний. Минимальные уровни импульсов последовательностей, подаваемых на ближний и дальний динамики, были одинаковы. Максимальный уровень интенсивности всех адаптирующих сигналов в месте их прослушивания был одинаков и составлял 67 дБ уровня звукового давления (УЗД). Скорость движения адаптирующих сигналов создавали за счет изменения их длительности и рассчитывали по формуле:

V = S/T,

где V — скорость движения, S — расстояние между динамиками, T — длительность звучания сигнала. При расстоянии между динамиками 3.4 м и длительностях сигналов 0.341, 0.491, 0.991, 4.991 с расчетные скорости движения составляли соответственно 9.97, 6.92, 3.43, 0.68 м/с (или 35.9, 24.9, 12.3, 2.48 км/ч). Было создано восемь адаптирующих стимулов, имитирующих приближение и удаление источника звука с данными скоростями, и один контрольный адаптирующий сигнал, имитирующий неподвижный источник звука на основе последовательности импульсов шума постоянной амплитуды.

При формировании тестовых сигналов применяли малые изменения амплитуды импульсных последовательностей на ближнем и дальнем динамиках, что позволяло имитировать движение источника звука в околопороговой области восприятия. Для имитации приближающихся и удаляющихся тестовых стимулов с разными скоростями были созданы сигналы, для которых соотношение максимальной амплитуды к минимальной составляло 3, 6 или 9 дБ на ближнем динамике и 2, 4, 6 дБ на дальнем, соответственно. Суммарная амплитуда тестовых стимулов в месте прослушивания изменялась от начала к концу сигнала на 1, 2, 3 дБ. Увеличение перепада амплитуды на динамиках соответствовало возрастанию скорости движения звукового образа. Один тестовый сигнал с постоянной амплитудой создавал неподвижный звуковой образ. Максимальный уровень интенсивности всех семи тестовых сигналов в месте их прослушивания составлял 62 дБ УЗД.

Для изучения последействия движения из адаптирующих и тестовых стимулов формировали комплексные стимулы. Адаптирующая часть имела длительность 4.991 с. В зависимости от скорости движения стимулов она включала 1, 3, 5, 13 сигналов. Тестовая часть состояла из одного сигнала длительностью 0.991 с. Пауза между адаптирующей и тестовой частями комплексного стимула была равна 40 мс, что позволяло избежать воздействия последовательной маскировки на тестовый стимул [20].

Генерация всех сигналов выполнялась на персональном компьютере со звуковой платой Sound Blaster SB-16, затем сигналы поступали на усилитель Technks (SE-A800S, SU-C800U) и динамики SONY XSF1720 с идентичными характеристиками. Измерение интенсивности звукового сигнала в месте расположения головы слушателя, калибровка динамиков и измерение спектральных характеристик сигналов выполнялись с помощью микрофона 41—45, предусилителя 26—39 и усилителя 26—06 фирмы "Брюль и Къер".

Во время опыта испытуемый прослушивал серии, составленные из 7 видов комплексных стимулов с одинаковой адаптирующей частью и различными тестовыми частями. Комплексные стимулы предъявляли по 10 раз в случайном порядке с интервалом 6 с. Таким образом, серия включала 70 комплексных стимулов, количество серий соответствовало количе

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком