Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Форма выражения для модуляционных порогов такова, что при постоянном п они зависят только от громкости. В то же время экспериментальные данные говорят о том, что модуляционные пороги при равной громкости обнаруживают небольшую зависимость от частоты (Фельдкеллер, Цвикер, 1965; Jesteadt et al., 1977). В частности, по данным Цвикера и Фельдкеллера, наблюдается некоторое снижение модуляционных порогов на частотах вблизи 1 кГц. Отмечается, что такое снижение более или менее четко обнаруживается всеми испытуемыми.
В более поздней работе (Long, Cullen, 1985) на шести испытуемых измерялись модуляционные дифференциальные пороги на синусоидальных несущих частотой 2, 4, 6, 8, 10 кГц при модуляции частотами 2, 4, 8 Гц при уровнях ощущения 15, 30, 45, 60 дБ.
Рис. 14. Зависимость модуляционных амплитудных дифференциальных порогов от частоты несущей (по: Long, Cullen, 1985).
По оси абсцисс — УЗД, дБ; по оси ординат — ¦модуляционный порог, дБ. Результаты усреднены по шести испытуемым и трем частотам модуляции: 2, 4 и 8 Гц.
3 Слуховая система
33
Результаты этой работы говорят о более сложной зависимости модуляционных порогов от частоты у отдельных испытуемых (рнс. 14).
В работах JIaxca п Тейча (Teich, Lachs, 1979; Lachs, Teich, 1981) рассматривалась модель с абсолютной рефрактерностью, которая ограничивает максимально возможную плотность импульсации в нервном волокне некоторой плотностью насыщения. В соответствии с их моделью основной вклад в общий импульсный поток и, следовательно, в громкость вносят насыщенные нервные волокна, число которых и участок, занимаемый ими на базилярной мембране, уве-
6 \-
-6
-10
14 -
о о
J___I__L
J____________1_________1___________I__________I__________L.
20
60
Рис. 15. Индивидуальные пороги обнаружения скачка интенсивности тонального сигнала частотой 1 кГц для испытуемого II (по: Viemeister, Bacon, 1988).
По оси абсцисс — УЗД х, дБ; по оси ординат — 10 lg (Д1Ц), дБ; функция громкости испытуемого IJ приведена на рис. 7.
личиваются по мере роста стимула. Насыщенные каналы не флюктуируют по плотности импульсации, но вносят основной вклад в громкость при средних и больших уровнях. Флюктуации возникают в ненасыщенных каналах на краях возбужденного участка базилярной мембраны, и от этих флюктуаций зависят амплитудные дифференциальные пороги. При этих предположениях ход дифференциальных порогов и функции громкости определяются в значительной степени формой и, в частности, крутизной «хвостов» частотной характеристики спектрального канала. Авторам удалось достичь удовлетворительного согласия теоретических ib экспериментальных результатов.
Представляет большой интерес использовать выражение (4) для описания зависимости от уровня хода индивидуальных дифференци-
альных порогов отдельных испытуемых. На рис. 15 приведены дифференциальные пороги испытуемого II, а на рис. 7 — его функция громкости (Viemeister, Bacon, 1988).
Там же (рис. 7, кривая 2) изображена функция громкости, продуцирующая дифференциальные пороги испытуемого II при га=0.0505. Хотя эти функции выровнены по началу и концу, их ход является существенно разным. Однако дифференциальные пороги испытуемого II могут быть получены и из среднечеловеческой функции громкости (1) при га=0.087 (рис. 7, кривая 1).
Эти факты позволяют предполагать, что пропорциональность
I ромкости и плотности импульсного потока в периферических отделах слуховой системы имеет место только в среднем. У отдельных индивидуумов громкость может быть непропорциональна плотности импульсного потока, от которой (а не от громкости) зависят дифференциальные пороги. Возможно, что зависимость плотности импульсного потока от УЗД у отдельных людей гораздо ближе между собой и к усредненной функции громкости, чем их индивидуальные функции громкости, измеренные психоакустическими методами.
Таким образом, слуховую подсистему громкости для узкополосных сигналов можно представить, как это изображено на рпс. 16. Акустический сигнал расфильтровывается фильтрами спектрального анализатора внутреннего уха. В каждом частотном канале на периферии слуховой системы происходит модуляция продетектированным акустическим сигналом случайного потока нервных импульсов по плотности (т. е. кодирование возбуждения, или канальной громкости, плотностью импульсного потока). В центральных отделах слуховой системы осуществляются интегрирование во времени (вре-
менная суммация) и переход к кодированию громкости местом возбужденного нейрона в слуховой нервной сети (т. е. отображение громкости на пространственную шкалу, которая позволяет запомнить громкость). Последний этап — принятие решения о громкости.
Модуляционные пороги шумов. Известно, что зависимость дифференциальных порогов шумовых сигналов от уровня резко отличается от аналогичной зависимости для тонов. В случае шумов дифференциальные пороги несколько уменьшаются с ростом уровня при малых уровнях и перестают зависеть от уровня при средних и больших уровнях.
