Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
отдаленно напоминает звук, издаваемый детской игрушкой «уйди-
уйди». Обнаруженному феномену высоты, связапной с временным отставлением тональных импульсов, авторами было присвоено
название «высота временного отставлепия».
В последующих экспериментах [208] наличие высоты временного отставлепия было подтверждено и в ситуации, когда значение т поддерживалось постоянным па протяжении всего времени звучания сигнала. В этих опытах использовались частоты повторения импульсов 25, 100 и 400 Гц, а относительная задержка импульсов т/Г (см. рис. 78) варьировала от 0,1 до 0,5. Результирующая высота воспринималась в диапазоне от 50 до 4000 Гц. Высоту временного отстав-ления можно слышать даже в том случае, когда пары импульсов (разделенные одним и тем же временным интервалом т) предъявляются не строго периодически (с периодом Т), а случайно Г209].
Любопытные феномены высотных сдвигов наблюдаются в случае инвертирования (изменения полярности) каждого второго импульса пар, составляющих двойную импульсную последовательность. Обнаружено [210], что в этом случае испытуемый воспринимает две высоты — одну несколько выше, другую— ниже значения 1/т. Инвертирование импульса означает на спектральном языке сдвиг фаз всех его частотных компонент на 180°. Условимся обозначать воспринимаемую при этом высоту индексами, соответствующими величине сдвига фаз частотных компонент по сравнению с исходным (неинвертированиым) случаем. В данном случае обозначение ввдготы следующее: р\т (верхний индекс соответствует первому импульсу пары). Согласно этому обозначению исходный (не--ИНВертированный) случай характеризуется высотой pJJ — 1/т-’Сргласно экспериментальным данным два Значения р±т соответствуют частотам 1,14/т и 0,88/т соответственно. В некотором смысле «средняя» ситуация по сравнению с восприятием высот pjj и р°т возникает при сдвиге фаз частотных компонепт второго импульса н$. 90° и 270°. При этом plo = 1,07/т, a р?70 ~ 0,94/т. . ; ¦
|*ЦЛ_________________PTLRL
г-
Рис. 78. Двойная импульсная последовательность [207].
В следующей серии экспериментов [211] определяли высоту двойных импульсных последовательностей, предварительно подвергнутых фильтрации третьоктавным полосовым фильтром С-
„ foA
Рис. 79. Высота двойных импульсных последовательностей [210J. Сигналы фильтруются 1/3-октавными полосовыыи фильтрами. Временная задержка т = 2 мс. Абсцисса — цент-k ральная частота фильтра.
изменяющейся (от опыта к опыту) резонансной частотой /0. Зависимости р°0, р%0 и р°70 от /0 изображены на рис. 79.
10. Интерпретация экспериментов с двойными импульсными последовательностями. Колебание основной мембраны в ответ на каждый импульс в месте, максимально чувствительном к частоте /0, аппроксимируем реакцией идеального полосового фильтра с центральной частотой /0 и шириной полосы Д/, на вход которого подан дираковский импульс:
, Дсо <00+ —
If 2 Дсо 2
Sn (t) =— \ cos со/ da) -- sin—=— t cos сo0t — — sin яДft cos2nfet
• V J JI? Cd ell
Aco
(со = 2л/).
Аналогично реакция этого фильтра на дираковский импуяьс, все компоненты которого сдвинуты по фазе на 90°:
Дсо
Юо-f -
1 С 2
68о (0 =------— \ sin со/ du>= —— sin лАft sin2nf0t
При t = 0 огибающая обеих реакций —sin nAft имеет максимум,
поэтому вблизи t — 0 тонкая структура сигнала имеет наибольший положительный пик. В частности, 6„ (t) имеет наибольший
положительный пик при t = 0, 890(t) — при t = — 1/4/0. Аналогично можно показать, что б270 (t) имеет наибольший положительный пик при t — 1/4 /о, а 6lg() (i) имеет два «главных» пика — при t = 1/(2/о) и при ; = — 1/(2/0).
Далее, если высота Рф, порожденная взаимодействием дираков-ского импульса и такого же импульса, сдвииутого но фазе на ф в отставленного на время т, действительно коррелирует с обратной величиной расстояния во времепи между «главными» положительными пиками тонкой структуры, то при анализе колебаний участка основной мембраны, настроенного па /0, должны получаться следующие оценки высоты:
Оценки (7.9) изображепы па рис. 79 в виде сплошных линий. Как видно, согласие с экспериментальными данными весьма убедительно.
Вернемся к случаю широкополосных сигналов. Широкополосные импульсы чередующейся полярности, казалось бы, не должны вызывать определенного ощущения высоты вследствие различия колебательных процессов на выходах различных фильтров улитки (рш зависит от /0). Однако эмпирически такой сигнал обладает определенной высотой. Это кажущееся противоречие можно разрешить, используя принцип доминантности. Напомним, что если информация в высоте распределена по большой части основной мембраны, то слуховая система использует информацию, сосредоточенную в сравнительно узкой полосе. Эта полоса охватывает участок мембраны, частота пастройки которого в 3—5 раз превышает значение высоты.
