Физиология речи. Восприятие речи человеком - Чистович Л.А.
Скачать (прямая ссылка):
Измерения, выполненные на препаратах человеческого уха [187, 226], показывают, что в диапазоне частот от 25 до 2000 Гц амплитуда колебаний стремечка линейно возрастает с повышением уровня звукового давления входных сигналов до 100 дБ над порогом. Однако в полости среднего уха имеются две мышцы, одна из которых (m. tensor tympani) подсоединена к молоточку, а другая (m. stapedius) — к стремечку. При подаче на ухо сильных звуков у человека возникает сокращение m. stapedius, в результате чего характеристики системы изменяются (см. обзор: [392]). Этот эффект, по-видимому, и является основным источником нелинейности в среднем ухе человека.
Пороговый уровень входного тонального сигнала, при котором обнаруживается рефлекторное сокращение мышц среднего уха у человека [881, 417], составляет около 80 дБ над абсолютным порогом слуха при частотах сигналов от 250 до 4000 Гц. Скрытый период рефлекса в ответ на импульсный сигнал сильно зависит от интенсивности входного сигнала и у человека лежит в пределах от 150 мс при пороговых уровнях до 25—35 мс при больших интенсивностях [392]. С учетом этих данных приходится считать, что система среднего уха человека линейна при уровнях звукового давления входных сигналов не выше 80 дБ над порогом.
Измерения частотной зависимости амплитуды колебания стремечка, а также других косточек среднего уха относительно амплитуды звукового давления у барабанной перепонки [287, 309 387, 44S], несмотря на различия, характерные для разных животных, согласуются в том, что ухо в диапазоне низких и средних частот
174
(примерно до 3000 Гц) может рассматриваться как минимально-фазовая система, амплитудно-частотные характеристики которой практически горизонтальны от низких частот до 800—2000 Гц, а затем начинают спадать (рис. 7.3) с крутизной около 12 дБ на октаву [2*7, 387].
Такой спад частотной характеристики среднего уха прекращается на частотах около 3 кГц, где начинает сказываться влияние полости среднего уха и неравномерность частотной характери-
*10' мим
30 100 Ш 2000 10000 Гц
Рис. 7.3. Зависимость от частоты амплитуды колебания стремечка при постоянном звуковом давлении сигнала (120 дБ над порогом) у барабанной перепонки уха кошки. По [287].
По оси абсцисс — частота; по оси ординат — размах. 1,2,3,4 — результаты измерений на четырех кошках; 5 — аппроксимирующая характеристика.
стики самой барабанной перепонки [506]. В этой области частот (от 3 кГц и выше) отмечается ряд максимумов [392] и общий наклон характеристики уменьшается примерно до —6 дБ на октаву. На высших частотах воспринимаемого диапазона характеристика среднего уха, по-видимому, имеет значительно больший наклон.
Амплитудно-частотные характеристики колебания молоточка, наковаленки и стремечка, измеренные при постоянном уровне звукового давления у барабанной перепонки, на низких и средних частотах в значительной мере совпадают, и, следовательно, система косточек колеблется как единое целое [387]. На более высоких частотах (выше 3 кГц) начинает сказываться различие в массе и податливости отдельных косточек; кроме того, сама барабанная перепонка перестает колебаться как жесткий поршень и на ней
175
образуются стоячие волны [506]. Анализ свойств системы в этом случае значительно затрудняется и по существу до настоящего времени никем не выполнялся.
7.3. СИСТЕМА УЛИТКИ ВНУТРЕННЕГО УХА
Внутреннее ухо человека представляет собой сложный лабиринт соединенных друг с другом каналов (рис. 7.4), расположенных внутри височной кости и заполненных жидкостью. Часть костного лабиринта вместе с разделяющими мембранами и
Рис. 7.4. Схематическое изображение строения внутреннего уха млекопитающих. По [203].
1 — стремечко, 2 — круглое окно, з — вестибулярный капал, 4 — средний, или кохле-арный, канал, 5 — тимпанальный канал, 6 — гелнкотрема, 7 — овальное окно.
рецепторными клетками образует воспринимающий отдел вестибулярной системы; один из каналов, имеющий спиралевидную форму, улитка, относится к слуховой системе.
Костный канал улитки человека имеет длину около 35 мм и с одной стороны (базальной) заканчивается двумя отверстиями (круглым и овальным окнами), выходящими в полость среднего уха и отделенными от нее эластичными мембранами. По мере уда-
176
ления от базальной части к вершине, или апикальному концу, площадь поперечного сечения канала улитки уменьшается примерно в 6 раз [8' 548].
Расположенные вдоль улитки две мембраны — Рейснерова и базилярная — делят ее на три части, или канала: тимпанальный, вестибулярный и средний (рис. 7.5). При этом тимпанальный и вестибулярный каналы соединяются у вершины улитки неболь-
Рпс. 7.5. Поперечный разрез улитки. По [54].
1 — вестибулярный канал, г — средний канал, з — Рейснерова мембрана, 4 — костная стенка улиткового капала, 5 — внутренние волосковые клетки, б — наружные волосковые клетки, 7 — текториальная мембрана, 8 — базилярная мембрана, 9 — нервные волокна, 10 — тимпанальный канал, 11 — клетки спирального ганглия.
шим отверстием (геликотремой) и заполнены одинаковой жидкостью (перилимфой) со свойствами, близкими к свойствам плазмы крови.
