Динамичен диапазон на слуха. Загуба на слуха и перфектен слух

Слухът е способността на тялото да възприема и разграничава звуковите вибрации. Тази способност се осъществява от слуховия (звуков) анализатор. Че. Слухът е процесът, при който ухото преобразува звуковите вибрации във външната среда в нервни импулси, които се предават в мозъка, където се интерпретират като звуци. Звуците се раждат от различни вибрации, например, ако скъсате струна на китара, ще възникнат импулси на вибрационно налягане на въздушните молекули, по-известни като звукови вълни.

Ухото може да различи различни субективни аспекти на звука, като неговия обем и височина, като открива и анализира различни физически характеристики на вълните.

Външното ухо насочва звуковите вълни от външната среда към тъпанчето. Ушната мида, видимата част на външното ухо, събира звукови вълни в ушния канал. За да може звукът да бъде предаден до централната нервна система, звуковата енергия претърпява три трансформации. Първо, въздушните вибрации се преобразуват във вибрации на тъпанчето и костите на средното ухо. Те от своя страна предават вибрации на течността вътре в кохлеята. И накрая, флуидните вибрации създават пътуващи вълни по протежение на базиларната мембрана, които стимулират космените клетки на органа на Корти. Тези клетки преобразуват звуковите вибрации в нервни импулси във влакната на кохлеарния (слухов) нерв, който ги предава към мозъка, от който те се предават след значителна обработка до първичната слухова област на мозъчната кора, терминала слухов мозъчен център. Само когато нервните импулси достигнат тази област, човек чува звук.

Когато тъпанчето абсорбира звукови вълни, централната му част вибрира като твърд конус, извивайки се навътре и навън. Колкото по-голяма е силата на звуковите вълни, толкова по-голяма е деформацията на мембраната и толкова по-силен е звукът. Колкото по-висока е честотата на звука, толкова по-бързо вибрира мембраната и толкова по-висока е височината на звука.

Диапазонът от звуци с честота на трептене от 16 до 20 000 Hz е достъпен за човешкия слух. Минималният интензитет на звука, който може да предизвика едва забележимо усещане за звуков звук, се нарича праг на чуване. Слуховата чувствителност или остротата на слуха се определя от праговата стойност на слуховото усещане: колкото по-ниска е праговата стойност, толкова по-висока е остротата на слуха. С увеличаване на интензитета на звука се увеличава усещането за сила на звука, но когато интензитетът на звука достигне определена стойност, увеличаването на силата на звука спира и в ухото се появява усещане за натиск или дори болка. Силата на звука, при която се появяват тези неприятни усещания, се нарича праг на болка или праг на дискомфорт. Слуховата чувствителност се характеризира не само със стойността на прага на слухово усещане, но и със стойността на разликата или диференциалния праг, т.е. способността да се разграничават звуците по сила и височина (честота).

При излагане на звуци остротата на слуха се променя. Излагането на силни звуци води до загуба на слуха; в тихи условия слуховата чувствителност се възстановява бързо (след 10-15 секунди). Тази физиологична адаптация на слуховия анализатор към въздействието на звуков стимул се нарича слухова адаптация. Необходимо е да се разграничи от слуховата адаптация, която възниква при продължително излагане на интензивни звуци и се характеризира с временно намаляване на слуховата чувствителност с по-дълъг период на възстановяване на нормалния слух (няколко минути и дори часове). Честото и продължително дразнене на слуховия орган от силни звуци (например в шумна промишлена среда) може да доведе до необратима загуба на слуха. За да се предотврати трайна загуба на слуха, работниците в шумни работилници трябва да използват специални щепсели - (вижте).

Наличието на сдвоен слухов орган при хора и животни дава възможност да се определи местоположението на източника на звук. Тази способност се нарича бинаурален слух или ототопия. При едностранна загуба на слуха ототопията е рязко нарушена.

Специфична особеност на човешкия слух е способността да възприема звуците на речта не само като физически явления, но и като смислени единици - фонеми. Тази способност се осигурява от наличието при хората на център за слухова реч, разположен в левия темпорален дял на мозъка. Когато този център е изключен, възприемането на тоновете и шумовете, съставляващи речта, се запазва, но разграничаването им като звуци на речта, т.е. разбирането на речта, става невъзможно (вижте Афазия, Алалия).

За изследване на слуха се използват различни методи. Най-простият и достъпен е изследването с реч. Индикатор за остротата на слуха е разстоянието, на което се различават определени елементи на речта. На практика слухът се счита за нормален, ако шепотът се чува на разстояние 6-7 m.

За да се получат по-точни данни за състоянието на слуха, се използват изследвания с помощта на камертони (виж) и аудиометър (виж).

Човекът наистина е най-интелигентното от животните, обитаващи планетата. Умът ни обаче често ни лишава от превъзходни способности като възприемане на заобикалящата ни среда чрез обоняние, слух и други сетивни усещания. По този начин повечето животни са далеч пред нас, когато става въпрос за техния слухов диапазон. Обхватът на човешкия слух е диапазонът от честоти, които човешкото ухо може да възприеме. Нека се опитаме да разберем как човешкото ухо работи по отношение на звуковото възприятие.

Обхват на човешкия слух при нормални условия

Средно човешкото ухо може да открие и различи звукови вълни в диапазона от 20 Hz до 20 kHz (20 000 Hz). Въпреки това, с напредване на възрастта, слуховият диапазон на човек намалява, по-специално, горната му граница намалява. При по-възрастните хора той обикновено е много по-нисък, отколкото при младите хора, като бебетата и децата имат най-високи слухови способности. Слуховото възприятие на високите честоти започва да се влошава от осемгодишна възраст.

Човешки слух при идеални условия

В лабораторията обхватът на слуха на човек се определя с помощта на аудиометър, който излъчва звукови вълни с различни честоти, и съответно настроени слушалки. При такива идеални условия човешкото ухо може да разпознае честоти в диапазона от 12 Hz до 20 kHz.

Диапазон на слуха при мъже и жени

Има значителна разлика между обхвата на слуха на мъжете и жените. Установено е, че жените са по-чувствителни към високите честоти в сравнение с мъжете. Възприемането на ниските честоти е горе-долу на едно и също ниво при мъжете и жените.

Различни скали за указване на обхвата на слуха

Въпреки че честотната скала е най-разпространената скала за измерване на обхвата на човешкия слух, тя също често се измерва в паскали (Pa) и децибели (dB). Измерването в паскали обаче се счита за неудобно, тъй като тази единица включва работа с много големи числа. Един микропаскал е разстоянието, изминато от звукова вълна по време на вибрация, което е равно на една десета от диаметъра на водороден атом. Звуковите вълни преминават на много по-голямо разстояние в човешкото ухо, което затруднява определянето на обхвата на човешкия слух в паскали.

Най-тихият звук, който може да се долови от човешкото ухо, е приблизително 20 µPa. Децибелната скала е по-лесна за използване, тъй като е логаритмична скала, която директно препраща към скалата Pa. Приема 0 dB (20 µPa) като референтна точка и след това продължава да компресира тази скала на налягане. Така 20 милиона μPa се равняват само на 120 dB. Оказва се, че обхватът на човешкото ухо е 0-120 dB.

Обхватът на слуха варира значително от човек на човек. Следователно, за да се открие загуба на слуха, най-добре е да се измери обхватът на чуваемите звуци по отношение на референтна скала, а не по отношение на конвенционална стандартизирана скала. Тестовете могат да се извършват с помощта на сложни инструменти за диагностика на слуха, които могат точно да определят степента и да диагностицират причините за загубата на слуха.

При предаване на вибрации във въздуха и до 220 kHz при предаване на звук през костите на черепа. Тези вълни имат важно биологично значение, например звукови вълни в диапазона 300-4000 Hz съответстват на човешкия глас. Звуци над 20 000 Hz са от малко практическо значение, тъй като се забавят бързо; вибрации под 60 Hz се възприемат чрез усещането за вибрации. Диапазонът от честоти, които човек може да чуе, се нарича слуховиили звуков диапазон; по-високите честоти се наричат ​​ултразвук, а по-ниските честоти се наричат ​​инфразвук.

Физиология на слуха

Способността за разграничаване на звуковите честоти зависи до голяма степен от индивида: неговата възраст, пол, предразположеност към слухови заболявания, обучение и слухова умора. Индивидите са способни да възприемат звук до 22 kHz и вероятно по-високи.

Някои животни могат да чуват звуци, които не се чуват за хората (ултразвук или инфразвук). Прилепите използват ултразвук за ехолокация по време на полет. Кучетата могат да чуват ултразвук, върху което работят тихите свирки. Има доказателства, че китовете и слоновете могат да използват инфразвук за комуникация.

Човек може да различи няколко звука едновременно поради факта, че в кохлеята може да има няколко стоящи вълни едновременно.

Задоволителното обяснение на феномена на слуха се оказа изключително трудна задача. Човекът, който представи теория, която обяснява възприемането на височината и силата на звука, почти сигурно ще получи Нобелова награда.

Оригинален текст(Английски)

Адекватното обяснение на слуха се оказа изключително трудна задача. Човек почти би си осигурил Нобелова награда, като представи теория, обясняваща задоволително не повече от възприемането на височината и силата на звука.

- Ребер, Артър С., Ребер (Робъртс), Емили С.Психологическият речник на Penguin. - 3-то издание. - Лондон: Penguin Books Ltd, . - 880 с. - ISBN 0-14-051451-1, ISBN 978-0-14-051451-3

В началото на 2011 г. в някои медии, свързани с научни теми, имаше кратък репортаж за съвместната работа на два израелски института. Човешкият мозък съдържа специализирани неврони, които ни позволяват да оценим височината на звука до 0,1 тона. Животните, различни от прилепите, нямат такава адаптация и за различните видове точността е ограничена до 1/2 до 1/3 октава. (Внимание! Тази информация изисква пояснение!)

Психофизиология на слуха

Проектиране на външни слухови усещания

Без значение как възникват слуховите усещания, ние обикновено ги приписваме на външния свят и затова винаги търсим причината за стимулацията на нашия слух във вибрации, получени отвън от едно или друго разстояние. Тази черта в сферата на слуха е много по-слабо изразена, отколкото в сферата на зрителните усещания, които се отличават със своята обективност и строга пространствена локализация и вероятно също се придобива чрез дълъг опит и контрол на други сетива. При слуховите усещания способността за проектиране, обективизиране и пространствено локализиране не може да достигне толкова високи степени, както при зрителните усещания. Това се дължи на такива структурни особености на слуховия апарат, като например липсата на мускулни механизми, което го лишава от способността да прави точни пространствени определения. Ние знаем огромното значение, което мускулното усещане има във всички пространствени дефиниции.

Преценки за разстоянието и посоката на звуците

Нашите преценки за разстоянието, на което се издават звуците, са много неточни, особено ако очите на човек са затворени и той не вижда източника на звуци и околните предмети, по които може да се съди за „акустиката на околната среда“ въз основа на житейски опит , или акустиката на околната среда е нетипична: така например, в акустична безехова камера, гласът на човек, който се намира само на метър от слушателя, изглежда на последния като многократно или дори десетки пъти по-отдалечен. Освен това познатите звуци изглеждат по-близки до нас, колкото по-силни са, и обратното. Опитът показва, че по-малко грешим при определянето на разстоянието на шума, отколкото на музикалните тонове. Способността на човек да преценява посоката на звуците е много ограничена: тъй като няма подвижни уши, удобни за събиране на звуци, в случай на съмнение той прибягва до движения на главата и я поставя в позиция, в която звуците се различават най-добре, т.е. звукът се локализира от човек в тази посока, от която се чува по-силно и „по-ясно“.

Има три известни механизма, чрез които може да се различи посоката на звука:

• Разлика в средната амплитуда (исторически първият открит принцип): за честоти над 1 kHz, т.е. тези, при които дължината на звуковата вълна е по-къса от размера на главата на слушателя, звукът, достигащ до близкото ухо, е с по-голям интензитет.
• Фазова разлика: Разклонените неврони са в състояние да разпознаят фазово изместване до 10-15 градуса между пристигането на звукови вълни в дясното и лявото ухо за честоти в приблизителния диапазон от 1 до 4 kHz (което съответства на точността на времето на пристигане от 10 μs).
• Разлика в спектъра: гънките на ушната мида, главата и дори раменете въвеждат малки честотни изкривявания във възприемания звук, поглъщайки различни хармоници по различен начин, което се интерпретира от мозъка като допълнителна информация за хоризонталната и вертикалната локализация на звука.

Способността на мозъка да възприема описаните разлики в звука, чуван от дясното и лявото ухо, доведе до създаването на бинаурална технология за запис.

Описаните механизми не работят във вода: определянето на посоката чрез разликата в силата на звука и спектъра е невъзможно, тъй като звукът от водата преминава почти без загуба директно към главата, а следователно и към двете уши, поради което обемът и спектърът на звука в двете уши на всяко място на източника звуците са идентични с висока точност; Определянето на посоката на източника на звук чрез фазовото изместване е невъзможно, тъй като поради много по-високата скорост на звука във водата, дължината на вълната се увеличава няколко пъти, което означава, че фазовото изместване намалява многократно.

От описанието на горните механизми става ясна и причината за невъзможността да се определи местоположението на източниците на нискочестотен звук.

Тест за слуха

Слухът се изследва с помощта на специално устройство или компютърна програма, наречена аудиометър.

Определят се и честотните характеристики на слуха, което е важно при продуциране на реч при деца с увреден слух.

норма

Възприемането на честотния диапазон 16 Hz - 22 kHz се променя с възрастта - високите честоти вече не се възприемат. Намаляването на обхвата на звуковите честоти е свързано с промени във вътрешното ухо (кохлеята) и с развитието на сензоневрална загуба на слуха с възрастта.

Праг на чуване

Праг на чуване- минималното звуково налягане, при което звук с дадена честота се възприема от човешкото ухо. Прагът на чуване се изразява в децибели. За нулево ниво се приема звуково налягане от 2·10−5 Pa при честота 1 kHz. Прагът на слуха на конкретен човек зависи от индивидуалните характеристики, възрастта и физиологичното състояние.

Праг на болка

Праг на слухова болка- количеството звуково налягане, при което възниква болка в слуховия орган (което е свързано по-специално с достигане на границата на удължаване на тъпанчето). Превишаването на този праг води до акустична травма. Усещането за болка определя границата на динамичния обхват на човешката чуваемост, която е средно 140 dB за тонален сигнал и 120 dB за шум с непрекъснат спектър.

Патология

Вижте също

• Слухова халюцинация
• Слухов нерв

Литература

Физически енциклопедичен речник/гл. изд. А. М. Прохоров. Изд. колегиум Д. М. Алексеев, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов и др. - М.: Сов. Енцикл., 1983. - 928 с., стр. 579

Връзки

• Видео лекция Слухово възприятие

Органни системи на човека

Сърдечно-съдова система (сърце, кръвоносни съдове) Лимфна система Храносмилателна система Ендокринна система Имунна система Сетивна система (соматосензорна система, зрителна система, обонятелна сензорна система, слухова сензорна система, вкусова сензорна система) Обвивна система Нервна система (централна, периферна) Мускулно-скелетна система (скелетна) система, мускулна система) пикочно-полова система (репродуктивна система, пикочна система) Дихателна система

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Синоними:

Вижте какво е „Слух“ в други речници:

слух- слух и... Руски правописен речник

слух- слух/... Морфемно-правописен речник

Съществително име, м., използвано. често Морфология: (не) какво? слух и слух, какво? чувам, (виждам) какво? слух, какво? слух, за какво? за слуха; мн. Какво? слухове, (не) какво? слухове, какво? слухове, (виж) какво? слухове, какво? слухове за какво? за възприемането на слухове от властите... ... Обяснителен речник на Дмитриев

Съпруг. едно от петте сетива, чрез които се разпознават звуците; инструментът е ухото му. Слухът е тъп, тънък. При глухи и безуши животни слухът се заменя с усещане за треперене. Върви на ухо, търси на ухо. | Музикален слух, вътрешно усещане, което разбира взаимното... ... Обяснителен речник на Дал

Slukha, м. 1. само ед. Едно от петте външни сетива, което дава способността за възприемане на звуци, способността за чуване. Ухото е органът на слуха. Остър слух. „Дрезгав писък достигна до ушите му.“ Тургенев. „Желая слава, така че ушите ви да бъдат удивени от моето име ... Обяснителен речник на Ушаков

Често оценяваме качеството на звука. Когато избирате микрофон, софтуер за аудио обработка или формат за запис на аудиофайл, един от най-важните въпроси е колко добре ще звучи. Но има разлики между характеристиките на звука, който може да бъде измерен, и тези, които могат да бъдат чути.

Тон, тембър, октава.

Мозъкът възприема звуци с определени честоти. Това се дължи на особеностите на механизма на вътрешното ухо. Рецепторите, разположени на основната мембрана на вътрешното ухо, преобразуват звуковите вибрации в електрически потенциали, които възбуждат влакната на слуховия нерв. Влакната на слуховия нерв имат честотна селективност поради възбуждането на клетките на органа на Корти, разположени на различни места на основната мембрана: високите честоти се възприемат близо до овалния прозорец, ниските честоти се възприемат на върха на спиралата.

Физическата характеристика на звука, честотата, е тясно свързана с височината, която възприемаме. Честотата се измерва като броя на пълните цикли на синусоида за една секунда (херц, Hz). Това определение за честота се основава на факта, че синусоидата има точно същата форма на вълната. В реалния живот много малко звуци имат това свойство. Всеки звук обаче може да бъде представен като набор от синусоидални трептения. Обикновено наричаме този набор тон. Тоест, тонът е сигнал с определена височина, който има дискретен спектър (музикални звуци, гласни звуци на речта), в който се подчертава честотата на синусоида, която има максималната амплитуда в този набор. Сигнал с широк непрекъснат спектър, всички честотни компоненти на който имат еднакъв среден интензитет, се нарича бял шум.

Постепенното увеличаване на честотата на звуковите вибрации се възприема като постепенна промяна на тона от най-ниския (бас) към най-високия.

Степента на точност, с която човек определя височината на звука по ухо, зависи от остротата и обучението на неговия слух. Човешкото ухо може ясно да различи два близки по височина тона. Например, в честотния диапазон от приблизително 2000 Hz, човек може да различи два тона, които се различават един от друг по честота с 3-6 Hz или дори по-малко.

Честотният спектър на музикален инструмент или глас съдържа поредица от равномерно разположени пикове - хармоници. Те съответстват на честоти, които са кратни на определена основна честота, най-интензивната от синусоидите, които изграждат звука.

Конкретният звук (тембър) на музикален инструмент (глас) се свързва с относителната амплитуда на различни хармоници, а височината, възприемана от човек, най-точно предава основната честота. Тембърът, като субективно отражение на възприемания звук, няма количествена оценка и се характеризира само качествено.

В "чистия" тон има само една честота. Обикновено възприеманият звук се състои от честотата на основния тон и няколко "примесни" честоти, наречени обертонове. Обертоновете са кратни на честотата на основния тон и са с по-малка амплитуда. Тембърът на звука зависи от разпределението на интензитета между обертоновете.Спектърът от комбинации от музикални звуци, наречен акорд, зависи от разпределението на интензитета между обертоновете.Такъв спектър съдържа няколко основни честоти заедно с придружаващите ги обертонове.

Ако честотата на един звук е точно два пъти по-голяма от честотата на друг, звуковата вълна се „побира“ една в друга. Честотното разстояние между такива звуци се нарича октава. Диапазонът от честоти, възприемани от хората, 16-20 000 Hz, обхваща приблизително десет до единадесет октави.

Амплитуда на звуковите вибрации и обем.

Чуваемата част от звуковия диапазон се разделя на нискочестотни звуци - до 500 Hz, средночестотни - 500-10 000 Hz и високочестотни - над 10 000 Hz. Ухото е най-чувствително към сравнително тесен диапазон от средночестотни звуци от 1000 до 4000 Hz. Тоест звуци с еднаква сила в средночестотния диапазон могат да се възприемат като силни, но в нискочестотния или високочестотен диапазон могат да се възприемат като тихи или изобщо да не се чуват. Тази особеност на звуковото възприятие се дължи на факта, че необходимата за човешкото съществуване звукова информация - реч или звуци от природата - се предава главно в средночестотния диапазон. По този начин силата на звука не е физически параметър, а интензивността на слуховото усещане, субективна характеристика на звука, свързана с характеристиките на нашето възприятие.

Слуховият анализатор възприема увеличаване на амплитудата на звуковата вълна поради увеличаване на амплитудата на вибрациите на основната мембрана на вътрешното ухо и стимулиране на нарастващ брой космени клетки с предаване на електрически импулси с по-висока честота и по по-голям брой нервни влакна.

Нашето ухо може да различи интензивността на звука в диапазона от най-слабия шепот до най-силния шум, което приблизително съответства на увеличаване на амплитудата на движение на основната мембрана с 1 милион пъти. Но ухото интерпретира тази огромна разлика в амплитудата на звука като приблизително 10 000-кратна промяна. Тоест скалата на интензитета е силно „компресирана“ от механизма за възприемане на звука на слуховия анализатор. Това позволява на човек да интерпретира разликите в интензитета на звука в изключително широк диапазон.

Интензитетът на звука се измерва в децибели (dB) (1 бел е равен на десет пъти амплитудата). Същата система се използва за определяне на промените в обема.

За сравнение можем да дадем приблизително ниво на интензивност на различните звуци: едва доловим звук (праг на чуваемост) 0 dB; шепот близо до ухото 25-30 dB; среден обем на речта 60-70 dB; много силен говор (крещене) 90 dB; на концерти на рок и поп музика в центъра на залата 105-110 dB; до излитащ самолет 120 dB.

Големината на нарастване на силата на звука на възприемания звук има праг на дискриминация. Броят на разграничените градации на силата на звука при средни честоти не надвишава 250, при ниски и високи честоти той рязко намалява и е средно около 150.

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Функциите на слуховата система се характеризират със следните показатели:

1. Диапазон от звукови честоти;
2. Абсолютна честотна чувствителност;
3. Диференциална чувствителност по честота и интензитет;
4. Пространствена и времева разделителна способност на слуха.

Честотен диапазон

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Честотен диапазон, възприемана от възрастен, обхваща около 10 октави от музикалната гама – от 16-20 Hz до 16-20 kHz.

Този диапазон, характерен за хората под 25-годишна възраст, постепенно намалява от година на година поради намаляване на високочестотната му част. След 40 години горните честоти на чуваемите звуци намаляват с 80 Hz на всеки следващи шест месеца.

Абсолютна честотна чувствителност

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Най-голямата чувствителност на слуха се проявява при честоти от 1 до 4 kHz. В този честотен диапазон чувствителността на човешкия слух е близка до нивото на брауновия шум - 2 х 10 -5 Ра.

Съдейки по аудиограмата, т.е. функция на зависимостта на прага на слухово усещане от честотата на звука, чувствителността към тонове под 500 Hz непрекъснато намалява: при честота 200 Hz - с 35 dB, а при честота 100 Hz - с 60 dB.

Такова влошаване на слуховата чувствителност на пръв поглед изглежда странно, тъй като засяга точно честотния диапазон, в който се намират повечето от звуците на речта и музикалните инструменти. Изчислено е обаче, че в областта на слуховото възприятие човек възприема около 300 000 звука с различна сила и височина.

Ниската чувствителност на слуха към нискочестотни звуци предпазва човек от постоянно усещане на нискочестотни вибрации и шумове на собственото си тяло (движения на мускули, стави, шум от кръв в кръвоносните съдове).

Диференциална чувствителност по честота и интензитет

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Диференциалната чувствителност на човешкия слух характеризира способността за разграничаване на минимални промени в параметрите на звука (интензивност, честота, продължителност и др.).

В областта на средните нива на интензитет (около 40-50 dB над прага на чуваемост) и честоти от 500-2000 Hz диференциалният праг за интензитет е само 0,5-1,0 dB, за честота 1%. Разликите в продължителността на сигнала, които се възприемат от слуховата система, са по-малко от 10%, а промяната в ъгъла на източника на високочестотен тон се оценява с точност 1-3°.

Пространствена и времева разделителна способност на слуха

текстови_полета

текстови_полета

стрелка_нагоре

Пространствен слухне само ви позволява да установите местоположението на източника на звучащ обект, степента на неговото разстояние и посоката на неговото движение, но също така увеличава яснотата на възприятието. Едно просто сравнение на монофонично и стереофонично слушане със стерео запис дава пълна картина на ползите от пространственото усещане.

Времеви характеристикипространственият слух се основава на комбиниране на данни, получени от две уши (бинаурален слух).

Бинаурален слух дефинират две основни условия.

1. За ниските честоти основният фактор е разликата във времето на навлизане на звука в лявото и дясното ухо,
2. за високите честоти - разлики в интензитета.

Звукът първо достига до ухото, което е най-близо до източника. При ниски честоти звуковите вълни „огъват“ главата поради голямата им дължина. Звукът във въздуха има скорост 330 m/s. Следователно той изминава 1 cm за 30 µs. Тъй като разстоянието между ушите на човек е 17-18 cm, а главата може да се разглежда като топка с радиус 9 cm, разликата между звука, който удря различни уши, е 9π x 30 = 840 μs, където 9π (или 28 см (π=3,14)) - това е допълнителният път, който звукът трябва да измине около главата, за да стигне до другото ухо.

Естествено, тази разлика зависи от местоположението на източника- ако се намира в средната линия отпред (или отзад), тогава звукът достига и до двете уши едновременно. Най-малкото изместване надясно или наляво от средната линия (дори по-малко от 3 °) вече се възприема от човек. И това означава, че Разликата между пристигането на звук до дясното и лявото ухо, значима за анализ от мозъка, е по-малка от 30 μs.

Следователно, физическото пространствено измерение се възприема чрез уникалните способности на слуховата система като анализатор на времето.

За да можем да забележим такива малки разлики във времето, са необходими много фини и прецизни механизми за сравнение. Това сравнение се извършва от централната нервна система на места, където импулси от дясното и лявото ухо се събират в една структура (нервна клетка).

Подобни места, т.наросновни нива на конвергенция, в класическата слухова система има най-малко три - горен оливариен комплекс, долен коликулус и слухов кортекс. В рамките на всяко ниво се откриват допълнителни места на конвергенция, като връзки между колежите и между полукълба.

Фаза на звуковата вълнасвързани с разликите във времето на пристигане на звука в дясното и лявото ухо. „По-късният“ звук изостава във фаза от предишния, „по-ранен“ звук. Това забавяне е важно при възприемане на относително нискочестотни звуци. Това са честоти с дължина на вълната най-малко 840 µs, т.е. честоти не повече от 1300 Hz.

При високи честоти, когато размерът на главата е значително по-голям от дължината на звуковата вълна, последната не може да „заобиколи“ това препятствие. Например, ако звукът има честота 100 Hz, тогава дължината на вълната му е 33 m, при честота на звука 1000 Hz е 33 cm, а при честота 10 000 Hz е 3,3 cm. От горните цифри следва че при високи честоти звукът се отразява от главата. В резултат на това има разлика в интензивността на звуците, достигащи до дясното и лявото ухо. При хората диференциалният праг на интензитета при честота от 1000 Hz е от порядъка на 1 dB, така че оценката на местоположението на източник на високочестотен звук се основава на разликите в интензитета на звука, навлизащ в дясното и лявото ухо .

Времевата разделителна способност на слуха се характеризира с два показателя.

Първо, Това времево сумиране. Характеристики на сумирането на времето -

• времето, през което продължителността на стимула влияе върху прага за усещане за звук,
• степента на това влияние, т.е. степента на промяна в прага на реакция. При хората времевата сумация продължава около 150 ms.

Второ, Това минимален интервалмежду два кратки стимула (звукови импулси), което се разграничава от ухото. Стойността му е 2-5 ms.