Gama dinamică a auzului. Pierderea auzului și auzul perfect

Auzul este capacitatea corpului de a percepe și de a distinge vibrațiile sonore. Această capacitate este realizată de analizatorul auditiv (de sunet). Acea. Auzul este procesul prin care urechea convertește vibrațiile sonore din mediul extern în impulsuri nervoase care sunt transmise creierului, unde sunt interpretate ca sunete. Sunetele se nasc din diverse vibrații, de exemplu, dacă ciupiți o coardă de chitară, vor apărea impulsuri de presiune vibrațională a moleculelor de aer, mai bine cunoscute sub numele de unde sonore.

Urechea poate distinge diferite aspecte subiective ale sunetului, cum ar fi volumul și înălțimea acestuia, prin detectarea și analiza diferitelor caracteristici fizice ale undelor.

Urechea exterioară direcționează undele sonore din mediul extern către timpan. Pinna, partea vizibilă a urechii externe, colectează undele sonore în canalul urechii. Pentru ca sunetul să fie transmis către sistemul nervos central, energia sonoră suferă trei transformări. În primul rând, vibrațiile aerului sunt transformate în vibrații ale timpanului și ale osiculelor urechii medii. Acestea, la rândul lor, transmit vibrații fluidului din interiorul cohleei. În cele din urmă, vibrațiile fluide creează valuri de călătorie de-a lungul membranei bazilare, care stimulează celulele capilare ale organului lui Corti. Aceste celule transformă vibrațiile sonore în impulsuri nervoase în fibrele nervului cohlear (auditiv), care le transmite creierului, de la care sunt transmise, după o prelucrare semnificativă, în zona auditivă primară a cortexului cerebral, terminalul. centrul auditiv al creierului. Numai când impulsurile nervoase ajung în această zonă, o persoană aude sunet.

Când timpanul absoarbe undele sonore, partea sa centrală vibrează ca un con rigid, curbându-se înăuntru și în afară. Cu cât puterea undelor sonore este mai mare, cu atât deviația membranei este mai mare și sunetul este mai puternic. Cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât membrana vibrează mai repede și înălțimea sunetului este mai mare.

Gama de sunete cu o frecvență de oscilație de la 16 la 20.000 Hz este accesibilă auzului uman. Intensitatea minimă a sunetului care poate provoca o senzație abia vizibilă a unui sunet audibil se numește pragul de auz. Sensibilitatea auditivă, sau acuitatea auditivă, este determinată de valoarea de prag a senzației auditive: cu cât valoarea de prag este mai mică, cu atât acuitatea auditivă este mai mare. Pe măsură ce intensitatea sunetului crește, senzația de volum al sunetului crește, dar când intensitatea sunetului atinge o anumită valoare, creșterea volumului încetează și apare o senzație de presiune sau chiar durere în ureche. Puterea sunetului la care apar aceste senzații neplăcute se numește pragul durerii, sau pragul disconfortului. Sensibilitatea auditivă se caracterizează nu numai prin valoarea pragului senzației auditive, ci și prin valoarea diferenței sau a pragului diferențial, adică capacitatea de a distinge sunetele după putere și înălțime (frecvență).

Când este expus la sunete, acuitatea auzului se modifică. Expunerea la sunete puternice duce la pierderea auzului; in conditii de liniste, sensibilitatea auditiva se reface rapid (dupa 10-15 secunde). Această adaptare fiziologică a analizorului auditiv la efectele unui stimul sonor se numește adaptare auditivă. Este necesar să se distingă de adaptarea auditivă, care apare în timpul expunerii prelungite la sunete intense și se caracterizează printr-o scădere temporară a sensibilității auditive cu o perioadă mai lungă de restabilire a auzului normal (câteva minute și chiar ore). Iritația frecventă și prelungită a organului auditiv de către sunete puternice (de exemplu, în medii industriale zgomotoase) poate duce la pierderea ireversibilă a auzului. Pentru a preveni pierderea permanentă a auzului, lucrătorii din atelierele zgomotoase trebuie să folosească dopuri speciale - (vezi).

Prezența unui organ auditiv pereche la oameni și animale oferă capacitatea de a determina locația sursei de sunet. Această abilitate se numește auz binaural sau ototopică. Cu pierderea unilaterală a auzului, ototopia este puternic afectată.

O caracteristică specifică a auzului uman este capacitatea de a percepe sunetele vorbirii nu numai ca fenomene fizice, ci și ca unități semnificative - foneme. Această capacitate este asigurată de prezența la om a unui centru auditiv al vorbirii situat în lobul temporal stâng al creierului. Când acest centru este dezactivat, percepția tonurilor și zgomotelor care alcătuiesc vorbirea este păstrată, dar distingerea lor ca sunete de vorbire, adică înțelegerea vorbirii, devine imposibilă (vezi Aphasia, Alalia).

Pentru studiul auzului sunt folosite diferite metode. Cel mai simplu și mai accesibil este cercetarea folosind vorbirea. Un indicator al acuității auzului este distanța la care se disting anumite elemente ale vorbirii. În practică, auzul este considerat normal dacă șoapta se aude la o distanță de 6-7 m.

Pentru a obține date mai precise despre starea auzului, cercetarea este folosită folosind diapazon (vezi) și un audiometru (vezi).

Omul este cu adevărat cel mai inteligent dintre animalele care locuiesc pe planetă. Cu toate acestea, mintea noastră ne lipsește adesea de abilități superioare, cum ar fi perceperea împrejurimilor prin miros, auz și alte senzații senzoriale. Astfel, majoritatea animalelor sunt cu mult înaintea noastră când vine vorba de gama lor auditivă. Intervalul de auz uman este intervalul de frecvențe pe care urechea umană le poate percepe. Să încercăm să înțelegem cum funcționează urechea umană în relație cu percepția sunetului.

Interval de auz uman în condiții normale

În medie, urechea umană poate detecta și distinge undele sonore în intervalul de la 20 Hz la 20 kHz (20.000 Hz). Cu toate acestea, pe măsură ce o persoană îmbătrânește, intervalul auditiv al unei persoane scade, în special, limita sa superioară scade. La persoanele în vârstă este de obicei mult mai scăzută decât la tineri, sugarii și copiii având cele mai înalte abilități de auz. Percepția auditivă a frecvențelor înalte începe să se deterioreze de la vârsta de opt ani.

Auzul uman în condiții ideale

În laborator, raza de auz al unei persoane este determinată folosind un audiometru, care emite unde sonore de diferite frecvențe și căști reglate în consecință. În astfel de condiții ideale, urechea umană poate detecta frecvențe în intervalul de la 12 Hz la 20 kHz.

Gama de auz la bărbați și femei

Există o diferență semnificativă între intervalul de auz al bărbaților și al femeilor. S-a constatat că femeile sunt mai sensibile la frecvențele înalte în comparație cu bărbații. Percepția frecvențelor joase este mai mult sau mai puțin la același nivel la bărbați și femei.

Diverse scale pentru a indica raza de auz

Deși scara de frecvență este cea mai comună scară pentru măsurarea intervalului de auz uman, este adesea măsurată în pascali (Pa) și decibeli (dB). Cu toate acestea, măsurarea în pascali este considerată incomod, deoarece această unitate implică lucrul cu numere foarte mari. Un microPascal este distanța parcursă de o undă sonoră în timpul vibrației, care este egală cu o zecime din diametrul unui atom de hidrogen. Undele sonore parcurg o distanță mult mai mare în urechea umană, ceea ce face dificilă indicarea intervalului de auz uman în pascali.

Cel mai slab sunet care poate fi detectat de urechea umană este de aproximativ 20 µPa. Scara decibeli este mai ușor de utilizat deoarece este o scară logaritmică care face referire directă la scara Pa. Este nevoie de 0 dB (20 µPa) ca punct de referință și apoi continuă să comprime această scară de presiune. Astfel, 20 de milioane μPa este egal cu doar 120 dB. Se pare că intervalul urechii umane este de 0-120 dB.

Gama de auz variază semnificativ de la persoană la persoană. Prin urmare, pentru a detecta pierderea auzului, cel mai bine este să măsurați gama de sunete audibile în raport cu o scară de referință, mai degrabă decât în ​​raport cu o scară standardizată convențională. Testele pot fi efectuate folosind instrumente sofisticate de diagnosticare a auzului care pot determina cu exactitate amploarea și diagnostica cauzele pierderii auzului.

La transmiterea vibrațiilor prin aer și până la 220 kHz la transmiterea sunetului prin oasele craniului. Aceste unde au o semnificație biologică importantă, de exemplu, undele sonore în intervalul 300-4000 Hz corespund vocii umane. Sunetele de peste 20.000 Hz au o importanță practică mică, deoarece încetinesc rapid; vibrațiile sub 60 Hz sunt percepute prin simțul vibrațiilor. Se numește gama de frecvențe pe care o persoană le poate auzi auditive sau gama de sunet; frecvențele superioare se numesc ultrasunete, iar frecvențele inferioare sunt numite infrasunete.

Fiziologia auzului

Capacitatea de a distinge frecvențele sonore depinde foarte mult de individ: vârsta, sexul, susceptibilitatea la boli de auz, antrenament și oboseală auditivă. Persoanele fizice sunt capabile să perceapă sunet de până la 22 kHz și, eventual, mai mult.

Unele animale pot auzi sunete care sunt inaudibile de oameni (ultrasunete sau infrasunete). Liliecii folosesc ultrasunetele pentru ecolocație în timpul zborului. Câinii sunt capabili să audă ultrasunetele, care este ceea ce funcționează fluierele silențioase. Există dovezi că balenele și elefanții pot folosi infrasunetele pentru a comunica.

O persoană poate distinge mai multe sunete în același timp datorită faptului că pot exista mai multe unde staționare în cohlee în același timp.

Explicarea în mod satisfăcător a fenomenului auzului s-a dovedit a fi o sarcină extraordinar de dificilă. Persoana care a prezentat o teorie care a explicat percepția înălțimii și a volumului sunetului i-ar fi garantat aproape sigur un premiu Nobel.

Text original(Engleză)

Explicarea adecvată a auzului s-a dovedit a fi o sarcină deosebit de dificilă. Aproape că s-ar asigura un premiu Nobel prezentând o teorie care să explice satisfăcător nu mai mult decât percepția înălțimii și a sonorității.

- Reber, Arthur S., Reber (Roberts), Emily S. Dicționarul Penguin de psihologie. - Ediția a 3-a. - Londra: Penguin Books Ltd, . - 880 s. - ISBN 0-14-051451-1, ISBN 978-0-14-051451-3

La începutul anului 2011, în unele mass-media legate de subiecte științifice, a existat un scurt raport despre activitatea comună a două institute israeliene. Creierul uman conține neuroni specializați care ne permit să estimăm înălțimea unui sunet, până la 0,1 ton. Alte animale decât liliecii nu au o astfel de adaptare, iar pentru diferite specii precizia este limitată la 1/2 până la 1/3 de octavă. (Atenție! Aceste informații necesită clarificări!)

Psihofiziologia auzului

Proiectarea senzațiilor auditive în exterior

Indiferent de modul în care apar senzațiile auditive, de obicei le atribuim lumii exterioare și, prin urmare, căutăm întotdeauna motivul stimulării auzului nostru în vibrațiile primite din exterior de la o distanță sau alta. Această trăsătură în sfera auzului este mult mai puțin pronunțată decât în ​​sfera senzațiilor vizuale, care se disting prin obiectivitatea și localizarea spațială strictă și, probabil, este dobândită și prin experiență îndelungată și controlul altor simțuri. Cu senzațiile auditive, capacitatea de a proiecta, obiectiva și localiza spațial nu poate atinge grade atât de înalte ca în cazul senzațiilor vizuale. Acest lucru se datorează unor astfel de caracteristici structurale ale aparatului auditiv, cum ar fi, de exemplu, lipsa mecanismelor musculare, care îl privează de capacitatea de a face determinări spațiale precise. Cunoaștem importanța enormă pe care o are sentimentul muscular în toate definițiile spațiale.

Judecăți despre distanța și direcția sunetelor

Judecățile noastre cu privire la distanța la care sunt emise sunetele sunt foarte inexacte, mai ales dacă o persoană are ochii închiși și nu vede sursa sunetelor și a obiectelor din jur, prin care se poate judeca „acustica mediului” pe baza experienței de viață. , sau acustica mediului este atipică: deci De exemplu, într-o cameră acustică anecoică, vocea unei persoane aflată la doar un metru de ascultător i se pare acestuia din urmă a fi de multe ori sau chiar de zeci de ori mai îndepărtată. De asemenea, sunetele familiare par mai apropiate de noi cu cât sunt mai puternice și invers. Experiența arată că ne înșelim mai puțin în determinarea distanței de zgomot decât a tonurilor muzicale. Capacitatea unei persoane de a judeca direcția sunetelor este foarte limitată: neavând urechi mobile care sunt convenabile pentru colectarea sunetelor, în cazuri de îndoială recurge la mișcări ale capului și o pune într-o poziție în care sunetele se disting cel mai bine, adică sunetul este localizat de o persoană în acea direcție, din care se aude mai puternic și „mai clar”.

Există trei mecanisme cunoscute prin care se poate distinge direcția sunetului:

• Diferența de amplitudine medie (în mod istoric primul principiu descoperit): pentru frecvențele de peste 1 kHz, adică acelea în care lungimea de undă a sunetului este mai mică decât dimensiunea capului ascultătorului, sunetul care ajunge la urechea apropiată este de o intensitate mai mare.
• Diferența de fază: neuronii ramificați sunt capabili să discearnă o schimbare de fază de până la 10-15 grade între sosirea undelor sonore în urechea dreaptă și cea stângă pentru frecvențe în intervalul aproximativ de 1 până la 4 kHz (care corespunde cu o precizie a timpului de sosire). de 10 μs).
• Diferență în spectru: pliurile auriculului, capului și chiar umerilor introduc mici distorsiuni de frecvență în sunetul perceput, absorbind diferite armonici în mod diferit, ceea ce este interpretat de creier ca informații suplimentare despre localizarea orizontală și verticală a sunetului.

Capacitatea creierului de a percepe diferențele descrise în sunetul auzit de urechea dreaptă și stângă a condus la crearea tehnologiei de înregistrare binaurală.

Mecanismele descrise nu funcționează în apă: determinarea direcției prin diferența de volum și spectru este imposibilă, deoarece sunetul din apă trece aproape fără pierdere direct către cap și, prin urmare, către ambele urechi, motiv pentru care volumul și spectrul sunetului. în ambele urechi, în orice locație a sursei, sunetele sunt identice cu precizie ridicată; Determinarea direcției sursei de sunet prin schimbarea de fază este imposibilă, deoarece din cauza vitezei mult mai mari a sunetului în apă, lungimea de undă crește de mai multe ori, ceea ce înseamnă că schimbarea de fază scade de multe ori.

Din descrierea mecanismelor de mai sus, motivul imposibilității determinării locației surselor de sunet de joasă frecvență este, de asemenea, clar.

Test de auz

Auzul este testat folosind un dispozitiv special sau un program de calculator numit audiometru.

Sunt determinate și caracteristicile de frecvență ale auzului, ceea ce este important atunci când se produce vorbire la copiii cu deficiențe de auz.

Normă

Percepția intervalului de frecvență 16 Hz - 22 kHz se modifică odată cu vârsta - frecvențele înalte nu mai sunt percepute. O scădere a intervalului de frecvențe audibile este asociată cu modificări ale urechii interne (cohlee) și cu dezvoltarea hipoacuziei senzorineurale odată cu vârsta.

Pragul de auz

Pragul de auz- presiunea sonoră minimă la care un sunet de o anumită frecvență este perceput de urechea umană. Pragul de auz este exprimat în decibeli. Nivelul zero este considerat o presiune sonoră de 2·10−5 Pa la o frecvență de 1 kHz. Pragul de auz al unei anumite persoane depinde de caracteristicile individuale, de vârstă și de starea fiziologică.

Pragul durerii

Pragul durerii auditive- cantitatea de presiune sonoră la care apare durerea în organul auditiv (care este asociată, în special, cu atingerea limitei de alungire a timpanului). Depășirea acestui prag are ca rezultat o traumă acustică. Senzația de durere determină limita intervalului dinamic al audibilității umane, care este în medie de 140 dB pentru un semnal de ton și 120 dB pentru zgomotul cu spectru continuu.

Patologie

Vezi si

• Halucinații auditive
• Nerv auditiv

Literatură

Dicționar enciclopedic fizic/Ch. ed. A. M. Prohorov. Ed. colegiul D. M. Alekseev, A. M. Bonch-Bruevich, A. S. Borovik-Romanov și alții - M.: Sov. Encicl., 1983. - 928 p., p. 579

Legături

• Preluare video Percepția auditivă

Sistemele de organe umane

Sistemul cardiovascular (inima, vase de sânge) Sistemul limfatic Sistemul digestiv Sistemul endocrin Sistemul imunitar Sistemul senzorial (sistemul somatosenzorial, sistemul vizual, sistemul senzorial olfactiv, sistemul senzorial auditiv, sistemul senzorial gustativ) Sistemul tegumentar Sistemul nervos (central, periferic) Sistemul musculo-scheletic (scheletic) sistem, sistem muscular) sistem genito-urinar (sistem reproductor, sistem urinar) Aparat respirator

Fundația Wikimedia. 2010.

Sinonime:

Vedeți ce înseamnă „Auzirea” în alte dicționare:

auz- auzul și... Dicționar de ortografie rusă

auz- auz/... Dicționar morfem-ortografic

Substantiv, m., folosit. adesea Morfologie: (nu) ce? auzul și auzul, ce? auzi, (vezi) ce? auzul, ce? zvonuri, despre ce? despre auz; pl. Ce? zvonuri, (nu) ce? zvonuri, ce? zvonuri, (vezi) ce? zvonuri, ce? zvonuri despre ce? despre percepția zvonurilor de către autorități... ... Dicționarul explicativ al lui Dmitriev

soț. unul dintre cele cinci simțuri prin care sunetele sunt recunoscute; instrumentul este urechea lui. Auzul este plictisitor, subțire. La animalele surde și fără urechi, auzul este înlocuit de o senzație de tremur. Merge după ureche, caută după ureche. | O ureche muzicală, un sentiment interior care înțelege reciproc... ... Dicţionarul explicativ al lui Dahl

Slukha, m. 1. numai unitate. Unul dintre cele cinci simțuri externe, care conferă capacitatea de a percepe sunete, capacitatea de a auzi. Urechea este organul auzului. Auzul acut. „Un țipăt răgușit i-a ajuns la urechi.” Turgheniev. „Îmi doresc slavă, pentru ca urechile voastre să fie uimite de numele meu... Dicționarul explicativ al lui Ushakov

Evaluăm adesea calitatea sunetului. Când alegeți un microfon, un software de procesare audio sau un format de înregistrare a fișierelor audio, una dintre cele mai importante întrebări este cât de bine va suna. Există însă diferențe între caracteristicile sunetului care pot fi măsurate și cele care pot fi auzite.

Ton, timbru, octava.

Creierul percepe sunete de anumite frecvențe. Acest lucru se datorează particularităților mecanismului urechii interne. Receptorii situati pe membrana principala a urechii interne convertesc vibratiile sonore in potentiale electrice care excita fibrele nervoase auditive. Fibrele nervului auditiv au selectivitate de frecvență datorită excitației celulelor organului Corti situate în diferite locuri ale membranei principale: frecvențele înalte sunt percepute în apropierea ferestrei ovale, frecvențele joase sunt percepute la vârful spiralei.

Caracteristica fizică a sunetului, frecvența, este strâns legată de înălțimea pe care o percepem. Frecvența este măsurată ca numărul de cicluri complete ale unei unde sinusoidale într-o secundă (herți, Hz). Această definiție a frecvenței se bazează pe faptul că o undă sinusoidală are exact aceeași formă de undă. În viața reală, foarte puține sunete au această proprietate. Cu toate acestea, orice sunet poate fi reprezentat ca un set de oscilații sinusoidale. De obicei numim acest set un ton. Adică un ton este un semnal de o anumită înălțime care are un spectru discret (sunete muzicale, sunete vocale ale vorbirii), în care este evidențiată frecvența unei unde sinusoidale, care are amplitudinea maximă în acest set. Un semnal cu un spectru larg continuu, ale cărui componente de frecvență au aceeași intensitate medie, se numește zgomot alb.

O creștere treptată a frecvenței vibrațiilor sonore este percepută ca o schimbare treptată a tonului de la cel mai scăzut (bas) la cel mai înalt.

Gradul de acuratețe cu care o persoană determină înălțimea unui sunet după ureche depinde de acuitatea și antrenamentul auzului său. Urechea umană poate distinge clar două tonuri apropiate în înălțime. De exemplu, în intervalul de frecvență de aproximativ 2000 Hz, o persoană poate distinge între două tonuri care diferă unul de celălalt ca frecvență cu 3-6 Hz sau chiar mai puțin.

Spectrul de frecvență al unui instrument muzical sau al unei voci conține o secvență de vârfuri uniform distanțate - armonici. Ele corespund unor frecvențe care sunt multipli ai unei anumite frecvențe de bază, cea mai intensă dintre undele sinusoidale care alcătuiesc sunetul.

Sunetul (timbrul) particular al unui instrument muzical (voce) este asociat cu amplitudinea relativă a diferitelor armonici, iar înălțimea percepută de o persoană transmite cel mai precis frecvența de bază. Timbre, fiind o reflectare subiectivă a sunetului perceput, nu are evaluare cantitativă și se caracterizează doar calitativ.

Într-un ton „pur” există o singură frecvență. În mod obișnuit, sunetul perceput constă din frecvența tonului principal și mai multe frecvențe „impurite”, numite hartonii. Harmonisurile sunt multipli ai frecvenței tonului principal și sunt mai mici ca amplitudine. Timbrul sunetului depinde de distribuția intensității. între tonuri.Spectrul de combinații de sunete muzicale, numite acord, depinde de distribuția intensității între tonuri.Un astfel de spectru conține mai multe frecvențe fundamentale împreună cu tonurile însoțitoare.

Dacă frecvența unui sunet este exact de două ori mai mare decât frecvența altuia, unda sonoră „se potrivește” una în cealaltă. Distanța de frecvență dintre astfel de sunete se numește octavă. Gama de frecvențe percepute de oameni, 16-20.000 Hz, acoperă aproximativ zece până la unsprezece octave.

Amplitudinea vibrațiilor sonore și volumul.

Partea audibilă a gamei de sunet este împărțită în sunete de joasă frecvență - până la 500 Hz, frecvență medie - 500-10.000 Hz și frecvență înaltă - peste 10.000 Hz. Urechea este cea mai sensibilă la o gamă relativ îngustă de sunete cu frecvență medie, de la 1000 la 4000 Hz. Adică, sunetele de aceeași putere în intervalul de frecvență medie pot fi percepute ca puternice, dar în intervalul de frecvență joasă sau înaltă pot fi percepute ca silențioase sau nu pot fi auzite deloc. Această caracteristică a percepției sunetului se datorează faptului că informația sonoră necesară existenței umane - vorbirea sau sunete ale naturii - este transmisă în principal în intervalul de frecvență medie. Astfel, zgomotul nu este un parametru fizic, ci intensitatea senzației auditive, o caracteristică subiectivă a sunetului asociată cu caracteristicile percepției noastre.

Analizatorul auditiv percepe o creștere a amplitudinii undei sonore datorită creșterii amplitudinii vibrației membranei principale a urechii interne și stimulării unui număr tot mai mare de celule capilare cu transmiterea impulsurilor electrice la o frecvență mai mare și de-a lungul unui număr mai mare de fibre nervoase.

Urechea noastră poate distinge intensitatea sunetului în intervalul de la cea mai slabă șoaptă până la cel mai puternic zgomot, ceea ce corespunde aproximativ unei creșteri a amplitudinii mișcării membranei principale de 1 milion de ori. Cu toate acestea, urechea interpretează această diferență enormă de amplitudine a sunetului ca o schimbare de aproximativ 10.000 de ori. Adică, scala de intensitate este puternic „comprimată” de mecanismul de percepție a sunetului al analizorului auditiv. Acest lucru permite unei persoane să interpreteze diferențele de intensitate a sunetului într-un interval extrem de larg.

Intensitatea sunetului este măsurată în decibeli (dB) (1 bel este egal cu de zece ori amplitudinea). Același sistem este utilizat pentru a determina modificările de volum.

Pentru comparație, putem da un nivel aproximativ de intensitate a diferitelor sunete: sunet abia audibil (pragul de audibilitate) 0 dB; șoaptă lângă ureche 25-30 dB; volum mediu de vorbire 60-70 dB; vorbire foarte tare (țipete) 90 dB; la concertele de muzică rock și pop din centrul sălii 105-110 dB; lângă un avion de linie care decolează 120 dB.

Mărimea creșterii volumului sunetului perceput are un prag de discriminare. Numărul de gradații de sonoritate distinse la frecvențe medii nu depășește 250; la frecvențe joase și înalte scade brusc și are o medie de aproximativ 150.

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Funcțiile sistemului auditiv sunt caracterizate de următorii indicatori:

1. Gama de frecvențe audibile;
2. Sensibilitate absolută la frecvență;
3. Sensibilitate diferențială în frecvență și intensitate;
4. Rezoluția spațială și temporală a auzului.

Gama de frecvente

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Gama de frecvente, perceput de un adult, acoperă aproximativ 10 octave ale scalei muzicale - de la 16-20 Hz la 16-20 kHz.

Acest interval, tipic pentru persoanele cu vârsta sub 25 de ani, scade treptat de la an la an datorită reducerii părții sale de înaltă frecvență. După 40 de ani, frecvențele superioare ale sunetelor audibile scad cu 80 Hz la fiecare șase luni ulterioare.

Sensibilitate absolută la frecvență

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Cea mai mare sensibilitate a auzului apare la frecvențe de la 1 la 4 kHz. În acest interval de frecvență, sensibilitatea auzului uman este apropiată de nivelul zgomotului brownian - 2 x 10 -5 Pa.

Judecând după audiogramă, i.e. în funcție de dependența pragului senzației auditive de frecvența sunetului, sensibilitatea la tonuri sub 500 Hz scade constant: la o frecvență de 200 Hz - cu 35 dB și la o frecvență de 100 Hz - cu 60 dB.

O astfel de deteriorare a sensibilității auzului, la prima vedere, pare ciudată, deoarece afectează tocmai domeniul de frecvență în care se află majoritatea sunetelor vorbirii și ale instrumentelor muzicale. Cu toate acestea, s-a estimat că în zona de percepție auditivă o persoană percepe aproximativ 300.000 de sunete cu putere și înălțime diferite.

Sensibilitatea scăzută a auzului la sunetele de joasă frecvență protejează o persoană de a simți în mod constant vibrațiile de joasă frecvență și zgomotele propriului său corp (mișcări ale mușchilor, articulațiilor, zgomotul sângelui în vasele de sânge).

Sensibilitate diferențială după frecvență și intensitate

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Sensibilitatea diferențială a auzului uman caracterizează capacitatea de a distinge modificări minime ale parametrilor sunetului (intensitate, frecvență, durată etc.).

În zona nivelurilor de intensitate medie (aproximativ 40-50 dB peste pragul de audibilitate) și a frecvențelor de 500-2000 Hz, pragul diferențial pentru intensitate este de doar 0,5-1,0 dB, pentru frecvență 1%. Diferențele de durată a semnalului, care sunt percepute de sistemul auditiv, sunt mai mici de 10%, iar modificarea unghiului sursei de ton de înaltă frecvență este estimată cu o precizie de 1-3°.

Rezoluția spațială și temporală a auzului

câmpuri_text

câmpuri_text

săgeată_în sus

Auzul spațial nu numai că vă permite să stabiliți locația sursei unui obiect care sună, gradul distanței sale și direcția mișcării sale, dar crește și claritatea percepției. O simplă comparație între ascultarea monofonică și stereofonică a unei înregistrări stereo oferă o imagine completă a beneficiilor conștientizării spațiale.

Caracteristici de sincronizare auzul spațial se bazează pe combinarea datelor primite de la două urechi (auz binaural).

Auzul binaural definiți două condiții principale.

1. Pentru frecvențele joase, principalul factor este diferența de timp de intrare a sunetului în urechea stângă și dreaptă,
2. pentru frecvenţe înalte – diferenţe de intensitate.

Sunetul ajunge mai întâi la urechea cea mai apropiată de sursă. La frecvențe joase, undele sonore „se îndoaie” în jurul capului datorită lungimii lor mari. Sunetul în aer are o viteză de 330 m/s. Prin urmare, parcurge 1 cm în 30 µs. Deoarece distanța dintre urechile unei persoane este de 17-18 cm, iar capul poate fi considerat ca o minge cu o rază de 9 cm, diferența dintre sunetul care lovește diferite urechi este de 9π ​​x 30 = 840 μs, unde 9π (sau 28 cm (π=3,14)) - aceasta este calea suplimentară pe care sunetul trebuie să o parcurgă în jurul capului pentru a ajunge la cealaltă ureche.

Desigur, această diferență depinde de locația sursei- daca este situat pe linia mediana in fata (sau in spate), atunci sunetul ajunge la ambele urechi in acelasi timp. Cea mai mică deplasare la dreapta sau la stânga de la linia mediană (chiar mai mică de 3°) este deja percepută de o persoană. Și asta înseamnă că Diferența dintre sosirea sunetului la urechea dreaptă și cea stângă, semnificativă pentru analiza creierului, este mai mică de 30 μs.

În consecință, dimensiunea spațială fizică este percepută prin abilitățile unice ale sistemului auditiv ca analizor de timp.

Pentru a putea observa diferențe atât de mici în timp sunt necesare mecanisme de comparație foarte subtile și precise. Această comparație este efectuată de sistemul nervos central în locurile în care impulsurile din urechea dreaptă și stângă converg către o singură structură (celula nervoasă).

Locuri asemănătoare, așa-ziseprincipalele niveluri de convergenţă, în sistemul auditiv clasic există cel puțin trei - complexul olivar superior, coliculul inferior și cortexul auditiv. Site-uri suplimentare de convergență se găsesc în cadrul fiecărui nivel, cum ar fi conexiunile interuniversitare și interemisferice.

Faza undei sonore asociate cu diferențe în momentul sosirii sunetului în urechea dreaptă și stângă. Sunetul „mai târziu” rămâne în fază față de sunetul anterior, „anterior”. Acest decalaj este important atunci când se percepe sunete de frecvență relativ joasă. Acestea sunt frecvențe cu o lungime de undă de cel puțin 840 µs, adică frecvențe nu mai mult de 1300 Hz.

La frecvențe înalte, când dimensiunea capului este semnificativ mai mare decât lungimea undei sonore, aceasta din urmă nu poate „ocoli” acest obstacol. De exemplu, dacă un sunet are o frecvență de 100 Hz, atunci lungimea sa de undă este de 33 m, la o frecvență a sunetului de 1000 Hz este de 33 cm, iar la o frecvență de 10000 Hz este de 3,3 cm. Din figurile de mai sus rezultă că la frecvenţe înalte sunetul este reflectat de cap. Ca urmare, există o diferență în intensitatea sunetelor care ajung la urechea dreaptă și stângă. La om, pragul de intensitate diferențială la o frecvență de 1000 Hz este de ordinul a 1 dB, astfel încât evaluarea locației unei surse de sunet de înaltă frecvență se bazează pe diferențele de intensitate a sunetului care intră în urechea dreaptă și stângă. .

Rezoluția în timp a auzului este caracterizată de doi indicatori.

in primul rand, Acest însumarea timpului. Caracteristicile însumării timpului -

• timpul în care durata stimulului afectează pragul pentru senzația de sunet,
• gradul acestei influențe, adică cantitatea de modificare a pragului de reacție. La om, suma temporală durează aproximativ 150 ms.

În al doilea rând, Acest interval minimîntre doi stimuli scurti (impulsuri sonore), care se distinge prin ureche. Valoarea sa este de 2-5 ms.