загрузка...
загрузка...
На головну

Сприйняття висоти звуку

  1. I.3.2) Історичне сприйняття римського права.
  2. III. 10.2. Сприйняття як дія
  3. III. 10.3. сприйняття простору
  4. Артикуляції звуків І ЇЇ ФАЗИ
  5. Боязнь висоти (Fear of Heights)
  6. Види порушень звуку
  7. Віртуальні прилади динамічної обробки звуку

Висота і частота.Коли ми чуємо чистий тон, то сприймаємо не тільки його гучність, але і висоту. Подібно до того як колір - головне якість світла, так і висота - головне якість звуку, ранжированного за шкалою від низького до високого. І подібно до того як колір визначається частотою світла, висота визначається частотою звуку. При зростанні частоти висота збільшується. Як і довжину світлової хвилі, частоту звуку людина розрізняє дуже добре. Молодий дорослий може чути частоти в діапазоні від 20 до 20 000 герц (коливань в секунду), причому ЕЗР становить менше 1 герца при частоті 100 герц і зростає до 100 герц при 10 кілогерц.

Однак в слуховому сприйнятті немає нічого схожого на змішання квітів. Коли дві і більше частот звучать одночасно, можна чути висоту кожної частоти за умови, що вони мало відрізняються. Якщо частоти відрізняються несильно, відчуття буде більш складним, але все одно звук не буде схожий на один чистий тон. При вивченні колірного сприйняття виявлення того факту, що змішання трьох кольорових джерел світла дає відчуття одного кольору, привело до ідеї про три типи рецепторів. Відсутність аналогічного явища в слуховому сприйнятті дозволяє припустити, що якщо є рецептори, налаштовані на різні частоти, то типів таких рецепторів має бути безліч.

Теорії сприйняття висоти звуку. Як і в разі колірного зору, для пояснення того, як частота кодується вухом в висоту звуку, було запропоновано дві теорії.

Перша теорія була створена британським фізиком Резерфордом в 1886 році. Він припустив, що: а) звукова хвиля змушує вібрувати всю базилярную мембрану і частота вібрацій відповідає частоті звуку; б) частота вібрацій мембрани задає частоту нервових імпульсів, що передаються по слухового нерву. Так, тон частотою 1000 герц змушує базилярную мембрану вібрувати 1000 разів в секунду, в результаті чого волокна слухового нерва розряджаються з частотою 1000 імпульсів в секунду, а мозок інтерпретує це як певну висоту. Оскільки в цій теорії передбачається, що висота залежить від змін звуку в часі, її назвали тимчасової теорією (її називають також частотної теорією).

Гіпотеза Резерфорда незабаром зустрілася з серйозними проблемами. Було доведено, що нервові волокна можуть передавати не більше 1000 імпульсів в секунду, і тоді неясно, як людина сприймає висоту тону з частотою більше 1000 герц. Вівер (Weaver, 1949) запропонував спосіб порятунку тимчасової теорії. Він припустив, що частоти понад 1000 герц кодуються різними групами нервових волокон, кожна з яких активується в кілька різному темпі. Якщо, наприклад, одна група нейронів видає 1000 імпульсів в секунду, а потім 1 мілісекунду тому інша група нейронів починає видавати 1000 імпульсів в секунду, то комбінація імпульсів цих двох груп дасть 2000 імпульсів в секунду. Цю версію тимчасової теорії підкріпила відкриття, що патерн нервових імпульсів в слуховому нерві повторює форму хвилі стимульного тони, незважаючи на те, що окремі клітини реагують не на кожне коливання (Rose et al., 1967).

Однак здатність нервових волокон відстежувати форму хвилі обривається приблизно на частоті 4000 герц; проте ми можемо чути висоту звуку, що містить набагато більш високі частоти. Звідси випливає, що повинно існувати інший засіб кодування висотного якості звуку, принаймні на високих частотах.

Інша теорія сприйняття висоти звуку відноситься до 1683 році, коли французький анатом Жозеф Гишар Дюверном припустив, що частота кодується висотою звуку механічно, шляхом резонансу (Green & Wier, 1984). Щоб розібратися в цьому припущенні, корисно спочатку розглянути приклад резонансу. Коли б'ють по камертону, який знаходиться поруч з піаніно, струна піаніно, налаштована на частоту камертона, починає коливатися. Якщо ми говоримо, що вухо працює за тим же принципом, це означає, що в ньому є якась структура, подібна за конструкцією зі струнним інструментом, причому різні її частини налаштовані на різні частоти, так що коли на вухо пред'являється деяка частота, відповідна частина цієї структури починає коливатися. Ця ідея була в загальному правильної: такою структурою виявилася базилярная мембрана.

У XIX столітті Герман фон Гельмгольц, виходячи з гіпотези резонансу, запропонував для пояснення сприйняття висоти теорію локальності. Відповідно до цієї теорії, кожна конкретна ділянка базилярної мембрани, коли він починає реагувати, створює відчуття певної висоти тону. Передбачуване безліч ділянок на мембрані узгоджується з фактом існування безлічі рецепторів висоти. Зауважте, що теорія локальності не означає, що ми чуємо звук базилярної мембраною; просто від того, які ділянки мембрани вібрують, в найбільшою мірою залежить, яку висоту ми почуємо. Це приклад органу почуття, в якому кодування якості здійснюється шляхом «включення» тих чи інших нервових волокон.

Як саме коливається базилярная мембрана, не було відомо до 1940 року, коли Георг фон Бекеш виміряв її руху за допомогою маленьких отворів, просвердлених в равликів морських свинок і людських трупів. З огляду на результати Бекеш, треба було модифікувати теорію локальності; базилярная мембрана вела себе не як піаніно з роздільними струнами, а як простирадло, яку струснули за один кінець. Зокрема, Бекеш показав, що при більшості частот вся базилярная мембрана починає рухатися, але місце найбільш інтенсивного руху залежить від конкретної частоти звучання. Високі частоти викликають вібрацію в ближньому кінці базилярної мембрани; у міру підвищення частоти патерн вібрації зсувається до овального віконця (Bekesy, 1960). За це і інші дослідження слуху Бекеш отримав в 1961 році Нобелівську премію.

Як і тимчасові теорії, теорія локальності пояснює багато, але не всі явища сприйняття висоти звуку. Основні труднощі у теорії локальності пов'язані з тонами низьких частот. При частотах нижче 50 герц всі частини базилярної мембрани вібрують приблизно однаково. Це означає, що всі рецептори активуються в рівній мірі, з чого випливає, що у нас немає способу розрізнення частот нижче 50 герц. Насправді ж ми можемо розрізняти частоту всього в 20 герц.

Таким чином, теорії локальності не можуть пояснити сприйняття низькочастотних звуків, а тимчасові теорії - сприйняття високих частот. Все це навело на думку, що сприйняття висоти звуку визначається як тимчасовими паттернами, так і паттернами локалізації, причому тимчасова теорія пояснює сприйняття низьких частот, а теорія локальності - сприйняття високих частот. Ясно, однак, що там, де один механізм відступає, починає переважати інший. Насправді не виключено, що частоти від 1000 до 5000 герц обслуговуються обома механізмами (Coren, Ward & Enns, 1999).

Оскільки наші вуха і очі грають настільки важливу роль в нашому повсякденному житті, були зроблені значні зусилля, спрямовані на те, щоб замінити їх на штучні у індивідуумів, які страждають невиліковними дефектами цих органів. Деякі з цих зусиль описані в рубриці «На передньому краї психологічних досліджень».

 



Попередня   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   Наступна

Вплив батьків незаперечно | Глава 4. Сенсорні процеси | чутливість | зорова система | сприйняття світла | сприйняття патернів | сприйняття кольору | звукові хвилі | слухова система | Тиск і температура |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати