Слуховая система - Альтман Я.А.
Скачать (прямая ссылка):
Недавно при изучении одновременной маскировки тональных сигналов шумовыми маскерами бйл обнаружен довольно необычный эффект. Результат сложения двух М, обладающих выраженной амплитудной модуляцией, сильно зависел от того, коррели-рованы ли изменения амплитуды этих М. В случае, если огибающие были коррелированы, ПМ снижался (Hall et al., 1984). Эффект, названный модуляционным освобождением от маскировки, быстро был исследован в ряде лабораторий (Hall, 1986; McFadden, 1986, 1987; Carlion, 1987; Cohen, Schubert, 1987).
Эффект комодуляции максимален при близких уровнях основного и дополнительного М, и поэтому зависимость ПМ от уровня дополнительного коррелированного М при фиксированном уровне основного М обычно оказывается немонотонной. Вначале этот маскер почти не влияет на маскировку, повышение его уровня постепенно вызывает снижение ПМ, но затем он сам начинает оказывать маскирующее действие, и ПМ начинает расти (McFadden, 1986).
Эффект освобождения от маскировки сразу же исчезает при введении незначительной задержки между огибающими основного и дополнительного М. Для возникновения эффекта вовсе не обязательна близость спектральных характеристик маскеров: их центральные частоты могут различаться больше чем на октаву. Снижение ПМ может вызвать даже шум, предъявляемый на контралатеральное ухо по отношению к ТС и основному М, при условии, конечно, что огибающие двух М коррелированы (Cohen, Schubert, 1987).
Как же объяснить эффект комодуляционного освобождения от маскировки? Одно из предположений состоит в том, что среди разных операций, осуществляемых в слуховой системе, существует и операция получения мгновений разности сигналов в разных слуховых фильтрах. Эта гипотеза довольно близка к гипотезе, предложенной ранее для объяснения психофизического эффекта бинаурального освобождения от маскировки. В моменты, когда амплитуда двух М одновременно оказывается близкой к нулю, сигнал, присутствующий только в одном из СФ, довольно легко обнаруживается. Справедливость этой гипотезы подтверждается экспериментами, в которых обнаружено освобождение от маскировки при появлении флюктуаций амплитуды удаленного по частоте М (Buus, 1986). Так, ПМ тона частотой 2.15 кГц и длительностью 0.35 с М частотой 1.075 кГц и уровнем 70 дБ УЗД уменьшался на 10—12 дБ при введении дополнительного М частотой 1060 Гц. Явно, что эффект определялся способностью испытуемых обнаруживать ТС в моменты, когда вследствие биений амплитуда М близка к нулю.
Надо сказать, что вскоре после обнаружения демаскирующего влияния комодуляции двух М был обнаружен эффект, являющийся как бы его зеркальным отражением (McFadden, 1987). Если в качестве ТС выступает узкополосный шум, то М с такой же шириной полосы оказывался гораздо более эффективным, если его огибающая была коррелирована с огибающей ТС. Особенно сильное гипермаскирующее действие оказывала корреляция огибающих ТС и М, если частота несущей М была значительно ниже частоты ТС. Эффект усиления маскировки, так же как и эффект освобождения от маскировки, объясняется существованием Механизма вычисления разности мощностей на выходе удаленных С®. При корреляции огибающих сигнала и М такая операция оказывается неэффективной.
Способность слуховой системы к обнаружению сигнала в те моменты времени, когда амплитуда маскера минимальна, проявилась в эксперименте, выполненном Смитом и соавт. (Smith et al., 1986). Маскером служил гармонический тональный комплекс, у которого на протяжении периода основного тона мгновенная частота либо ли-
нейно нарастала от 0.2 до 2.0 кГц, либо (при другом соотношении фаз) линейно падала в том же диапазоне. ПМ тонального ТС частотой 1.1 кГц был гораздо ниже при падении частоты на протяжении периода основного тона, чем при ее повышении. При основной частоте 50 Гц разность ПМ достигала 20 дБ. На первый взгляд, причина освобождения от маскировки при падающем направлении изменения частоты оказывается неочевидной, однако многое проясняется, если рассмотреть последовательность событий в точке базилярной мембраны, соответствующей частоте 1 кГц. Когда частота сигнала повышается, амплитуда колебаний медленно нарастает, а затем довольно медленно падает (еще остается возбуждение от составляющих, близких к 1.1 кГц). Когда частота сигнала падает, распределение возбуждения на протяжении периода оказывается неравномерным: при подходе частоты к 1 кГц ответ резко нарастает, а затем ослабляется, причем на участках, где частота наинизшая, а затем наивысшая, М фактически не попадает в СФ, настроенный на частоту 1.1 кГц. Таким образом, явление сводится к модуляционному освобождению от маскировки, причем амплитудная модуляция маскера проявляется не в самом акустическом сигнале, а на выходе периферического фильтра слуховой системы.
Представленные данные свидетельствуют, что в процессе обнаружения ТС испытуемые способны производить операции сравнения выходов различных СФ и выбирать оптимальное в данной задаче время интегрирования.
Ликвидация возможности выявления сигнала в моменты минимумов амплитуды М приводит к резкому возрастанию маскировки. Так, при сложении двух узкополосных М близкого спектра и одинаковой мощности ПМ может возрастать не на 3, а на 10—17 дБ, если огибающие М не коррелированы. Аномальное увеличение маскировки полностью пропадает при совпадении огибающих (Lutfi, 1983а).
