Анализ, синтез и восприятие речи - Джеймс Л. Фланаган
Скачать (прямая ссылка):
механической чувствительностью и порогами слухового восприятия можно объяснить меньшей плотностью нервных окончаний у вершины (низкочастотная область) улитки. Последнее предположение подтверждается имеющимися физиологическими данными.
В результате гистологических исследований, проведенных Гил-дом и др. (Guild et al), подсчитано число ганглиозных клеток, приходящееся на единицу длины органа Корти. Среднее число ганглиозных клеток для лиц с нормальным слухом приведено на рис. 4.37. Согласно этим данным число клеток несколько уменьшается у основания улитки и существенно уменьшается у вершины. Число клеток в средней части мембраны примерно постоянно.
Аналогичные ©опросы возникают при рассмотрении порогов восприятия коротких импульсов или звуковых щелчков. При достаточно низкой частоте повторения импульсов колебания с наибольшей амплитудой, как указывалось выше, происходят в средней части мембраны. Согласно модели место с максимальной амплитудой колебаний остается расположенным в средней части при повышении частоты следования импульсов до нескольких сотен герц. Резонансные свойства средней части мембраны допускают разрешение отдельных импульсов возбуждения во временной области при частоте следования последних свыше 1000 гц. Если преимущественные смещения происходят в одной области для большого диапазона частот, их полярностей и длительностей, то спрашивается, как зависит субъективный порог от этих факторов и как порог связан с движением мембраны. Известна одна работа, в которой рассматривался этот вопрос (Фланаган, 1961, а). Изложим кратко полученные результаты.
Бинауральные пороги слышимости различных типов периодических импульсных последовательностей, отличающихся законами изменения полярностей, частотами следования и длительностями импульсов, показаны на рис. 4.38. Согласно приведенным данным пороги почти не зависят от законов изменения по-
СУБЪЕКТИВНОЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ
157
лярностей. Для частот следования /г<100 гц пороги почти не зависят от частоты следования и зависят только от длительности импульсов. При частотах /г>100 гц величины порогов умень-
-30
5
а
1
-4 0
-50
I
I
є а
-60
I
is"4
-70
пГ
і"
-80
Чистый
¦. тон
ч
20
Cpeinoras. для 4 **
1-х испытуемых ^*4^.» о сигнал ! ° " л сигнал 2 -!- -а сигнал h \"\, X сигнал 6 Ч SOO,
• соев! знач. для Ч T --!• всех ислыт. и сиен. \----V
WO
Номера '?з сигналов
*> I f(t) SO % 1 1
'S
зо
I
2 і _iStJ
20 <н7 6<t W2 № 262 W 671 1074 Число импульсов в секунду
0 ^ Время —
Рис. 4.38. Бинауральиые пороги слухового восприятия периодических ,импульсных последовательностей (Флаиагая, 1961, а)
шаются с увеличением частоты следования импульсов. Если допустить, что амплитуда колебаний мембраны зависит от длительности импульсов, то это приведет к понижению порога с увеличением длительности импульсов. Однако на частотах выше 100 гц начинают сказываться другие, немеханические, факторы. Характер понижения пороговой амплитуды импульсов позволяет высказать предположение о величине постоянной интегрирования по времени порядка 10 мсек.
Исходя из приведенных выше предположений о процессе преобразования механических колебаний в нервную активность, можно задать вопрос: «Какое преобразование смещения мембраны в точке с наибольшей амплитудой колебаний позволило бы отразить явление постоянства громкости звука, интенсивность которого лежит у порога восприятия?» Возможным ответом могут служить преобразования, приведенные на рис. 4.39. Первые два блока представляют собой модели среднего уха [определяемые ур-нием (4.3)] и базилярной мембраны [определяемые ур-інием (4.1) для точек с резонансной частотой около 1000 гц]. Диод осуществляет операцию однополупериодного выпрямления, соответствующую генерации нервных импульсов
158
УХО И СЛУХ
только при смещениях мембраны в одну сторону. Постоянная времени интегратора 10 мсек выбрана в соответствии с данными порогового !восприятия. Нелинейный элемент степенной характеристикой (показатель степени равен 0,6) отражает сте-
p(t)
\
x(t)
Модель среднего уха
Модель базилярной мембраны
yt(t) Iy1It)I
F RC
rftJ
\
[rltlf
Тарашерист.
со степенной** пиковых
Значении
Рис. 4.39. Модель порогового восприятия импульсных сигналов, показанных на рис. 4.38. (Ri—низкое по сравнению с R сопротивление нагрузки)
пенную зависимость, установленную в экспериментах по восприятию громкости1). Измерительный прибор показывает пиковое значение выходного сигнала нелинейного преобразования. Если на вход схемы подать любой из рассмотренных выше импульсных сигналов с параметрами, представляемыми точками на пороговых кривых рис. 4.38, то измерительный прибор покажет одно и то же значение, а именно значение порога.
