Лекция 3. Слуховая перцептивная система

ПРИРОДА СЛУХОВЫХ ОЩУЩЕНИЙ

Слуховые ощущения возникают в результате воздействия меха­нических колебаний окружающей среды, которые преобразуются и по проводящим путям поступают в слуховые центры коры. Таким об­разом, слуховые ощущения - субъективное психическое отражение воздействующих на слуховой рецептор звуковых волн, которые по­рождаются колеблющимся телом и порождают собой попеременное сгущение и разряжение воздуха.

ЗВУК

Звуковые волны распространяются в воздухе от колеблющегося тела. Расстояние между соседними областями уплотнения или разре­жения называют длиной волны. Величину максимального сжатия или разрежения называют амплитудой волны. Интервал времени между моментами максимального сжатия или разрежения называется перио­дом звуковой волны. Число, показывающее, сколько длин волн «про­бежало» в одну секунду, называют частотой. Частота и период - об­ратно пропорциональные величины. Давление звуковой волны на единицу поверхности измеряют в децибелах. В зависимости от слож­ности акустического сигнала, воспринимаемые звуки могут быть простыми и сложными. Простые - синусоидальные колебания, физи­ческими характеристиками которых являются амплитуда, частота, интенсивность. Сложные представляют собой комбинацию колеба­ний различной формы. Диапазон воспринимаемых частот: 20 - 20000 Гц в среднем. Зависит от возраста (младенец: 1б - более 20000 Гц) и от особенностей организма. Звук по частоте ниже границ слышимо­сти - инфразвук, выше границ - ультразвук. Нижний (верхний) зву­ковой порог определяется частотой и амплитудой.

Субъективные качества слуховых ощущений.

1. Высота тона - субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать звуки по шкале от низких до высоких. Высота
тона зависит от частоты и интенсивности.

2. Громкость - субъективное качество слухового ощущения, позволяющее располагать звуки по шкале от тихих до громких. Громкость зависит главным образом от интенсивности.

3. Объемностью называется ощущение полноты звука, в большей
или меньшей степени заполняющего пространство.

4. Плотность - качество звука, позволяющее различать плотный,
сгущенный или диффузный рассеянный звук. Звук чем выше, тем кажется плотнее. Плотность возрастает и с увеличением громкости.

5. Тембр. Определяется как такое качество слухового ощущения,
пользуясь которым мы можем судить о различии двух звуков при
одинаковой громкости и высоте. Тембр зависит от амплитуд гармоник сложного звука.

Гармонические колебания.

Сложность состава звуковых колебаний выражается в том, что к основной частоте, обладающей определенной амплитудой, примеши­ваются дополнительные колебания, имеющие меньшую амплитуду. Дополнительные колебания, частота которых превышает частоту ос­новного колебания в кратное количество раз, называются гармоника­ми и дают ощущение музыкального тона, т. е. создают тембральную окраску звука.

Особый класс звуков образуют щелчки, продолжающиеся иногда всего лишь тысячные доли секунды.

В музыке одновременный комплект звуков называется аккордом. Если частоты колебаний составляющих акустических сигналов крат­ны по частоте, то аккорд воспринимается как консонанс. (Обратное - диссонанс).

Пороги слуховых ощущений:

1. Нижний абсолютный

2. Верхний абсолютный

3. Порог различения.

КРИВАЯ СЛЫШИМОСТИ

Частота в герцах

Из графика видно, что на разных частотах для того, чтобы мы ус­лышали звук, необходима разная интенсивность, на краях частотного диапазона нижний и верхний абсолютные пороги сливаются.

ТЕОРИИ СЛУХА

Периферические теории

В основе рассматриваемых теорий лежит проблема места звуковысотного различения - периферия или центр анализатора.

1. Резонансная теория Г. Гельмгольца.

Согласно этой теории отдельные волокна основной мембраны представляют собой физические резонаторы, каждый из которых на­строен на определенную частоту звукового колебания. Высокочас­тотные раздражители вызывают колебание участков мембраны вбли­зи овального окна, где она наиболее узка, а низкочастотные - вблизи улитки, на участках с максимальной шириной основной мембраны. Волосковые клетки и связанные с ними нервные волокна передают в мозг информацию о том, какой из участков мембраны возбужден, а следовательно, о частоте колебания.

В пользу этой теории говорят факты хирургического удаления частей мембраны и возникающая при этом избирательная глухота. Однако невозможно найти участка мембраны, который бы отвечал за восприятие низких тонов.

2. Теория Г. Флетчера.

На звуковые волны отвечают не отдельные волокна, а пре- и эндолимфа улитки, и резонансные свойства присущи не только волок­нам, а всей механической системе улитки в целом. Под действием звука колеблется вся мембрана в целом и та или иная масса жидко­сти. Высокие тона приводят в движение лишь небольшую массу жид­кости вблизи основания улитки. Низкие - большую массу вблизи вершины улитки. Громкость определяется суммарным числом нерв­ных импульсов, приходящих к мозгу от всех возбужденных нервных волокон основной мембраны. Нервные волокна (из эксперимента) ре­зонируют на частоты свыше 60-70 Гц. Флетчер предположил, что восприятие более низких тонов определяется ощущением комплекса гармонических составляющих.

4. Теория Г. Бекеши.

Колебания перепонки овального окна передаются эндолимфе и распространяются по основной мембране в виде бегущей волны, вы­зывая ее максимальное смещение на большем или меньшем расстоя­нии от вершины улитки, в зависимости от частоты.

Таким образом, в этой теории было выдвинуто предположение о том, что существует принцип связи высоты звука и места воздействия.

Принцип места характерен для всех периферических теорий.

Телефонные теории или теории центрального анализатора

В основе всех этих теорий: звуковые колебания превращаются улиткой в некие синхронные волны (биоэлектрические колебания) и передаются коре, где собственно и происходит анализ высоты тона звукового колебания.

1. Теория звуковых образов И. Эвальда.

При действии звука в улитке образуются стоячие волны, длина которых определяется частотой звукового колебания. Высота тона определяется восприятием формы узора стоячих волн. Ощущению определенного тона соответствует возбуждение одной части нервных волокон, другого - другой. Анализ высоты тона осуществляется в корковых отделах мозга.

2. Теория Э. Уивера. «

В экспериментах Э.Уивера непосредственно от улитки слухового анализатора включались провода усилителя низкой частоты. Оказа­лось, что в диапазоне 20-1000 Гц рисунок нервной активности полно­стью воспроизводит частоту раздражителя. Уивером был выдвинут принцип частоты.

В настоящее время большинство исследователей считают, что высокочастотные колебания воспринимаются по принципу места, а низкочастотные - по принципу частоты. В средних частотах работа­ют оба механизма.

СЛУХОВОЕ ВОСПРИЯТИЕ ПРОСТРАНСТВА

Слуховая перцептивная система способна дифференцировать направление источника звука. Способность определять направление, от которого исходит звук, обусловлена биноуральным характером слуха. Биноуральный параллакс - есть различие физических параметров акустических сигналов, достигающих левого и правого уха. Эти раз­личия связаны:

1) со временем прихода одинаковых участков волн в оба уха -
фазовый биноуральный эффект;

2) со сравнительной интенсивностью волн, приходящих в оба
уха - амплитудный биноуральный эффект.

Локализация звука на основе фазового биноурального эффекта возможна лишь в отношении звука невысоких частот, не выше 1500 Гц. Определение направления, из которого идет звук, обусловлено разно­стью прихода одинаковых фаз волны к двум ушам.

Для высоких частот локализация звука совершается на основе различия громкости в одном и другом ухе. Определение направления обусловлено разностью громкостей, ощущающихся в двух ушах.

Таким образом, для низких частот особое значение имеет разли­чие во времени прихода волн, для высоких частот - различие интен­сивности.

РЕЧЕВОЙ И МУЗЫКАЛЬНЫЙ СЛУХ

Человеческий слух, естественно, не сводим к проблеме вычлене­ния высоты тона, а также абстрактно взятым реакциям слухового анализатора. Он неотрывен от восприятия в целом. Таким образом, говоря о феноменах восприятия музыки и речи, мы говорим не толь­ко о работе слухового анализатора, но и отводим ему роль непосред­ственного контакта с раздражителем. Музыкальный (неречевой) слух - способность ориентироваться вне речевых звуков, которыми явля­ются музыкальные тоны, шумы. Речевой слух - способность слышать и анализировать звуки речи. Речевой слух - прижизненное образова­ние, образуется в определенной речевой среде и формируется по за­конам этой речевой среды. Речевой слух - это фонематический слух, т. е. способность к анализу и синтезу речевых звуков, к различению фонем данного языка. Каждый язык характеризуется своим набором фонематических признаков, которые создают звуковую структуру языка. Фонемами обозначаются совокупности звуковых различитель­ных признаков, которые позволяют различать слова данного языка - различительные единицы строя языка.

Каждый язык имеет свою фонематическую систему. В каждом языке одни звуковые признаки выступают как смыслоразличительные, другие - как несущественные. В русском языке фонемы - все гласные и их ударность. Такие признаки, как длительность гласного звука, открытость пли закрытость его, высота тона не важны для понимания русской речи. В русском языке пять гласных звуков, каждому из которых соответствуют определенные форманты (У - 250, О -500, А - 1000, Э - 2000, И - 4000 Гц). Во-вторых, фонемами являются согласные звуки русского языка, которые противопоставляются по звонкости, мягкости. Таким образом, смена гласных или их ударно­сти, смена согласности по их звонкости и твердости меняют смысл русского слова. Помимо фонематического слуха, речь характеризует­ся интонационными компонентами, специфическими для каждого языка. Интонационная характеристика имеет много общего с музыкальным слухом.

Речевой слух формируется у ребенка в процессе его обучения и воспитания, в процессе специфической деятельности - речевой дея­тельности.

Музыкальный слух.

Музыкальный слух - сложное психическое явление, которое не сводится к опознанию звуков по их высоте. В музыкальном слухе слиты восприятия высоты, силы, тембра, формы, ритма и т.д. Многие отмечают, что музыкальный слух выходит не только за пределы ощущений, но и восприятия в целом, опирается на деятельность сознания человека и социально обусловлен. Таким образом, музыкальный слух понимается как спо­собность воспринимать и представлять музыкальные образы, которая неразрывно связана с памятью, воображением и другими высшими психическими процессами.

Музыкальный слух разделяют на:

1. Абсолютный, который диагностируется с помощью возможности определять высоту тона без сравнения с камертоном. Абсолютный музыкальный слух делят на:

1) активный - воспроизведение звука,

2) пассивный - узнавание звука.

Абсолютный музыкальный слух принято считать врожденным.

2. Относительный музыкальный слух - воспроизведение и узнавание звуков соотносительно звукоряда - прижизненное образование.

Относительный музыкальный слух разделяют на:

1) внешний - как способность воспроизводить мелодию;

2) внутренний - способность слышать и представлять мелодию
мысленно.

Музыкальный слух разделяют на:

1. Мелодический - восприятие простых мелодий (Дети).

2. Гармонический - восприятие музыкальных звуков как гармонии (Взрослые).

Музыкальный слух - явление весьма сложное, является итогом культурно-исторического развития, представляет собой своеобразную психическую способность, отличимую от простого различения у жи­вотных.