Слух (чувство) — Психологос
Слух — способность органом слуха воспринимать звуки; специальная функция слухового аппарата, возбуждаемая звуковыми колебаниями окружающей среды, например, воздуха или воды. Одно из биологических пяти чувств, называемое также акустичеcким восприятием.
Общие сведения
Человек способен слышать звук в пределах от 16 Гц до 20 кГц. Эти волны имеют важнейшее биологическое значение, например, звуковые волны в диапазоне 300—4000 гц соответствуют человеческому голосу. Звуки выше 20 000 гц имеют малое практическое значение, так как быстро тормозятся; колебания ниже 20 гц воспринимаются благодаря тактильному и вибраторному чувству. Диапазон частот, которые способен слышать человек, называется слуховым или звуковым диапазоном; более высокие частоты называются ультразвуком, а более низкие — инфразвуком.
Физиология слуха
Способность различать звуковые частоты сильно зависит от конкретного человека: его возраста, пола, подверженности слуховым болезням, тренированности. Отдельные личности способны воспринимать звук до 22 кГц, а возможно — и выше.
Некоторые животные могут слышать ультра- и/или инфразвук. Летучие мыши во время полёта используют ультразвук для эхолокации. Собаки способны слышать ультразвук, на чём и основана работа беззвучных свистков. Существуют свидетельства того, что киты и слоны могут использовать инфразвук для общения.
Человек может различать несколько звуков одновременно благодаря тому, что в ушной улитке одновременно может быть несколько стоячих волн.
«Удовлетворительно объяснить феномен слуха оказалось необычайно сложной задачей. Человек, представивший теорию, объяснявшую бы восприятие высоты и громкости звука, почти наверняка гарантировал себе Нобелевскую премию.»
Психофизиология слуха
У человека, как и у большинства млекопитающих, слуховым органом является ухо. Многие другие животные также обладают слухом благодаря аналогичным ушным органам или даже комбинации различных органов, которые могут значительно отличаться своим строением.
Слуховые следы, слияние слуховых ощущений
Опыт доказывает, что вызываемое каким-нибудь коротким звуком ощущение длится некоторое время в виде следа уже по прекращении внешнего вызвавшего его толчка. Поэтому два достаточно быстро следующих друг за другом звука дают одиночное слуховое ощущение, являющееся результатом их слияния. Но слуховые следы оказываются более кратковременными, нежели зрительные: в то время как последние сливаются уже при десятикратном повторении в секунду, для слияния слуховых ощущений требуется повторение их не менее 130 раз в секунду. Другими словами, световой след длится 1/10 сек., тогда как слуховой около 1/130 секунды. Слияние слуховых ощущений имеет огромное значение в чёткости восприятия звуков и в вопросах о консонансе и диссонансе, играющих такую огромную роль в музыке.
Проецирование наружу слуховых ощущений
Как бы ни возникали слуховые ощущения, мы относим их обыкновенно во внешний мир, и поэтому причину возбуждения нашего слуха мы всегда ищем в колебаниях, получаемых извне с того или другого расстояния. Эта черта в сфере слуха выражена гораздо слабее, нежели в сфере зрительных ощущений, отличающихся своей объективностью и строгой пространственной локализацией и, вероятно, приобретается также путём долгого опыта и контроля других чувств. При слуховых ощущениях способность к проецированию, объективированию и пространственной локализации в сфере слуха не может достигнуть столь высоких степеней, как при зрительных ощущениях. Виной этому особенности строения слухового аппарата, например, такие как недостаток мышечных механизмов, лишающий его возможности точных пространственных определений. Известно то огромное значение, какое играет мышечное чувство во всех пространственных определениях.
Суждения о расстоянии и направлении звуков
Наши суждения о расстоянии, на котором издаются звуки, являются весьма неточными, в особенности при завязанных глазах, когда не видишь источника звуков. Это в особенности относится к неизвестным нам звукам; знакомые же звуки представляются нам тем более близкими, чем они громче, и наоборот. Опыт показывает, что мы менее ошибаемся в определении расстояния шумов, нежели музыкальных тонов. Относительно суждения о направлении звуков, то и эта способность оказывается у человека ограниченной; не имея подвижных и удобных для собирания звуков ушных раковин, он в сомнительных случаях прибегает к движениям головы и ставит её в положение, при котором наилучше различаются звуки, и локализирует звук в том направлении, с которого он слышится сильнее и яснее.
Известно два механизма, при помощи которых можно различить направление звука:
- Ветвистые нейроны способны различать временные задержки между приходом звуковых волн в правое и левое ухо. (Порядка 10 мкс)
- Для высоких частот, таких, что длина звуковой волны меньше, чем размер головы слушающего, звук, достигающий ближнего уха, имеет бо́льшую интенсивность.
Причём первый механизм имеет больший вес, чем второй.
Оба эти механизма плохо работают в воде, так как скорость звука в ней намного больше, чем в воздухе.
Исследование слуха
Слух проверяют с помощью специального устройства или компьютерной программы под названием «аудиометр».
Возможно определение ведущего уха, с помощью специальных тестов. Например, в наушники подаются разные аудиосигналы (слова), а человек их фиксирует на бумаге. С какого уха больше правильно распознанных слов, то и ведущее.
Восприятие частотного диапазона 16 Гц-20 кГц с возрастом изменяется (высокие частоты воспринимаются всё хуже)
Психологические особенности ощущений и восприятий детей с нарушениями слуха | Статья на тему:
Психологические особенности ощущений и восприятий детей
с нарушениями слуха.
Ощущения являются одной из форм познавательной деятельности человека. Изучая развитие познавательной деятельности в эволюции животного мира (в филогенезе) и у ребенка (в онтогенезе), можно увидеть, что ощущения являются первичной формой ориентировки организма в окружающем мире.
Ощущениями можно назвать психологические процессы, возникающие при непосредственном воздействии предметов и явлений окружающей действительности на органы чувств и мозг и заключающиеся в осознанном отражении отдельных свойств и явлений. Ощущения, как и все психические процессы, имеют рефлекторную природу, они возникают как ответные реакции нервной системы на воздействия окружающей организм среды. С ощущений начинается всякое познание человеком действительности – это первая ступень познания. На основе ощущений возникает процесс восприятия.
Восприятие – это тоже психический процесс, возникающий при непосредственном воздействии на органы чувств и мозг предметов и явлений и заключающийся в отражении совокупности присущих им свойств в форме единого сложного образа воспринимаемого, т.е. восприятие в отличии от ощущений представляет собой целостный образ предметов и явлений.
Ощущения и восприятия, являющиеся результатом сложной аналитико-синтетической деятельности мозга, обеспечивают чувственное познание окружающего. Но это познание не исчезает бесследно. В дальнейшем они воспроизводятся как представления, позволяющие нам отражать восприятия и в его отсутствии. Но восприятия и ощущения не всегда дают нам полное представление об окружающем мире. Существуют свойства материи, которые мы не можем ощущать непосредственно. Более высокой формой познания и отражения окружающего материального мира является человеческое мышление. Мышление помогает глубже проникнуть в причинную связь и зависимость между предметами и явлениями и отражать свойства их, которые недоступны непосредственным ощущениям и воспроиятиям.
В истории психологии по вопросу о природе ощущений шла борьба двух противоположных направлений – материалистического и идеалистического. Сторонники идеалистического направления в психологии или вовсе отрицали существование материи, утверждая, что окружающий мир является лишь «комплексом ощущений» или отрицали всякую связь наших ощущений с материей.
В специальной психологии были распространены такие теории, как отрицание возможности изучение и познания психических процессов глухих детей, возможности их развития и компенсации, полноценности умственного развития. Основные положения материалистического учение об ощущениях имеют очень важное значение в решении всех этих спорных вопросов сурдопсихологии, так как могут полностью быть отнесены и к характеристике природы ощущений и восприятий глухих детей.
Ощущения аномальных детей также отражают объективно существующий материальный мир и являются важной ступенью познания свойств предметов и явлений. Ведь глухой ребенок узнает многое о цвете, вкусе, запахе, форме окружающих его вещей на основе ощущений и восприятий.
Наряду с общими закономерностями в формировании ощущений и восприятий имеются и специфические особенности. Своеобразие ощущений у глухих детей выражается прежде всего в том, что у них отсутствуют слуховые ощущения. Полнота отражения окружающего мира заметно сужается, так как известно, что в познавательном отношении ведущая роль из анализаторов принадлежит зрению и слуху, наряду с которыми выступают как орган познания и движущаяся рука. Отсутствие слуховых ощущений влечет за собой не только сужение круга непосредственно отражаемых свойств и качеств окружающих вещей и явлений, но и чрезвычайно ограничивает возможность опосредованного знания.
На организм человека постоянно действуют звуковые раздражители. Большую часть знаний развивающийся ребенок получает через слуховые ощущения и восприятия. Кроме того, познание мира ребенка всегда опосредованно взрослыми. Знания о многих свойствах предметов ребенок получает в процессе общения со взрослыми через их речь, воспринимаемую на слух. Он многое узнает не только в процессе общения с окружающими, но и слушая радио, музыку, посещая театр.
Отсюда становится понятным исключительно важное социальное значение слуха. Жизненно и социально значимые раздражители чаще и больше отражаются через слух, чем через зрение. Звуки воздействуют не только ото всюду, со всех сторон, но и всегда, даже когда зрение исключено: в темноте, через непроницаемые для зрения преграды, при большом отдалении от человека звучащего тела. Слуховые ощущения возникают непроизвольно: мы слышим то, что не хотим слышать, в то время как видим лишь то, на что смотрим. И.М. Сеченов писал: «Из всех органов чувств слух дает нам наибольшее разнообразие впечатлений».
Отсутствие слуха обуславливает качественное своеобразие мира ощущений неслышащих людей. Все это затрудняет процесс познания и требует компенсации. Это в свою очередь влияет на формирование и развитие других ощущений и восприятий – зрительных, двигательных, осязательных и т.д.
Чтобы коррегировать у глухого познания звучащего мира посредством имеющихся у него анализаторов, необходимо знать не только то, что отсутствует в сфере ощущений у глухого, но и то, чем он располагает и какие компенсаторные возможности имеет.
В психологии выделяют следующие виды ощущений:
1 видимые ощущения и восприятия
2 слуховые ощущения и восприятия
3 кожные ощущения и восприятия:
а) тактильные ощущения
б) температурные ощущения
4 двигательные ощущения и восприятия
5 обонятельные процессы
6 вкусовые ощущения
7 органические ощущения
Все эти виды ощущений, за исключением слуховых ощущений, имеются и у неслышащих детей.
В связи с потерей слуховых ощущений и восприятий у неслышащих особую роль приобретают видимые (или зрительные) ощущения и восприятия. Зрительный анализатор неслышащего ребенка становится ведущим в познании окружающего мира. У неслышащих детей зрительные ощущения и восприятия не только не хуже, чем у слышащих, но у них они активизируются и обостряются. Поэтому неслышащие дети часто подмечают такие детали и тонкости окружающего мира, на которые слышащий ребенок не обратит внимания. Так, например, неслышащие дети сразу заметят, что у только что вошедшего чужого человека на лице маленький шрам, они сразу обратят внимание, что у человека оборвана пуговица и т.п.
5.3 Слух – Введение в психологию – 1-е канадское издание
Глава 5. Ощущение и восприятие
Цели обучения
- Нарисуйте изображение уха, обозначьте его основные структуры и функции и опишите роль, которую они играют в слухе.
- Опишите процесс преобразования слуха.
Подобно зрению и другим чувствам, слух начинается с преобразования. Звуковые волны, которые улавливаются нашими ушами, преобразуются в нервные импульсы, которые отправляются в мозг, где они интегрируются с прошлым опытом и интерпретируются как звуки, которые мы слышим. Человеческое ухо чувствительно к широкому спектру звуков, от тихого тиканья часов в соседней комнате до рева рок-группы в ночном клубе, и мы способны обнаруживать очень небольшие изменения в звуке. Но ухо особенно чувствительно к звукам той же частоты, что и человеческий голос. Мать может отличить голос своего ребенка от множества других, и когда мы берем трубку, мы быстро узнаем знакомый голос. За доли секунды наша слуховая система принимает звуковые волны, передает их в слуховую кору, сравнивает их с сохраненными знаниями о других голосах и идентифицирует звонящего.
Ухо
Точно так же, как глаз улавливает световые волны, ухо улавливает звуковые волны. Вибрирующие объекты (такие как человеческие голосовые связки или гитарные струны) заставляют молекулы воздуха сталкиваться друг с другом и создавать звуковые волны, которые распространяются от своего источника в виде пиков и впадин, очень похожих на рябь, которая расширяется наружу, когда камень бросают в воду.
Как и в случае со световыми волнами, мы обнаруживаем как длину волны, так и амплитуду звуковых волн. Длина волны звуковой волны (известная как частота ) измеряется количеством волн, приходящих в секунду, и определяет наше восприятие высоты , воспринимаемой частоты звука. Более длинные звуковые волны имеют более низкую частоту и более низкий тон, тогда как более короткие волны имеют более высокую частоту и более высокий тон.
Амплитуда или высота звуковой волны определяет, сколько энергии она содержит и воспринимается как громкость ( степень громкости звука ). Большие волны воспринимаются как более громкие. Громкость измеряется с использованием единицы относительной громкости , известной как децибел . Ноль децибел представляет собой абсолютный порог человеческого слуха, ниже которого мы не можем слышать звук. Каждое увеличение на 10 децибел представляет собой десятикратное увеличение громкости звука (см. рис. 5.18, «Звуки в повседневной жизни»). Звук типичного разговора (около 60 децибел) в 1000 раз громче, чем звук слабого шепота (30 децибел), тогда как звук отбойного молотка (130 децибел) в 10 миллиардов раз громче шепота.
Прослушивание начинается в ушной раковине , внешней и видимой части уха , имеющей форму воронки, которая втягивает звуковые волны и направляет их в слуховой проход. В конце канала звуковые волны ударяются о сильно натянутую высокочувствительную мембрану , известную как барабанная перепонка (или барабанная перепонка ), которая вибрирует вместе с волнами. Результирующие вибрации передаются в среднее ухо через три крошечные косточки , известные как косточки — молоточек (или молоточек), наковальня (или наковальня) и стремечко (или стремечко) — к улитке , заполненная жидкостью трубка в форме улитки во внутреннем ухе, содержащая реснички . Колебания вызывают овальное окно , мембрана, закрывающая отверстие улитки , вибрировать, возмущая жидкость внутри улитки (рис. 5.19).
Движение жидкости в улитке сгибает волосковые клетки внутреннего уха примерно так же, как порыв ветра сгибает стебли пшеницы в поле. Движения волосковых клеток вызывают нервные импульсы в прикрепленных нейронах, которые посылаются в слуховой нерв, а затем в слуховую кору головного мозга. Улитка содержит около 16000 волосковых клеток, каждая из которых содержит пучок волокон , известная как реснички на кончике. Реснички настолько чувствительны, что могут обнаружить движение, которое толкает их на ширину одного атома. Чтобы представить ситуацию в перспективе, реснички, раскачивающиеся на ширину атома, эквивалентны раскачиванию верхушки Эйфелевой башни на полдюйма (Corey et al., 2004).
Хотя громкость напрямую определяется количеством вибрирующих волосковых клеток, для определения высоты звука используются два разных механизма. частотная теория слуха предполагает, что какой бы ни была высота звуковой волны, к слуховому нерву будут посылаться нервные импульсы соответствующей частоты. Например, тон частотой 600 герц преобразуется в 600 нервных импульсов в секунду. Однако у этой теории есть проблема с высокими звуками, потому что нейроны не могут срабатывать достаточно быстро. Чтобы достичь необходимой скорости, нейроны работают вместе в своего рода системе залпов, в которой разные нейроны срабатывают последовательно, что позволяет нам обнаруживать звуки частотой примерно до 4000 герц.
Важна не только частота, но и местоположение. Улитка передает информацию об определенной области или месте в улитке, которое больше всего активируется входящим звуком. Теория слуха мест предполагает, что различных областей улитки реагируют на разные частоты . Более высокие тона возбуждают участки, расположенные ближе всего к отверстию улитки (около овального окна). Более низкие тона возбуждают участки у узкого кончика улитки, на противоположном конце. Таким образом, высота тона частично определяется областью улитки, которая наиболее часто возбуждается.
Точно так же, как наличие двух глаз в немного разных положениях позволяет нам воспринимать глубину, так и тот факт, что уши расположены по обе стороны головы, позволяет нам пользоваться стереофоническим или трехмерным слухом. Если звук возникает слева от вас, левое ухо получит звук немного раньше, чем правое, и воспринимаемый звук будет более интенсивным, что позволит вам быстро определить местонахождение звука.
Потеря слуха
В 2006 г. 1 266 120 (5,0%) канадцев в возрасте 15 лет и старше сообщили об ограничении слуха. Более восьми из 10 (83,2%) нарушений слуха носили легкий характер, а остальные 16,8% были классифицированы как серьезные (Statistics Canada, 2006). Кондуктивная тугоухость вызывается физическим повреждением уха (например, барабанных перепонок или косточек), которое снижает способность уха передавать вибрации от наружного уха к внутреннему уху. Нейросенсорная тугоухость , вызываемая повреждением ресничек или слухового нерва, в целом встречается реже, но часто возникает с возрастом (Tennesen, 2007). Реснички чрезвычайно хрупкие, и к тому времени, когда нам исполнится 65 лет, мы потеряем 40% из них, особенно те, которые реагируют на высокие звуки (Chisolm, Willott & Lister, 2003). Продолжительное воздействие громких звуков в конечном итоге приводит к сенсоневральной тугоухости, так как шум повреждает реснички. Люди, которые постоянно работают с шумными механизмами без соответствующих средств защиты органов слуха, подвергаются высокому риску потери слуха, равно как и люди, которые слушают громкую музыку в наушниках или занимаются шумными хобби, такими как охота или езда на мотоцикле. Звуки громкостью 85 децибел и более могут повредить слух, особенно если вы постоянно их слышите. Звуки более 130 децибел опасны, даже если вы подвергаетесь им нечасто. Люди, которые испытывают
Хотя кондуктивную тугоухость часто можно улучшить с помощью слуховых аппаратов, которые усиливают звук, они мало помогают при сенсоневральной тугоухости. Но если слуховой нерв еще цел, можно использовать кохлеарный имплант . А 9Кохлеарный имплант 0025 представляет собой устройство , состоящее из набора электродов, которые помещаются внутрь улитки . Устройство служит для обхода волосковых клеток путем прямой стимуляции клеток слухового нерва. В новейших имплантатах используется теория места, позволяющая различным точкам имплантата реагировать на разные уровни высоты тона. Кохлеарный имплант может помочь детям, которые обычно глухи, слышать. Если устройство имплантировать достаточно рано, эти дети часто могут научиться говорить, часто так же, как и дети, рожденные без потери слуха (Dettman, Pinder, Briggs, Dowell, & Leigh, 2007; Dorman & Wilson, 2004).
Key Takeaways
- Звуковые волны, вибрирующие в таких средах, как воздух, вода или металл, представляют собой энергию стимула, воспринимаемую ухом.
- Слуховой аппарат предназначен для оценки частоты (высоты тона) и амплитуды (громкости).
- Звуковые волны попадают в наружное ухо (ушную раковину) и через слуховой проход направляются к барабанной перепонке. Результирующие вибрации передаются тремя косточками, вызывая вибрацию овального окна, покрывающего улитку. Колебания улавливаются ресничками (волосяными клетками) и передаются через слуховой нерв в слуховую кору.
- Существует две теории относительно того, как мы воспринимаем высоту звука. Частотная теория слуха предполагает, что при изменении высоты звука звуковой волны нервные импульсы соответствующей частоты поступают в слуховой нерв. Теория слуха места предполагает, что мы слышим разные тона, потому что разные области улитки реагируют на более высокие и низкие тона.
- Кондуктивная потеря слуха вызывается физическим повреждением уха или барабанной перепонки и может быть улучшена с помощью слуховых аппаратов или кохлеарных имплантов. Нейросенсорная тугоухость, вызванная повреждением волосковых клеток или слуховых нервов во внутреннем ухе, может быть вызвана длительным воздействием звуков силой более 85 децибел.
Каталожные номера
Чисолм, Т. Х., Уиллотт, Дж. Ф., и Листер, Дж. Дж. (2003). Стареющая слуховая система: анатомические и физиологические изменения и последствия для реабилитации. Международный журнал аудиологии, 42 (Приложение 2), 2S3–2S10.
Кори, Д. П., Гарсия-Ановерос, Дж., Холт, Дж. Р., Кван, К. Ю., Лин, С.-Ю., Воллрат, М. А., Амальфитано, А.,… Чжан, Д.-С. (2004). TRPA1 является кандидатом на механочувствительный трансдукционный канал волосковых клеток позвоночных. Природа, 432 , 723–730. Получено с http://www.nature.com/nature/journal/v432/n7018/full/nature03066.html
.Деттман, С. Дж., Пиндер, Д., Бриггс, Р. Дж. С., Доуэлл, Р. К., и Ли, Дж. Р. (2007). Развитие коммуникации у детей, получивших кохлеарный имплант в возрасте до 12 месяцев: риск и польза. Ухо и слух, 28 (2, Дополнение), 11S–18S.
Дорман, М.Ф., и Уилсон, Б.С. (2004). Конструкция и функции кохлеарных имплантов. Американский ученый, 92 , 436–445.
Миддлбрукс, Дж. К., и Грин, Д. М. (1991). Локализация звука людьми-слушателями. Ежегодный обзор психологии, 42, 135–159.
Статистическое управление Канады. (2006). Обследование ограничения участия и активности, 2006 г. . Получено в июне 2014 г. с http://www.statcan.gc.ca/pub/89-628-x/2009012/fs-fi/fs-fi-eng.htm
.Теннесен, М. (2007, 10 марта). Ушел сегодня, услышишь завтра. Новый ученый, 2594 , 42–45.
Подробное описание
Децибелы (дБ) | Описание | Примеры |
---|---|---|
140 | Болезненно и опасно, используйте защитные наушники или избегайте. | Фейерверки, выстрелы, нестандартные автомагнитолы (на полную громкость) |
130 | Болезненно и опасно, используйте защитные наушники или избегайте. | Отбойные молотки, машины скорой помощи |
120 | Неудобно, опасно более 30 секунд | Реактивные самолеты (во время взлета) |
110 | Очень громко, опасно более 30 секунд | Концерты, гудки, спортивные мероприятия |
100 | Очень громко, опасно более 30 секунд | Снегоходы, MP3-плееры (на полную громкость) |
90 | Очень громко, опасно более 30 секунд | Газонокосилки, электроинструменты, блендеры, фены |
85 | Более 85 дБ в течение длительного времени может привести к необратимой потере слуха. | |
80 | Громко | Будильники |
70 | Громко | Трафик, пылесосы |
60 | Умеренный | Обычный разговор, посудомоечные машины |
50 | Умеренный | Умеренный дождь |
40 | Мягкий | Тихая библиотека |
20 | Тусклый | Шелест листьев |
[Вернуться к рисунку 5. 18]
6.3 Слух – Введение в психологию
Глава 6. Ощущение и восприятие
Чарльз Стэнгор и Дженнифер Валинга
Цели обучения
- Нарисуйте изображение уха, обозначьте его основные структуры и функции и опишите роль, которую они играют в слухе.
- Опишите процесс преобразования слуха.
Подобно зрению и другим чувствам, слух начинается с преобразования. Звуковые волны, которые улавливаются нашими ушами, преобразуются в нервные импульсы, которые отправляются в мозг, где они интегрируются с прошлым опытом и интерпретируются как звуки, которые мы слышим. Человеческое ухо чувствительно к широкому спектру звуков, от тихого тиканья часов в соседней комнате до рева рок-группы в ночном клубе, и мы способны обнаруживать очень небольшие изменения в звуке. Но ухо особенно чувствительно к звукам той же частоты, что и человеческий голос. Мать может отличить голос своего ребенка от множества других, и когда мы берем трубку, мы быстро узнаем знакомый голос. За доли секунды наша слуховая система принимает звуковые волны, передает их в слуховую кору, сравнивает их с сохраненными знаниями о других голосах и идентифицирует звонящего.
Ухо
Точно так же, как глаз улавливает световые волны, ухо улавливает звуковые волны. Вибрирующие объекты (такие как человеческие голосовые связки или гитарные струны) заставляют молекулы воздуха сталкиваться друг с другом и создавать звуковые волны, которые распространяются от своего источника в виде пиков и впадин, очень похожих на рябь, которая расширяется наружу, когда камень бросают в воду. пруд. В отличие от световых волн, которые могут распространяться в вакууме, звуковые волны распространяются в таких средах, как воздух, вода или металл, и именно изменения давления, связанные с этими средами, улавливаются ухом.
Как и в случае со световыми волнами, мы обнаруживаем как длину волны, так и амплитуду звуковых волн. Длина волны звуковой волны (известная как частота ) измеряется количеством волн, приходящих в секунду, и определяет наше восприятие высоты , воспринимаемой частоты звука. Более длинные звуковые волны имеют более низкую частоту и более низкий тон, тогда как более короткие волны имеют более высокую частоту и более высокий тон.
Амплитуда или высота звуковой волны определяет, сколько энергии она содержит и воспринимается как громкость ( степень громкости звука ). Большие волны воспринимаются как более громкие. Громкость измеряется с использованием единицы относительной громкости , известной как децибел . Ноль децибел представляет собой абсолютный порог человеческого слуха, ниже которого мы не можем слышать звук. Каждое увеличение на 10 децибел представляет собой десятикратное увеличение громкости звука (см. рис. 6.18, «Звуки в повседневной жизни»). Звук типичного разговора (около 60 децибел) в 1000 раз громче, чем звук слабого шепота (30 децибел), тогда как звук отбойного молотка (130 децибел) в 10 миллиардов раз громче шепота.
Рисунок 6.18 Звуки в повседневной жизни. Человеческое ухо может комфортно слышать звуки до 80 децибел. Длительное воздействие звуков громкостью выше 80 децибел может привести к потере слуха. [Подробное описание]Прослушивание начинается в ушной раковине , внешней и видимой части уха , имеющей форму воронки, которая втягивает звуковые волны и направляет их в слуховой проход. В конце канала звуковые волны ударяются о сильно натянутую высокочувствительную мембрану , известную как барабанная перепонка (или барабанная перепонка ), которая вибрирует вместе с волнами. Результирующие вибрации передаются в среднее ухо через три крошечные косточки , известные как косточки — молоточек (или молоточек), наковальня (или наковальня) и стремечко (или стремечко) — к улитке , заполненная жидкостью трубка в форме улитки во внутреннем ухе, содержащая реснички . Колебания вызывают овальное окно , мембрана, закрывающая отверстие улитки , вибрировать, возмущая жидкость внутри улитки (рис. 6.19).
Движение жидкости в улитке сгибает волосковые клетки внутреннего уха примерно так же, как порыв ветра сгибает стебли пшеницы в поле. Движения волосковых клеток вызывают нервные импульсы в прикрепленных нейронах, которые посылаются в слуховой нерв, а затем в слуховую кору головного мозга. Улитка содержит около 16000 волосковых клеток, каждая из которых содержит пучок волокон , известная как реснички на кончике. Реснички настолько чувствительны, что могут обнаружить движение, которое толкает их на ширину одного атома. Чтобы представить ситуацию в перспективе, реснички, раскачивающиеся на ширину атома, эквивалентны раскачиванию верхушки Эйфелевой башни на полдюйма (Corey et al., 2004).
Рис. 6.19. Человеческое ухо. Звуковые волны попадают в наружное ухо и через слуховой проход передаются на барабанную перепонку. Результирующие колебания передаются тремя маленькими косточками в улитку, где они улавливаются волосковыми клетками и передаются в слуховой нерв.Хотя громкость напрямую определяется количеством вибрирующих волосковых клеток, для определения высоты звука используются два разных механизма. частотная теория слуха предполагает, что какой бы ни была высота звуковой волны, к слуховому нерву будут посылаться нервные импульсы соответствующей частоты. Например, тон частотой 600 герц преобразуется в 600 нервных импульсов в секунду. Однако у этой теории есть проблема с высокими звуками, потому что нейроны не могут срабатывать достаточно быстро. Чтобы достичь необходимой скорости, нейроны работают вместе в своего рода системе залпов, в которой разные нейроны срабатывают последовательно, что позволяет нам обнаруживать звуки частотой примерно до 4000 герц.
Важна не только частота, но и местоположение. Улитка передает информацию об определенной области или месте в улитке, которое больше всего активируется входящим звуком. Теория слуха мест предполагает, что различных областей улитки реагируют на разные частоты . Более высокие тона возбуждают участки, расположенные ближе всего к отверстию улитки (около овального окна). Более низкие тона возбуждают участки у узкого кончика улитки, на противоположном конце. Таким образом, высота тона частично определяется областью улитки, которая наиболее часто возбуждается.
Точно так же, как наличие двух глаз в немного разных положениях позволяет нам воспринимать глубину, так и тот факт, что уши расположены по обе стороны головы, позволяет нам пользоваться стереофоническим или трехмерным слухом. Если звук возникает слева от вас, левое ухо получит звук немного раньше, чем правое, и воспринимаемый звук будет более интенсивным, что позволит вам быстро определить местонахождение звука. Хотя расстояние между нашими двумя ушами составляет всего около шести дюймов, а звуковые волны распространяются со скоростью 750 миль в час, различия во времени и интенсивности легко обнаружить (Middlebrooks & Green, 19).91). Когда звук находится на одинаковом расстоянии от обоих ушей, например, когда он находится прямо впереди, позади, под или над головой, нам труднее точно определить его местоположение. Именно по этой причине собаки (и люди тоже) склонны наклонять голову, пытаясь точно определить звук, так что уши получают немного разные сигналы.
Потеря слуха
В 2006 г. 1 266 120 (5,0%) канадцев в возрасте 15 лет и старше сообщили об ограничении слуха. Более восьми из 10 (83,2%) нарушений слуха носили легкий характер, а остальные 16,8% были классифицированы как серьезные (Statistics Canada, 2006). Кондуктивная тугоухость вызывается физическим повреждением уха (например, барабанных перепонок или косточек), которое снижает способность уха передавать вибрации от наружного уха к внутреннему уху. Нейросенсорная тугоухость , вызываемая повреждением ресничек или слухового нерва, в целом встречается реже, но часто возникает с возрастом (Tennesen, 2007). Реснички чрезвычайно хрупкие, и к тому времени, когда нам исполнится 65 лет, мы потеряем 40% из них, особенно те, которые реагируют на высокие звуки (Chisolm, Willott & Lister, 2003).
Продолжительное воздействие громких звуков в конечном итоге приводит к сенсоневральной тугоухости, так как шум повреждает реснички. Люди, которые постоянно работают с шумными механизмами без соответствующих средств защиты органов слуха, подвергаются высокому риску потери слуха, равно как и люди, которые слушают громкую музыку в наушниках или занимаются шумными хобби, такими как охота или езда на мотоцикле. Звуки громкостью 85 децибел и более могут повредить слух, особенно если вы постоянно их слышите. Звуки более 130 децибел опасны, даже если вы подвергаетесь им нечасто. Люди, которые испытывают шум в ушах ( ощущение звона или жужжания ) после воздействия громких звуков, вероятно, испытали некоторое повреждение своих ресничек. Важно соблюдать меры предосторожности при воздействии громких звуков, так как реснички не отрастают.
Хотя кондуктивную тугоухость часто можно улучшить с помощью слуховых аппаратов, которые усиливают звук, они мало помогают при сенсоневральной тугоухости. Но если слуховой нерв еще цел, можно использовать кохлеарный имплант . А 9Кохлеарный имплант 0025 представляет собой устройство , состоящее из набора электродов, которые помещаются внутрь улитки . Устройство служит для обхода волосковых клеток путем прямой стимуляции клеток слухового нерва. В новейших имплантатах используется теория места, позволяющая различным точкам имплантата реагировать на разные уровни высоты тона. Кохлеарный имплант может помочь детям, которые обычно глухи, слышать. Если устройство имплантировать достаточно рано, эти дети часто могут научиться говорить, часто так же, как и дети, рожденные без потери слуха (Dettman, Pinder, Briggs, Dowell, & Leigh, 2007; Dorman & Wilson, 2004).
Key Takeaways
- Звуковые волны, вибрирующие в таких средах, как воздух, вода или металл, представляют собой энергию стимула, воспринимаемую ухом.
- Слуховой аппарат предназначен для оценки частоты (высоты тона) и амплитуды (громкости).
- Звуковые волны попадают в наружное ухо (ушную раковину) и через слуховой проход направляются к барабанной перепонке. Результирующие вибрации передаются тремя косточками, вызывая вибрацию овального окна, покрывающего улитку. Колебания улавливаются ресничками (волосяными клетками) и передаются через слуховой нерв в слуховую кору.
- Существует две теории относительно того, как мы воспринимаем высоту звука. Частотная теория слуха предполагает, что при изменении высоты звука звуковой волны нервные импульсы соответствующей частоты поступают в слуховой нерв. Теория слуха места предполагает, что мы слышим разные тона, потому что разные области улитки реагируют на более высокие и низкие тона.
- Кондуктивная потеря слуха вызывается физическим повреждением уха или барабанной перепонки и может быть улучшена с помощью слуховых аппаратов или кохлеарных имплантов. Нейросенсорная тугоухость, вызванная повреждением волосковых клеток или слуховых нервов во внутреннем ухе, может быть вызвана длительным воздействием звуков силой более 85 децибел.
Каталожные номера
Чисолм, Т. Х., Уиллотт, Дж. Ф., и Листер, Дж. Дж. (2003). Стареющая слуховая система: анатомические и физиологические изменения и последствия для реабилитации. Международный журнал аудиологии, 42 (Приложение 2), 2S3–2S10.
Кори, Д. П., Гарсия-Ановерос, Дж., Холт, Дж. Р., Кван, К. Ю., Лин, С.-Ю., Воллрат, М. А., Амальфитано, А.,… Чжан, Д.-С. (2004). TRPA1 является кандидатом на механочувствительный трансдукционный канал волосковых клеток позвоночных. Природа, 432 , 723–730. Получено с http://www.nature.com/nature/journal/v432/n7018/full/nature03066.html
.Деттман, С. Дж., Пиндер, Д., Бриггс, Р. Дж. С., Доуэлл, Р. К., и Ли, Дж. Р. (2007). Развитие коммуникации у детей, получивших кохлеарный имплант в возрасте до 12 месяцев: риск и польза. Ухо и слух, 28 (2, Дополнение), 11S–18S.
Дорман, М.Ф., и Уилсон, Б.С. (2004). Конструкция и функции кохлеарных имплантов. Американский ученый, 92 , 436–445.
Миддлбрукс, Дж. К., и Грин, Д. М. (1991). Локализация звука людьми-слушателями. Ежегодный обзор психологии, 42, 135–159.
Статистическое управление Канады. (2006). Обследование ограничения участия и активности, 2006 г. . Получено в июне 2014 г. с http://www.statcan.gc.ca/pub/89-628-x/2009012/fs-fi/fs-fi-eng.htm
.Теннесен, М. (2007, 10 марта). Ушел сегодня, услышишь завтра. Новый ученый, 2594 , 42–45.
Подробное описание
Подробное описание рисунка 6.18: Уровни шума
Децибелы (дБ) | Описание | Примеры |
---|---|---|
140 | Болезненно и опасно, используйте защитные наушники или избегайте. | Фейерверки, выстрелы, нестандартные автомагнитолы (на полную громкость) |
130 | Болезненно и опасно, используйте защитные наушники или избегайте. | Отбойные молотки, машины скорой помощи |
120 | Неудобно, опасно более 30 секунд | Реактивные самолеты (во время взлета) |
110 | Очень громко, опасно более 30 секунд | Концерты, гудки, спортивные мероприятия |
100 | Очень громко, опасно более 30 секунд | Снегоходы, MP3-плееры (на полную громкость) |
90 | Очень громко, опасно более 30 секунд | Газонокосилки, электроинструменты, блендеры, фены |
85 | Более 85 дБ в течение длительного времени может привести к необратимой потере слуха. |