Дихотическая высота - Dichotic pitch

Дихотическая высота звука (или феномен дихотической высоты звука ) - это высота звука, слышимая из-за бинауральной обработки, когда мозг объединяет два шума, подаваемых одновременно в уши. Другими словами, его нельзя услышать, когда звуковой стимул подается монофонически (в одно ухо), но когда он подается бинаурально (одновременно, в оба уха), можно услышать ощущение высоты звука. Бинауральный стимул подается в оба уха через наушники одновременно и во многих отношениях одинаков, за исключением узкой полосы частот, которой можно управлять. Наиболее распространенной вариацией является высота звука Хаггинса, представляющая белый шум, который отличается только межуральным фазовым соотношением в узком диапазоне частот. Для людей это явление ограничивается основными частотами ниже 330 Гц и чрезвычайно низкими уровнями звукового давления. Эксперты исследуют влияние дихотической высоты звука на мозг. Например, есть исследования, которые предполагают, что он вызывает активацию на латеральном конце извилины Хешля .

Обзор

Когда непрерывный белый шум (с частотным составом ниже примерно 2000 Гц) подается наушниками в левое и правое ухо слушателя, бинаурально и с учетом определенного межурального фазового соотношения между сигналами левого и правого уха, возникает ощущение высоты звука ( психофизика) . Таким образом, стимуляция одного уха сама по себе вызывает ощущение только белого шума, а стимуляция обоих ушей вместе производит высоту звука. Поэтому, как частный случай дихотического слушания , такая высота звука называется дихотической высотой звука или бинауральной высотой звука. Обычно дихотическая высота звука ощущается где-то в голове среди шумного звука, заполняющего бинауральное пространство. Чтобы быть более конкретным, дихотическая высота звука характеризуется тремя перцептивными свойствами: значением высоты звука, тембром и положением в голове (латерализация). Эксперименты с дихотической высотой звука были мотивированы в контексте изучения высоты звука в целом и бинауральной системы в частности, имеющих отношение к локализации звука и разделению конкурирующих источников звука (см. Эффект коктейльной вечеринки ). В прошлом изучались различные конфигурации дихотической высоты звука и было разработано несколько слуховых моделей. Однако не было разработано единственной модели, которая учитывала бы все аспекты дихотической высоты тона, от того, как она формируется, до латерализации дихотической высоты тона. Основная задача психофизической и физиологической акустики состоит в том, чтобы предсказать как значение высоты тона, так и положение изображения основного тона в одной модели. Для получения дополнительной информации, ссылок, аудио-демонстраций и т. Д. См. Больше .

Вариации дихотического тона

Чистые тона

Высота тона Huggins и высота бинауральной кромки вызывают чистый тональный звук на сингулярной частоте и генерируются путем создания межзубного фазового сдвига в узкой полосе частот. Это изменяет точку, в которой звуковая волна сначала достигает уха, поэтому звуковая волна стимула белого шума достигает уха в разных точках. Другими словами, на этой частоте шум декоррелируется.

Питч Хаггинса (HP)

Для возникновения HP один и тот же белый шум, идентичный на всех частотах, за исключением узкой полосы частот, должен одновременно поступать в уши. Все-фильтр используется на этой узкой полосе частот , чтобы создать интерауральный сдвиг фазы от 0 до 2π радиана (иногда упоминается как 360-градусный фазовый сдвиг а).

Шаг бинауральной кромки (BEP)

ВОБ создается путем введения межзубного фазового сдвига от 0 до π радиан (фазовый сдвиг на 180 градусов). Лучше всего его слышно в диапазоне частот 350-800 Гц.

Сложные тона

Как высота Фурсена, так и высота дихотического повторения являются сложными тонами. Они генерируются за счет создания больших интерауральных задержек в бинауральном стимуле, но различаются тем, где применяются эти большие интерауральные задержки.

Шаг Фурсена (FP)

FP похож на чистые тона в том смысле, что необходим межуральный фазовый сдвиг, однако он также представляет разные стимулы, различающиеся их межуральными задержками, для каждого уха одновременно.

Шаг дихотического повторения (DRP)

DRP представляет те же самые стимулы с единственной большой межуральной задержкой бинаурально, одновременно, в уши.

Модель выравнивания-отмены

Эквалайзер-компенсация (EC) - это модель, которая объясняет, как создается дихотический шаг, в частности, бинауральный шаг края и шаг Хаггинса, и связана с бинауральным демаскированием .

Дихотический стимул высоты тона обрабатывается в двухэтапном процессе: выравнивание с последующей отменой. Выравнивание - это процесс, в котором бинауральная система изменяет различия во временной задержке, уровне и фазе между звуками. Это разница во времени, в течение которого стимул достигает ушей, разница в громкости и частоте для каждого уха и разная фаза волны, когда она достигает каждого уха, соответственно. Это позволяет бинауральной системе вычитать то, что было идеально коррелировано в широкополосном шуме. Что осталось, так это межуральный фазовый сдвиг, созданный в узкой полосе частот, единственная часть широкополосного шума, которая была декоррелирована. Результаты EC - это то, что слышно как HP и BEP.

Более конкретно, ВОБ создается, поскольку процесс ЭК создает центральный спектр с резкими краями и звуком высоких или низких частот, где слышен ВОБ.

Латерализация

Было обнаружено, что характеристики стимула белого шума влияют на латерализацию высоты тона Хаггинса. Это включает в себя центральную частоту и внутреннюю временную задержку белого шума.

Правило полупериода предполагает, что латерализация высоты звука Хаггинса зависит от разницы во времени, которое требуется для того, чтобы шум достиг каждого уха, иначе известный как межуральная временная задержка. Однако эта модель не учитывает точно латерализацию дихотической высоты звука при любых обстоятельствах.

Обработка высоты тона

Используя дихотическую высоту тона, была изучена обработка высоты тона по отношению к извилине Хешля в головном мозге. Используя различные стимулы, вызывающие высоту звука, сканирование с помощью фМРТ в исследовании Холла и Плака показало, что несколько областей, включая извилину Гешля и, в первую очередь, височную плоскость, которая находится позади извилины Хешля, были активированы стимулами, вызывающими высоту звука (бинауральным стимулом), такими как как шаг Хаггинса.

Активация извилины Хешля и временного плана была воспроизведена в другом исследовании, в котором использовались 2 дихотических высоты звука (высота звука Хаггинса и высота бинауральной полосы) и чистые тона, которые звучат так же, как дихотическая высота звука, но имеют разные характеристики, чтобы изучить, зависит ли активация от звука. характеристики поля. Сканирование с помощью фМРТ показало, что дихотический тон и соответствующий ему чистый тон активировали одни и те же области: латеральный конец извилины Гешля и латеральную границу височной плоскости. Это отражает то, что активация извилины Хешля может зависеть не от характеристик звука, а от самого поля. Смола Хаггинса также оказывает двустороннее влияние на регион. Также было обнаружено, что Planum temporale более чувствительна к изменениям высоты звука, например, в мелодиях.

Клиническое использование дихотической темы

Диагностика дислексии с помощью дихотического тона

Было сделано много открытий по вопросу дихотической высоты тона, показывающих, что разные расстройства испытывают ее по-разному. Люди, страдающие дислексией, похоже, испытывают дихотический слух аналогичным образом, если они пытаются различать слова и буквы. Роберт Ф. Догерти и его команда провели эксперимент, используя детей как с дислексией, так и без нее. Участникам давали мелодию для прослушивания, и затем в мелодии игрались разные тона. Дети с дислексией могли расшифровать более высокие тона, но не могли отличить более низкие ноты от фоновой мелодии. Стало очевидным, что низкие ноты вызывали у детей с дислексией какие-то слуховые и сенсорные проблемы, из-за которых их мозгу было труднее сортировать отправляемую ему информацию.

Нарушение слуха

Сантуретт и Дау сравнили способность людей с нарушениями слуха слышать дихотическую высоту тона и слушателей без нарушения слуха. Было обнаружено, что большинство людей с нарушениями слуха могли слышать дихотическую высоту тона, но им было труднее ее слышать по сравнению со слушателями без нарушения слуха. Однако не все участники с нарушением слуха, например, с дефицитом центральной слуховой обработки, могли слышать дихотическую высоту тона. Хотя это только предварительное исследование, исследователи предположили, что из-за разной способности людей с нарушениями слуха воспринимать дихотический тон, это может сделать дихотический тон полезным инструментом для диагностики людей с нарушениями слуха.

СДВГ

В исследовании, проведенном Бьянкой Пиньейро Лансетта-Вальдо и командой, изучались дети с диагнозом синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и дихотической высотой звука. В начале эксперимента все дети получали базовый уровень лекарства метилфенидата, стимулятора, который используется, чтобы попытаться успокоить людей с СДВГ. В течение 6-месячного периода детям давали слуховую стимуляцию, которая состояла из белого шума, и во время этой стимуляции им проводились физические, неврологические, визуальные и слуховые обследования, а также биохимические тесты, чтобы увидеть, есть ли какие-либо улучшения. Ланцетта-Вальдо и соавторы действительно обнаружили какие-либо улучшения у участников за 6 месяцев в их различных оценках, но есть противоречивые результаты по этой теме.

Роль детекторов сдвига частоты

Предполагается, что детекторы сдвига частоты (FSD) играют роль в связывании звуков вместе, чтобы можно было воспринимать слова и мелодии. Они обнаруживают, когда высота звука в шуме увеличивается или уменьшается.

Карканно и его коллеги изучали, могут ли FSD обнаруживать частотные изменения как дихотических звуков (бинауральных стимулов), так и от монофонических стимулов. Они использовали задание «вверх / вниз», в котором участникам предлагалось различать направление изменения частоты. Дихотическая высота тона и монофонический стимул не повлияли на способность участников выполнять задание вверх / вниз. Сходные результаты, полученные в двух испытаниях, привели к выводу, что FSD одинаково чувствительны к изменениям частоты монофонического и бинаурального стимула. Это также привело к выводу, что FSD расположены где-то после бинауральной конвергенции, точки, где система обработки слуха объединяет шумовые стимулы, поступающие в уши.

использованная литература

Догерти, Р.Ф., Сайандер, М.С., Бьорнсон, Б.Х., Эдджелл, Д., и Джиаши, Д.Е. (1998). Дихотическая высота звука: новый стимул различает нормальную и дислексическую слуховую функцию. NeruoReport.9 (13) Получено с https://www.researchgate.net/profile/Robert_Dougherty/publication/13482828_Dichotic_pitch_A_new_stimulus_distinguishes_normal_and_dyslexic_auditory_function/links/00b4952daf function.pdf

Лансетта-Вальдо, Б.П., де Оливейра, Джорджия, Феррейра, Дж.С., и Паласиос, EN (2017). Оценка обработки слуха у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности: открытое исследование эффектов метилфенидата. Международный архив оториноларингологии , 21 (1), 72–78. DOI: 10.1055 / s-0036-1572526


Значок заглушки

Эта статья о психологии незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

  1. ^ a b Догерти, Р.Ф., Сайандер, М.С., Бьорнсон, Б.Х., Эджелл, Д., и Джиаши, Д.Е. (1998). Дихотическая высота звука: новый стимул различает нормальную и дислексическую слуховую функцию. NeruoReport.9 (13) Получено с https://www.researchgate.net/profile/Robert_Dougherty/publication/13482828_Dichotic_pitch_A_new_stimulus_distinguishes_normal_and_dyslexic_auditory_function/links/00b4952daf function.pdf
  2. ^ a b c Крамер, EM, & Huggins, WH (1958). Создание питча посредством бинаурального взаимодействия. Журнал Американского акустического общества, 30 (5), 413–417. https://doi.org/10.1121/1.1909628
  3. ^ a b Кейдел, Вольф; Нефф, Уильям (2012). Сенсорная психология: слуховая система . Берлин: Springer-Verlag. п. 564. ISBN   9783642660849 .
  4. ^ a b Kollmeier, B .; Klump, G .; Hohmann, V .; Langemann, U .; Mauermann, M .; Uppenkamp, ​​S .; Верхей, Дж. (2007). Слух - от сенсорной обработки к восприятию . Берлин: Springer Science + Business Media. п. 443. ISBN.   9783540730088 .
  5. Перейти ↑ Ashton, Q. (2012). Проблемы неврологии исследований и практика: 2011 издания . Атланта, Джорджия: ScholarlyEditions. п. 751. ISBN.   9781464963575 .
  6. ^ «Боб Догерти: Дихотическая подача» . web.stanford.edu . Проверено 7 апреля 2021 .
  7. ^ a b Акройд, Массачусетс, & Саммерфилд, AQ (2000) Латерализация простых дихотических шагов. Журнал Американского акустического общества, 108 (1), 316–334. https://doi.org/10.1121/1.429467
  8. ^ Б с д е е г Очищение, JF, Summerfield, AQ, & Marshall, DH (1998). Дихотические презентации как иллюзии бинаурального разоблачения. Шаг И. Хаггинса и «бинауральный шаг края». Журнал Американского акустического общества, 103 (6), 3509–3526. https://doi.org/10.1121/1.423059
  9. ^ а б Холл, Д.А., и Плак, CJ (2009). Сайты обработки звука в слуховом мозге человека. Кора головного мозга, 19 (3), 576–585. https://doi.org/10.1093/cercor/bhn108
  10. ^ a b c d e Кляйн, М.А., & Хартманн, В.М. (1981). Шаг бинауральной кромки. Журнал Американского акустического общества, 70 (1), 51–61. https://doi.org/10.1121/1.386581
  11. ^ а б Дурлах, Н.И. (1963). Теория выравнивания и подавления различий в уровнях бинауральной маскировки. Журнал акустического общества Америки, 35 (8), 1206–1218. https://doi.org/10.1121/1.1918675
  12. ^ a b c d Карканьо, С., Семал, К., и Демани, Л. (2011). Детекторы частотного сдвига связывают как бинауральные, так и монофонические частотные представления. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность, 37 (6), 1976–1987. https://doi.org/10.1037/a0024321
  13. ^ a b Пушманн, С., Уппенкамп, С., Коллмайер, Б., и Тиль, CM (2010). Дихотическая высота звука активирует центр обработки звука в извилине Хешля. NeuroImage, 49 (2), 1641–1649. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2009.09.045
  14. ^ Santurette, S., & Дау, Т. (2007). Восприятие бинаурального тона у слушателей с нормальным и слабым слухом. Hearing Research, 223 (1–2), 29–47. https://doi.org/10.1016/j.heares.2006.09.013
  15. ^ Lanzetta-Вальдо, BP, де Оливейра, штат Джорджия, Феррейра, JC, и Паласиос, EN (2017 г.). Оценка обработки слуха у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности: открытое исследование эффектов метилфенидата. Международный архив оториноларингологии, 21 (1), 72–78. DOI: 10.1055 / s-0036-1572526