[聽覺的掩蔽效應(yīng)及其應(yīng)用] 聽覺掩蔽效應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2020-02-16 來源: 幽默笑話 點(diǎn)擊:
摘要:聽覺掩蔽現(xiàn)象是指一種聲音對(duì)聽覺系統(tǒng)感受另一種聲音的影響,其在自然界中普遍存在。聽覺掩蔽現(xiàn)象不僅在人和動(dòng)物對(duì)聲音的感知和定位中起著重要的作用,其也越來越多地被應(yīng)用于實(shí)際生活和臨床治療。
關(guān)鍵詞:掩蔽效應(yīng);應(yīng)用
中圖分類號(hào):TN912.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
人和動(dòng)物都生活在充滿聲音的環(huán)境里,人類依靠聲音進(jìn)行交流,很多動(dòng)物則靠聲音進(jìn)行通訊,尋找食物和配偶乃至感知外界環(huán)境。有些有生物學(xué)意義的聲音在自然界中并非孤立存在,它們之間相互作用相互影響會(huì)形成聽覺的掩蔽現(xiàn)象。在聽覺研究中,掩蔽是指一種聲音對(duì)聽覺系統(tǒng)感受另一種聲音的影響。早期聽覺心理物理學(xué)測(cè)試顯示,當(dāng)從不同位置呈現(xiàn)的兩個(gè)聲信號(hào)間隔時(shí)間足夠短時(shí),受試者將兩個(gè)聲信號(hào)辨知為一個(gè)融合聲,且只能確認(rèn)前導(dǎo)聲的位置,即第一個(gè)聲音(掩蔽聲)對(duì)滯后聲(探測(cè)聲)存在前掩蔽效應(yīng);同時(shí)滯后聲對(duì)前導(dǎo)聲的感知也存在著一定程度的后掩蔽效應(yīng)。一般而言,掩蔽作用會(huì)削弱聽覺系統(tǒng)對(duì)聲音的辨別和感知,引起對(duì)探測(cè)聲的反應(yīng)下降,感受閾值升高,對(duì)探測(cè)聲探測(cè)能力降低;而在有些情況下掩蔽聲也可易化神經(jīng)元對(duì)探測(cè)聲的反應(yīng)使其興奮性增加。
自然界中存在的聽覺掩蔽現(xiàn)象非常普遍,其在人和動(dòng)物對(duì)聲音的感知和定位中起著非常重要的作用。隨著人們對(duì)聽覺掩蔽現(xiàn)象的了解,其也越來越多被應(yīng)用于實(shí)際生活和臨床有關(guān)疾病的治療。
1 掩蔽現(xiàn)象在聲音感知和定位中的作用
1.1 聲源定位
當(dāng)聲音產(chǎn)生于一個(gè)回響的環(huán)境時(shí),會(huì)向不同方向傳播,并且隨后從附近的表面反射回來,第一個(gè)聲音和反射回來的聲音之間會(huì)相互影響,從而產(chǎn)生掩蔽效應(yīng)。聽覺系統(tǒng)因而面臨著要分析發(fā)出去的第一個(gè)聲音和反饋聲之間相互作用的問題,并根據(jù)反饋聲的不同特性進(jìn)行聲音的感知和定位,盡管這是一堆看似亂糟糟的信息,但我們?nèi)匀荒軐?duì)這些聲源進(jìn)行定位并能相當(dāng)準(zhǔn)確的分辨出其中的含義。聲源定位的能力相當(dāng)重要,確定物體的方向有助于我們將注意轉(zhuǎn)向或回避某種聲源。對(duì)于某些動(dòng)物,尤其是聲納動(dòng)物如蝙蝠等,聲源定位有助于尋找捕獵對(duì)象或回避敵害,此為生存的必不可少的能力。
1.2 噪聲環(huán)境下聲信號(hào)的辨別
實(shí)際生活中,我們的聽覺系統(tǒng)常常是在噪聲的環(huán)境中辨別信號(hào)的存在。由于根據(jù)聲音到達(dá)兩側(cè)耳,在雙耳對(duì)聲音的感知時(shí)會(huì)產(chǎn)生雙耳掩蔽效應(yīng),而研究表明雙耳的掩蔽效應(yīng)對(duì)噪聲環(huán)境中信號(hào)的辨別具有明顯的實(shí)際意義。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)聲源來自不同角度時(shí),由于信號(hào)抵達(dá)雙耳的時(shí)間和位相不同,我們較易定位各聲源或?qū)⒆⒁饬杏谀骋环N聲源。譬如,從合唱團(tuán)表演中分辨出來人的嗓音,從樂隊(duì)演奏中分辨出某一種樂器,或從嘈雜的晚會(huì)上聽取交談的內(nèi)容,這種基于聲源在空間位置上的不同而從復(fù)雜環(huán)境中辨別聲信號(hào)的能力常被稱為“雞尾酒會(huì)效應(yīng)”。
正是由于聽覺掩蔽效應(yīng)在聲音感知和定位方面的重要影響和作用,根據(jù)其作用的原理和特點(diǎn),聽覺掩蔽效應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于語音通訊領(lǐng)域和臨床上某些聽覺相關(guān)疾病的治療和研究。
2 掩蔽效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用
2.1 環(huán)境噪聲控制
掩蔽現(xiàn)象可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于環(huán)境噪聲控制,如果掩蔽噪聲為連續(xù)的聲音,而又不大響亮,且沒有信息內(nèi)容時(shí),它可以成為使人易于接受的本底噪聲,同時(shí)也可以抑制其它干擾的噪聲,使人聽到這些聲音時(shí)從心理上不覺得煩躁,如剎車的刺耳聲,盤子的碰撞聲,便可用風(fēng)扇之類較柔和的噪聲來掩蔽。
2.2 臨床耳鳴的治療
耳鳴既可以是整個(gè)聽覺系統(tǒng)中某一部分功能紊亂表現(xiàn)出來的一種臨床癥狀,也可能是精神或心理因素所致。耳鳴至少有80%源于外周(即耳蝸性耳鳴),這種由內(nèi)耳引起的耳部疾病,主要途徑可能為病變導(dǎo)致毛細(xì)胞或聽神經(jīng)末梢等受損或變性壞死而致功能失調(diào)或引起中樞控制失調(diào),這樣就可能使聽神經(jīng)自行發(fā)出一些病理信號(hào),即產(chǎn)生一種異常的自發(fā)放電活動(dòng),且被錯(cuò)誤地感覺為一種聲音。目前臨床上常見的治療耳鳴的方法為掩蔽療法,掩蔽療法的作用機(jī)制就是選擇活動(dòng)性增強(qiáng)部分毛細(xì)胞相對(duì)應(yīng)的窄帶噪聲以興奮支配這部分細(xì)胞的傳出神經(jīng),從而降低毛細(xì)胞的自發(fā)活動(dòng)性,使之恢復(fù)正;顒(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)期的刺激訓(xùn)練,即可恢復(fù)部分或全部傳出神經(jīng)的興奮性,降低異常自發(fā)放電活動(dòng)或自發(fā)放電活動(dòng)恢復(fù)正常。抹掉中樞對(duì)耳鳴的記憶及破壞其可塑性,從而達(dá)到緩解耳鳴甚至耳鳴消失。
2.3 語音增強(qiáng)
在實(shí)際語音通信中,語音信號(hào)很容易受到噪聲的污染,用語音進(jìn)行信息交流會(huì)受到嚴(yán)重影響,致使許多通信系統(tǒng)的性能急劇惡化。語音增強(qiáng)作為一種預(yù)處理手段,是解決噪聲污染、改善通信質(zhì)量的有效方法。目前在語音增強(qiáng)中用得比較成功的是聽覺掩蔽效應(yīng),語音信號(hào)能夠掩蔽與其同時(shí)進(jìn)入聽覺系統(tǒng)的一部分能量較小的噪聲信號(hào),從而使得這部分噪聲不為人們所感知。
2.4 掩蔽效應(yīng)與語音識(shí)別相關(guān)
掩蔽效應(yīng)既影響聽覺的感受也影響聽覺的辨別。人的大腦皮質(zhì)與語言的關(guān)系,已有很長(zhǎng)的研究歷史,重點(diǎn)是確定了一些與語言密切相關(guān)的皮質(zhì)區(qū)域。由于技術(shù)上的限制,先驅(qū)者們積累的資料,較多地是靠分析語言障礙患者病變部位與失語特征的相關(guān)性獲得。有3-6%的兒童口頭表達(dá)和理解別人的說話會(huì)極端困難,這種癥狀稱之為“特定語言損傷”。研究認(rèn)為特定語言損傷源于對(duì)大腦皮層語言和認(rèn)知的加工缺乏特異性,更有研究者認(rèn)為特定語言損傷是由于一個(gè)更基本的原因,即受影響的兒童不能分辨出言語中連續(xù)短聲在聲學(xué)上的不同。采用腦電圖以及功能性核磁共振技術(shù)(fMRI)研究發(fā)現(xiàn),語言障礙兒童存在非語言的感覺紊亂和神經(jīng)生理學(xué)損傷,如復(fù)雜的、非語言的聲音聽覺記憶障礙,初級(jí)聽皮層以及相關(guān)腦區(qū)在不同掩蔽條件下出現(xiàn)不同活動(dòng)模式(pattern),實(shí)驗(yàn)顯示語言障礙兒童對(duì)聽覺的后掩蔽效應(yīng)與正常兒童相比減弱,但是同時(shí)掩蔽效應(yīng)則不太受影響。通過在聽覺同時(shí)掩蔽和后掩蔽的條件下測(cè)量的大腦活動(dòng),發(fā)現(xiàn)這兩種情況可激活不同的聽覺加工流程和不同的感知腦區(qū),對(duì)于語言障礙兒童來說,可能是后掩蔽模式激活的部分特定的聽覺和認(rèn)知腦功能恰好被削弱了。提示聽覺系統(tǒng)對(duì)聲信號(hào)的時(shí)相整合(temporal integration)功能在語言認(rèn)知過程中起重要作用。
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