Sluchový signál

Sluchový signál je zvukový signál, který představuje příchozí signál přijímaný ušima a způsobuje, že mozek slyší. Výsledky přijímání a zpracování těchto signálů se souhrnně označují jako sluchový vjem a jsou předmětem výzkumu v rámci oborů psychologie, kognitivní vědy a neurobiologie.

Sluchový systémUpravit

Sluchové ústrojí lidí a zvířat umožňuje jedincům vstřebávat informace z okolí, které jsou reprezentovány zvukovými vlnami. Zvukové vlny nejprve procházejí ušními boltci a zvukovodem, tedy částmi ucha, které tvoří vnější ucho. Zvuk pak dosáhne bubínku ve středním uchu (známého také jako ušní bubínek). Blána bubínku rozechvívá kladívko, záušní kůstku a stapes. Stapes přenáší tyto vibrace do vnitřního ucha tlakem na membránu pokrývající oválné okénko, které odděluje střední a vnitřní ucho. Vnitřní ucho obsahuje hlemýžď, strukturu naplněnou tekutinou, která obsahuje vláskové buňky. Tyto buňky slouží k přeměně přicházejících vibrací na elektrické signály, které pak mohou být přenášeny do mozku. sluchový nerv přenáší signál generovaný vláskovými buňkami z vnitřního ucha směrem ke sluchové přijímací oblasti v mozkové kůře. Signál pak putuje vlákny k několika podkorovým strukturám a dále do primární sluchové přijímací oblasti ve spánkovém laloku.

Vodítka pro určení polohy zvukuUpravit

Člověk používá k určení polohy daného podnětu několik vodítek, především pomocí časového rozdílu mezi ušima. Tyto signály umožňují jedincům určit jak elevaci, tedy výšku podnětu vzhledem k jedinci, tak azimut neboli úhel zvuku vzhledem ke směru, kterým je jedinec otočen.

Interaurální časový a hladinový rozdílEdit

Pokud se zvuk nenachází přímo před nebo za jedincem, budou muset zvukové podněty urazit mírně odlišnou vzdálenost, aby dosáhly každého ucha. Tento rozdíl ve vzdálenosti způsobuje mírné zpoždění v době, kdy je signál vnímán každým uchem. Velikost interaurálního časového rozdílu je tím větší, čím více signál vychází ze strany hlavy. Toto časové zpoždění tedy umožňuje lidem přesně předvídat polohu přicházejících zvukových signálů. Interaurální rozdíl hladin je způsoben rozdílem v hladině akustického tlaku, který dosahuje k oběma uším. Je to způsobeno tím, že hlava blokuje zvukové vlny pro vzdálenější ucho, což způsobuje, že k němu proniká méně intenzivní zvuk. Tento rozdíl hladin mezi oběma ušima umožňuje lidem přesně předvídat azimut zvukového signálu. K tomuto efektu dochází pouze u zvuků, které mají vysokou frekvenci.

Spektrální vodítkoEdit

Spektrální vodítko je monofonní (jedno ucho) vodítko pro lokalizaci přicházejících zvuků na základě rozložení přicházejícího signálu. Rozdíly v rozložení (neboli spektru) zvukových vln jsou způsobeny interakcí zvuků s hlavou a vnějším uchem před vstupem do zvukovodu.

Principy seskupování sluchových signálůEdit

Sluchový systém používá několik heuristik k tomu, aby příchozí signály dávaly smysl, a to na základě vlastností sluchových podnětů, které se obvykle vyskytují v prostředí. Seskupování podnětů se týká toho, jak lidé přirozeně vnímají přicházející podněty jako uspořádané vzory na základě určitých pravidel.

Čas nástupuEdit

Pokud dva zvuky začínají v různou dobu, pravděpodobně pocházejí z různých zdrojů. Zvuky, které se objevují současně, pravděpodobně pocházejí ze stejného zdroje.

UmístěníUpravit

Zvuky pocházející ze stejných nebo pomalu se měnících pozic mají obvykle stejný zdroj. Pokud jsou dva zvuky odděleny v prostoru, pomáhá jedinci percepčně je oddělit narážka na polohu (viz: lokalizace zvuku). Pokud se zvuk pohybuje, bude se pohybovat nepřetržitě. Je nepravděpodobné, že by nepravidelně přeskakující zvuk pocházel ze stejného zdroje.

Podobnost témbruPravděpodobnost

Tímbr je kvalita nebo charakter tónu zvuku, nezávislý na jeho výšce. Pomáhá nám rozlišit hudební nástroje hrající stejné tóny. Při poslechu více zvuků bude barva každého zvuku neměnná (nezávisle na výšce tónu), a proto můžeme v průběhu času rozlišovat zvuky z různých zdrojů.

Podobnost výšky tónuEdit

Výška tónu označuje frekvenci zvukové vlny, která k nám doléhá. Ačkoli jeden objekt může v průběhu času vydávat různé výšky tónů, je pravděpodobnější, že bude vydávat zvuky v podobném rozsahu. Nepravidelné změny výšky tónu budeme s větší pravděpodobností vnímat jako pocházející z různých zdrojů.

Sluchová kontinuitaEdit

Podobně jako u Gestalt principu dobré kontinuity (viz: principy seskupování) jsou zvuky, které se plynule mění nebo zůstávají konstantní, často produkovány stejným zdrojem. Zvuk se stejnou frekvencí, i když je přerušován jinými zvuky, je vnímán jako kontinuální. Vysoce proměnlivý zvuk, který je přerušován, je vnímán jako oddělený.

Faktory ovlivňující vnímání sluchové stopyEdit

Efekt priorityEdit

Pokud je jeden zvuk prezentován po dlouhý interval před uvedením druhého zvuku pocházejícího z jiného místa, budou je jedinci vnímat jako dva odlišné zvuky, z nichž každý pochází ze správného místa. Pokud se však prodleva mezi nástupem prvního a druhého zvuku zkrátí, posluchači nejsou schopni oba zvuky rozlišit. Místo toho je vnímají jako oba vycházející z místa, kde se nachází hlavní zvuk. Tento efekt působí proti malému rozdílu mezi vnímáním zvuku způsobenému rozdílem ve vzdálenosti mezi každým uchem a zdrojem sluchových podnětů.

Interakce mezi sluchovými a zrakovými podnětyEdit

Mezi zrakovými a sluchovými podněty existují silné interakce. Vzhledem k tomu, že sluchové i zrakové podněty poskytují přesný zdroj informací o poloze objektu, ve většině případů bude mezi nimi minimální rozpor. Může však dojít k nesouladu informací poskytovaných oběma sadami podnětů. K vizuálnímu zachycení, známému také jako efekt břichomluvectví, dochází, když vizuální systém jedince lokalizuje zdroj sluchového podnětu na jiném místě, než kde jej lokalizuje sluchový systém. Pokud k tomu dojde, vizuální podněty převáží nad sluchovými. Jedinec bude vnímat zvuk jako přicházející z místa, kde je objekt viděn. Sluch může ovlivnit i zrakové vnímání. Výzkum tento efekt prokázal tak, že na obrazovce byly zobrazeny dva objekty, z nichž jeden se pohyboval šikmo z pravého horního rohu do levého dolního rohu a druhý z levého horního rohu do pravého dolního rohu, přičemž se uprostřed protínaly. Dráhy těchto identických objektů mohly být interpretovány jako vzájemné křížení nebo jako vzájemné odrážení. Bez jakéhokoli zvukového podnětu naprostá většina subjektů viděla, že se dráhy objektů kříží a pokračují ve své původní trajektorii. Po přidání malého zvuku „cvaknutí“ však většina subjektů vnímala objekty jako objekty, které se od sebe odrážejí. V tomto případě sluchové signály pomáhají interpretovat vizuální signály.