Sensorisk signal

En auditiv signal är en ljudsignal som representerar ett inkommande tecken som tas emot via öronen och som får hjärnan att höra. Resultaten av att ta emot och bearbeta dessa signaler kallas kollektivt för hörselsinnet och är föremål för forskning inom psykologi, kognitionsvetenskap och neurobiologi.

HörselsystemetRedigera

Hörselsystemet hos människor och djur gör det möjligt för individer att tillgodogöra sig information från omgivningen, representerad som ljudvågor. Ljudvågorna passerar först genom pinnae och hörselgången, de delar av örat som utgör det yttre örat. Ljudet når sedan trumhinnan i mellanörat (även kallat trumhinnan). Träthinnan sätter malleus, incus och stapes i vibration. Stapes överför dessa vibrationer till innerörat genom att trycka på membranet som täcker det ovala fönstret, som skiljer mellan mellan- och innerörat. Innerörat innehåller cochlea, den vätskefyllda struktur som innehåller hårcellerna. Dessa celler tjänar till att omvandla den inkommande vibrationen till elektriska signaler som sedan kan överföras till hjärnan. hörselnerven transporterar den signal som genereras av hårcellerna bort från innerörat och mot det auditiva mottagningsområdet i hjärnbarken. Signalen går sedan genom fibrer till flera subkortikala strukturer och vidare till det primära auditiva mottagningsområdet i tinningloben.

Indikationer för att lokalisera ljudEdit

Människor använder flera indikationer för att bestämma platsen för ett givet stimuli, främst genom att använda tidsskillnaden mellan öronen. Dessa cues gör det möjligt för individer att identifiera både elevation, stimuliens höjd i förhållande till individen, och azimut, eller ljudets vinkel i förhållande till den riktning individen vänder sig mot.

Interaurala tids- och nivåskillnaderRedigera

Om ett ljud inte befinner sig rakt framför eller bakom individen, kommer ljudstimuli att ha en något annorlunda sträcka att färdas för att nå varje öra. Denna skillnad i avstånd orsakar en liten fördröjning i tiden då signalen uppfattas av varje öra. Storleken på den interaurala tidsskillnaden är större ju mer signalen kommer från sidan av huvudet. Denna tidsfördröjning gör det alltså möjligt för människor att exakt förutsäga var inkommande ljudsignaler finns. Interaural nivåskillnad orsakas av skillnaden i ljudtrycksnivå som når de två öronen. Detta beror på att huvudet blockerar ljudvågorna för det bortre örat, vilket gör att mindre intensivt ljud når det. Denna nivåskillnad mellan de två öronen gör det möjligt för människor att exakt förutsäga azimuten för en auditiv signal. Denna effekt uppstår endast för ljud som är högfrekventa.

Spektral cueEdit

En spektral cue är en monaural (ett öra) cue för att lokalisera inkommande ljud baserat på fördelningen av den inkommande signalen. Skillnaderna i fördelningen (eller spektrumet) av ljudvågorna orsakas av ljudets interaktion med huvudet och det yttre örat innan de kommer in i hörselgången.

Principer för gruppering av auditiva signalerEdit

Det auditiva systemet använder sig av flera heuristiker för att göra inkommande signaler begripliga, baserat på egenskaperna hos auditiva stimuli som vanligen förekommer i miljön. Cue grouping hänvisar till hur människor naturligt uppfattar inkommande stimuli som organiserade mönster, baserade på vissa regler.

Onset timeEdit

Om två ljud börjar vid olika tidpunkter är det troligt att de har sitt ursprung från olika källor. Ljud som uppstår samtidigt har sannolikt sitt ursprung från samma källa.

LocationEdit

Signaler som har sitt ursprung vid samma eller långsamt förändrade positioner har vanligtvis samma källa. När två ljud är separerade i rummet hjälper cue av location (se: ljudlokalisering) en individ att separera dem perceptuellt. Om ett ljud rör sig kommer det att röra sig kontinuerligt. Ett oregelbundet hoppande ljud kommer sannolikt inte från samma källa.

Likhet i timbreEdit

Timbre är tonkvaliteten eller tonkaraktären hos ett ljud, oberoende av tonhöjd. Detta hjälper oss att skilja mellan musikinstrument som spelar samma toner. När vi hör flera ljud kommer timbre för varje ljud att vara oförändrad (oberoende av tonhöjd), och på så sätt kan vi skilja mellan ljud från olika källor över tid.

Likhet av tonhöjdEdit

Tonhöjd hänvisar till frekvensen hos den ljudvåg som når oss. Även om ett enskilt objekt kan producera en mängd olika tonhöjder över tiden är det mer sannolikt att det producerar ljud inom ett liknande intervall. Det är troligare att oregelbundna förändringar i tonhöjden uppfattas som att de kommer från olika källor.

Auditiv kontinuitetEdit

I likhet med Gestaltprincipen om god kontinuitet (se: principer för gruppering) produceras ljud som förändras mjukt eller förblir konstanta ofta av samma källa. Ljud med samma frekvens, även om det avbryts av andra ljud, uppfattas som kontinuerligt. Mycket varierande ljud som avbryts uppfattas som separat.

Faktorer som påverkar uppfattningen av auditiva ledtrådarRedigera

Precedens-effektenRedigera

När ett ljud presenteras under ett långt intervall innan ett andra ljud introduceras som härrör från en annan plats, kommer individer att höra dem som två skilda ljud som var och en härrör från rätt plats. När fördröjningen mellan det första och det andra ljudet förkortas kan lyssnarna dock inte skilja mellan de två ljuden. I stället uppfattar de dem som om de båda kommer från platsen för det första ljudet. Denna effekt motverkar den lilla skillnad mellan ljuduppfattningen som orsakas av skillnaden i avstånd mellan varje öra och källan till de auditiva stimuli.

Interaktionen mellan auditiva och visuella signalerRedigera

Det finns starka interaktioner mellan visuella och auditiva stimuli. Eftersom både auditiva och visuella signaler ger en korrekt informationskälla om var ett objekt befinner sig, kommer det oftast att finnas en minimal diskrepans mellan de två. Det är dock möjligt att ha en diskrepans i den information som ges av de två uppsättningarna signaler. Visuell fångst, även känd som buktalareffekten, inträffar när en individs visuella system lokaliserar källan till ett auditivt stimulus på en annan plats än där det auditiva systemet lokaliserar den. När detta inträffar kommer de visuella signalerna att åsidosätta de auditiva signalerna. Individen kommer att uppfatta ljudet som att det kommer från den plats där objektet ses. Hörseln kan också påverka den visuella uppfattningen. Forskning har visat denna effekt genom att visa två objekt på en skärm, där det ena rör sig diagonalt från övre höger till nedre vänster och det andra från övre vänster till nedre höger och korsar varandra i mitten. Dessa identiska objekts banor kunde ha tolkats som om de korsade varandra eller som om de studsade mot varandra. Utan någon auditiv ledtråd såg en stor majoritet av försökspersonerna att föremålen korsade banorna och fortsatte i sin ursprungliga bana. Men genom att lägga till ett litet ”klick”-ljud uppfattade en majoritet av försökspersonerna föremålen som att de studsade mot varandra. I det här fallet hjälper auditiva signaler till att tolka visuella signaler.