Рис. 1. Среднестатистические значения порогов слуховой чувствительности к восприятию АМ. m % – пороговая глубина обнаружения АМ слухом, Fмод – частота АМ (Гц); I – слуховые пороги восприятия у детей семи-восьми лет, II – пороги тех же детей после тренировки, III – пороги детей девяти-десяти, IV – тринадцати-четырнадцати лет; пороги взрослых нормально слышащих нетренированных (V) и тренированных (VI) людей [Черниговская, Морозов, 1974]
С возрастом, по мере увеличения общего слухового опыта более низкие и более высокие частоты модуляции начинают восприниматься лучше, постепенно приближаясь к порогам, характерным для взрослых людей с нормальным слухом, – кривая V [Черниговская, Морозов, 1974]. Кривая III демонстрирует пороговую чувствительность к АМ у детей девяти-десяти лет. Видно, что при сохранении избирательности статистически достоверно снижаются пороги на частотах модуляции 1–2 Гц (в среднем до 8–9 % модуляции) и 32–64 Гц (до 12–13 %). Это происходит, как можно полагать, вследствие того, что речевое обучение, сохраняясь, теряет свою преобладающую роль.
Пороги чувствительности к АМ у детей тринадцати-четырнадцати лет (кривая IV) снижаются примерно на 1 % модуляции в той же области предпочтительности, по-прежнему отчетливо выраженной, а сама кривая значительно уплощается за счет улучшения восприятия «боковых» частот (в среднем 7–8 % для 1–2 Гц и 8–10 % для 16, 32, 64 Гц). В отличие от более младших, подростки тринадцати-четырнадцати лет способны не только легко воспринимать «трудные» частоты модуляции, но отмечают, что на высоких частотах (около 64 Гц) звук не колеблется, как на других частотах, а слышен как бы параллельно с дополнительным звуком – факт, отмечаемый и взрослыми людьми. Все это говорит о значительно возросшем слуховом внимании и опыте. В то же время избирательность в области частот модуляции 4–8 Гц сохраняется при несущественном отличии порогов от данных других возрастных групп. Специальная тренировка на прослушивание АМ-звуков или тренировка в процессе профессиональной деятельности (работа со звуками широкого диапазона) приводят к еще большему уплощению кривой пороговой чувствительности (кривая VI) [Черниговская, Морозов, 1974]).
На основании полученных данных можно говорить о наличии отчетливо выраженной избирательной чувствительности у детей разных возрастных групп к АМ-звуку с частотой модуляции 4–8 Гц. Изменения, происходящие с возрастом, и специальная тренировка на восприятие АМ проявляются в незначительном снижении порогов в области избирательности и существенном снижении порогов на низких (1–2 Гц) и высоких (32–64 Гц) частотах модуляции. Такая избирательная настроенность на частоты АМ, соответствующие наиболее статистически вероятной частоте АМ речевого потока [Черниговская, Морозов, 1974; Морозов, Черниговская, 1975], согласуется с положением о взаимосвязи характеристик звукоизлучения и звуковосприятия, являющейся отражением эволюции биологических коммуникационных систем [Гершуни, 1973]. В этом смысле характерно, что наибольшая избирательность выявляется в возрасте семи-восьми лет, когда речевая функция еще формируется и процесс научения наиболее выражен. В меньшей степени избирательность свойственна группам более старших детей, у которых речь в процессе акустического научения утрачивает свою основную роль или, во всяком случае, в научение вовлекается больший диапазон звуковых сигналов.
Об избирательной чувствительности слуха человека к амплитудной модуляции речи6
Исследование чувствительности слуха человека к восприятию амплитудной модуляции (АМ) звука обнаруживает статистически достоверный минимум порогов для частот модуляции в области 4–6 Гц. Высказана гипотеза, что это явление эволюционно обусловлено настроенностью слуховой системы человека на восприятие речи, АМ которой является результатом артикуляции слогов. Проведенный акустический анализ речи разных дикторов подтвердил наличие статистически достоверного максимума АМ звукового потока именно в области 4–6 Гц. Таким образом, избирательно повышенная чувствительность слуха к восприятию этих частот АМ увеличивает надежность и помехоустойчивость системы «речь – слух».
* * *
Слух и речь, как известно, представляют две части единой биоакустической системы человека, и потому следует ожидать, что основные параметры слуха и речи являются хорошо согласованными. В процессе эволюции звуковая речь развилась позже слуха, однако ее появление, по-видимому, не могло не сказаться на функциональных параметрах слуха. В общей форме идея о повышенной избирательной чувствительности слуховой системы живых организмов к акустическим сигналам, имеющим жизненно важное значение, высказывалась неоднократно [Гершуни, 1968, 1973]. С этих позиций в настоящей работе рассматривается чувствительность слуха человека к амплитудной модуляции звука. По имеющимся литературным данным, пороги чувствительности слуха человека к низкочастотной амплитудной модуляции обнаруживают минимум в области около 4 Гц [Дубровский, Тумаркина, 1967; Цвиккер, Фельдкеллер, 1971]. Однако в литературе нет объяснений этому феномену с эволюционных позиций, то есть с точки зрения согласования параметров слуха с акустическими параметрами речи. Между тем есть все основания предположить влияние речи на происхождение этой особенности слуха.
В задачу настоящей работы входило сопоставление чувствительности слуха с амплитудно-модуляционными характеристиками речи. В связи с этим работа делится на две части, соответствующие исследованиям слуха и речи.
В первой части рассматривалась чувствительность слуха к амплитудной модуляции (АМ) тональных звуковых сигналов. Приводим схему экспериментальной установки. Тональный сигнал 1000 Гц от звукового генератора ГЗ-33 поступал на аттеньюатор и головные телефоны испытуемого (ТД-6). Модуляция по амплитуде тонального сигнала осуществлялась с помощью генератора инфразвуковых частот ГЗ-16, подключенного к модулятору. Глубина синусоидальной модуляции могла плавно изменяться от 0 до 100 %.7 Звуки испытуемому предъявлялись через калиброванные головные телефоны с плотными пористыми заглушками (рис. 1).
Рис. 1.
Поскольку в литературе имеются данные об определенной зависимости порогов обнаружения АМ-звука от уровня несущей [Цвиккер, Фельдкеллер, 1971] для каждого испытуемого, уровень несущей устанавливался равным 50 дБ над порогом. Процедура исследования была такова: вначале испытуемому предъявлялся немодулированный звуковой сигнал, а затем плавно вводилась АМ с постепенным увеличением ее глубины до тех пор, пока испытуемый не обнаруживал ее присутствия. Пороговая глубина АМ измерялась по общепринятой формуле (формула 1):
