157

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ И АППАРАТУРА

 

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СЛУХА

 

Б.З. КАПРАНОВ

 

Одной из важнейших особенностей человека является его способность в процессе звукового восприятия выделять в пространстве звуковые сигналы, отношения между ними, определять местоположение источника звука. Эта способность носит название «пространственный слух». Несмотря на то, что история изучения вопроса пространственной звуковой ориентации человека насчитывает более полутора десятков лет, данная проблема не является решенной к настоящему времени, многие ее разделы требуют дальнейших исследований.

Поэтому мы поставили задачу создания устройства, которое позволило бы исследовать особенности и механизм работы звукового пространственного анализатора человека, обеспечило бы поиск и обнаружение звукового объекта в пространстве, способствовало бы измерению амплитуды смещения источника звука. Мы стремились к созданию простого устройства, удобного в работе, к использованию стандартизованных показателей, позволяющих количественно оценить результаты исследования, к созданию способа графической регистрации результатов измерений.

В основе конструктивных особенностей устройства была использована идея свободного перемещения источника звука в широком диапазоне угловых смещений в различных плоскостях с применением обширного набора звуковых сигналов и максимального включения испытуемого в исследование. В процессе изучения пространственного слуха испытуемый выступал в двух функциях: как объект исследования и как измерительный прибор (т.е. испытуемый должен был давать количественную характеристику своим ощущениям).

При создании устройства для определения порогов локализации звука в пространстве мы исходили из современного представления о психофизическом эксперименте как исследовании, предполагающем изучение физиологических процессов в результате воздействия звукового сигнала, которые сопровождаются определенными психическими состояниями [4]. В своей работе мы опирались на основные принципы психофизической теории, согласно которой процесс восприятия звука в пространстве есть сложный процесс обнаружения, различия и выделения внешнего сигнала, формирования перцептивного образа, идентификация его [2], [3].

Устройство включает в себя подвижную опору, на которой укреплена штанга со шкалой, проградуированной в градусах, и динамический громкоговоритель. Последний укреплен на штанге с возможностью перемещения по ней, дополнительно содержит генератор звуковых сигналов — аудиометр, соединенный с динамическим громкоговорителем. Штанга выполнена в виде дуги с возможностью вращения. Кроме того, имеется приспособление для дистанционного управления передвижением динамического громкоговорителя по дуге, которое давало возможность испытуемому активно участвовать в исследовании.

Использование аудиометра в устройстве позволяет исследовать пороги пространственного слуха в широком диапазоне тональных звуков и белого шума. Выполнение штанги в виде дуги повышает точность измерения локализации звукового объекта, в этих условиях расстояние от источника звука до испытуемого всегда постоянно. На дуге нанесена шкала для измерения угла смещения динамика от центра, максимальный угол смещения динамика равен 30°.

       Устройство (рис. 1) содержит две телескопические стойки, основную (1) и вспомогательную (2), снабженные подъемным механизмом (3) для изменения высоты стоек и зажимом (4) для фиксации высоты. На подвижной выдвигающейся части основной

 

158

 

стойки укреплен генератор звуковых сигналов — аудиометр, а на верхнем ее конце смонтирован поворотный механизм (6), снабженный рукояткой-фиксатором (7) и пластиной с отверстиями (8) для придания дуге (9) определенного положения. Дуга радиусом 1,5 м имеет четыре строго фиксированных положения, расположенных под углом 45°: горизонтальное, вертикальное, два диагональных. На дуге укреплен динамический громкоговоритель 2 ГД-36 на подвижной каретке с возможностью передвижения по дуге, на которой нанесена шкала с ценой деления в 1° для измерения угла смещения динамика от центра.

Между поворотным узлом (11) и дугой (9) расположен шкив (12) с барабаном (13), на который наматывается мягкий тросик (14), соединенный через систему вспомогательных стоек (15) и (16) дуги (9) с подвижной кареткой громкоговорителя (10). Шкив поворотного узла (11) с помощью клиновидного ремня соединен со шкивом (17), смонтированным на оси (18), укрепленной на стойке (1) и верхнем конце (19) стойки (2). Ось (18) имеет два поворотных штурвала, один из которых (20 предназначен для испытуемого, другой (21) — для исследователя. Поворот одного из штурвалов ведет к повороту барабана (13), на который наматывается трос, смещающий динамический громкоговоритель (10) по дуге (9). Стойки смонтированы на подвижных опорах (22), имеющих стопорные винты (23) для фиксации их относительно пола. Аудиометр (5) укреплен на стойке (1) с помощью платформы (24).

 

Рис. 1. Общий вид устройства

 

Устройство работает следующим образом: испытуемый с закрытыми глазами помещается в кресло с подголовником, прочно фиксирующим положение головы. Исследование проводится в звукоизолирующей камере со специальным покрытием стен, снижающим явление ревербирации звука. С помощью подъемного механизма (3) центр дуги (9) и динамик (10) устанавливаются на уровне слуховых проходов испытуемого. Включается аудиометр на одной из частот (125, 1000, 4000, 8000 Гц) или белый шум. Интенсивность звука устанавливается на уровне 70 дБ над порогом слышимости испытуемого.

Вращая штурвал (20, 21), испытуемый или оператор смещает звучащий динамик (10) в сторону от центра. Появление у испытуемого ощущения смещения звукового объекта в сторону от центра расценивается как порог смещения, который по шкале оценивается в градусах. Далее меняется положение дуги и вновь исследуются пороги на указанные выше частоты и белый шум. Вращая штурвал, испытуемый имеет возможность самостоятельно перемещать источник звука, точно устанавливая его при появлении ощущения смещения звука. Каждый порог измеряется трижды. За величину его берется медиана. Результаты измерения наносят на ототопикограмму (термин предлагается впервые), представляющую собой графическое изображение порогов пространственного слуха (рис. 2). Ототопикограмма строится следующим образом: на пересекающихся прямых, повторяющих положение дуги, откладываются цифровые значения результатов измерения. Соединение этих точек дает графическое изображение порогов пространственного слуха, соответствующее истинному положению звукового объекта. Исследование проводится без зрительного контроля. Время определения местоположения источника звука не фиксируется. Полученные с помощью предлагаемого устройства материалы подлежат количественной обработке и имеют графическое выражение. Методика апробирована на практически здоровых взрослых людях.

Итак, применение данного устройства позволяет повысить точность измерения порогов пространственного слуха человека. Использование

 

159

 

дистанционного блока управления активно включает испытуемого в процесс исследования. Графическое изображение порогов пространственного слуха в виде ототопикограммы придает результатам исследования наглядность.

В заключение следует отметить, что предлагаемое устройство можно использовать не только для оценки пространственного слуха в физиологическом и психологическом экспериментах, но и в клинической медицине для выявления изменений пространственного слуха у больных с патологией уха и поражениями головного мозга. Применение данной методики исследования в инженерной психологии поможет выработать рекомендации по размещению источников звука при создании мнемосхем, в тифлопсихологии — изучать особенности пространственной звуковой ориентации слепых и слабовидящих людей. Кроме того, данная методика может найти применение в авиакосмической медицине при изучении влияния факторов полета (невесомость, вестибулярные перегрузки) на пространственную звуковую ориентацию операторов летательных аппаратов.

 

Рис 2. Ототопикограмма

 

 

 

1. Альтман Я. А. Локализация звука. Л., 1972.

2. Бардин К. В. Пороговая проблема в классической и современной психофизике // Проблемы психофизики / Под ред. Б.Ф. Ломова. М.: Наука, 1974. С. 11—64.

3. Забродин Ю. М. Введение в общую теорию сенсорной чувствительности // Психофизические исследования / Отв. ред. Б.Ф. Ломов, Ю.М. Забродин. М.: Наука, 1977. С. 31 — 125.

4. Забродин Ю. М., Лебедев А. Н. Психофизиология и психофизика. М., 1977.

 

Поступила в редакцию 12.III 1985 г.