4.3. Основные показатели слуха

Функции слуховой системы характеризуются следующими по­стелями: (1) диапазоном слышимых частот; (2) абсолютной решительностью к звукам этого диапазона; (3) дифференциальной чувствительностью по частоте, интенсивности, длительности; (4) разрешающей временной способностью; (5) помехоустойчивостью; (6) адаптацией; (7) пространственной ориентационной способностью.

Диапазон частот, воспринимаемых взрослым человеком, охваты- т около 10 октав музыкальной шкалы — от 16—20 Гц до 16— кГц. Этот диапазон, характерный для людей до 25 лет, постепенно уменьшается из года в год за счет сокращения восприятия высоких частот. После 40 лет верхняя граница частоты слышимых кон уменьшается на 80 Гц каждые последующие полгода.

Минимальная интенсивность звука, вызывающая ощущение, пинается порогом слышимости, или порогом слухового ощущения. Порог — величина, обратная чувствительности: чем выше порог, тем меньше чувствительность, и наоборот чем ниже по­рог выше чувствительность. В области средних частот пороги оного восприятия наиболее низкие, а в области низких и высоких частот — повышаются. При нормальном слухе порог слышимости равен 0 дБ, но это означает не отсутствие звука, а лишь нулевой уровень отсчета восприятия интенсивности звука. Нулевым уровнем считают величину давления, соответствующую порогу слухового ощущения при нормальном слухе для тона в 1 000 Гц.

При увеличении интенсивности (силы) звука ощущение громкости усиливается до определенной величины, а затем появляется ощущение давления или даже боли в ухе; такая интенсивность называется порогом неприятного ощущения, или дискомфорта.

Слуховое поле воспринимаемых человеком звуков при нормальном слухе представлено на рис. 30. Между кривыми слухового и болевого порога располагается диапазон слышимых человеком музыки и речи.

Наиболее чувствительно человеческое ухо к звукам в диапазоне 1000 до 4000 Гц. В этом интервале частот чувствительность человека близка к уровню броуновского шума — 2 • 10^-5 Па.

Чувствительность к тонам ниже 500 Гц неуклонно снижается: на 200 Гц — на 35 дБ, на частоте 100 Гц — на 60 дБ. Подобное ухудшение чувствительности слуха на первый взгляд кажется странным, поскольку оно затрагивает именно тот диапазон котором лежит большая часть звуков речи и музыкальных инструментов. В то же время малая чувствительность слуха к звукам (низкочастотного диапазона предохраняет человека от

постоянного ощущения низкочастотных колебаний и шумов собственного тема (движения мышц, суставов, шум крови в сосудах). Было подсчитано, что в пределах области слухового восприятия чело­век ощущает около 300 000 различных по силе и высоте звуков.

Высокочастотная часть диапазона, доступная уху, также уди­вительна. В детстве некоторые из нас способны слышать частоты порядка 40000 Гц. Но с возрастом острота слуха в высокочастот­ном диапазоне постепенно падает, что объясняется снижением эла­стичности тканей внутреннего уха (как и кожи рук, например).

С возрастом слуховая чувствительность изменяется. Ее макси­мальные значения наблюдаются в возрасте 16—18 лет. С 30 лет острота слуха снижается. Так, в 30 лет для достижения порога слышимости нужно увеличить громкость звука на 18 дБ, в 40 — 49 лет — на 32 дБ, в 50 — 59 лет — на 40 дБ, т.е. не будут слышны дуновение ветра, стрекот кузнечика, пение птиц. Мужчины теря­ют остроту слуха раньше женщин.

Дифференциальная чувствительность слуха человека характери­зует способность различать минимальные изменения параметров звука (интенсивности, частоты, длительности и т.д.). В области интенсивности среднего уровня (порядка 40—50 дБ над порогом слышимости) и частотах 500 —2 000 Гц дифференциальный порог по интенсивности составляет всего 0,5—1,0 дБ, а по частоте 1 %.

Различия сигналов по длительности, которые воспринимаются слуховой системой человека, составляют величины менее 10 %, а I изменение угла расположения источника высокочастотного тона оценивается с точностью до 1 — 3°. Временные характеристики пространственного слуха базируются на объединении данных, получаемых от двух ушей (бинауральный слух).

Разрешающая способность слуха по времени характеризуется двумя показателями. Во-первых, это временная суммация. Характеристики

временной суммации: 1) время, в течение которого дли­тельность стимула влияет на порог ощущения звука; 2) степень этого влияния, т. е. величина изменения порога реакции. У чело­века временная суммация длится около 150 мс. Во-вторых, это минимальный интервал между двумя короткими раздражителями (туковыми импульсами), который различается ухом. Его величи­на составляет 2 — 5 мс.

Помехоустойчивость — выделение значимого сигнала из шума, она связана с бинауральным слухом. Различия двух ушей в интен­сивности и направлении поступления сигналов из окружающего пространства позволяют уже на уровне центральной нервной систе­мы включать механизмы подавления фонового шума и выделения полезных сигналов. Селективный фильтрующий процесс усили­вает слышимость полезных сигналов примерно на 10 дБ. Неболь­шие шумы (до 30 — 35 дБ над порогом) мало влияют на опознание полезных сигналов, а иногда даже улучшают их восприятие.

Частным случаем помехоустойчивости является маскировка (за­глушение) одного звука другим. Низкие частоты эффективно мас­кируют высокие. Последние не влияют или слабо влияют на низ­кие частоты. Чем интенсивнее маскирующий звук, тем сильнее его действие.

Адаптация проявляется в повышении слухового порога (сни­жение чувствительности) при длительном воздействии звука. Этот процесс уменьшает порог различения громкости звуков и способ­ствует дифференцировке слуховых ощущений. Понижение слухо­вой чувствительности при адаптации к длительным звукам быст­ро проходит после прекращения звуковых воздействий. Чем силь­нее звук, тем больше снижается слуховая чувствительность.

Утомление возникает при интенсивном и длительном воздей­ствии монотонных звуков. Оно характеризуется снижением слуховой чувствительности, как при адаптации, но в отличие от нее восстановление ее занимает не несколько секунд, а минуты, иногда часы, т.е. требуется продолжительный отдых. Этот процесс всегда снижает работоспособность органа слуха. После отдыха признаки утомления проходят, однако при частых и длительных воздей­ствиях звуков и шума значительных интенсивностей развиваются стойкие нарушения слуховой функции. Например, ученые США установили, что американки, долго говорящие по телефону, теряют остроту слуха раньше и в большей степени, чем мужчины, так как у них повышается склонность к отосклерозу.