Nauka o słyszeniu Wykład II System słuchowy

Transkrypt

1 Nauka o słyszeniu Wykład II System słuchowy Anna Preis, apraton@amu.edu.pl neuroreille.com lub cochlea.eu

2 Plan wykładu Anatomia i funkcja systemu słuchowego Ucho zewnętrzne Ucho środkowe Ucho wewnętrzne Teoria miejsca krzywe strojenia Maskowanie psychofizyczne krzywe strojenia Teoria czasowa

3 Ucho - system słuchowy Trzy zadania systemu słuchowego: dostarczyć sygnały dźwiękowe do receptorów przetworzyć zmiany ciśnienia na sygnały elektryczne przetworzyć te sygnały elektryczne tak aby wskazywały na cechy źródeł dźwięków takie jak wysokość, głośność, barwa i lokalizacja Ucho zewnętrzne Ucho środkowe Ucho wewnętrzne

4 Ucho zewnętrzne Małżowina Słuchowy kanał-3cm Błona bębenkowa Częstotliwość rezonansowa 2-5 khz Funkcje: Ochronne - woskowina Wzmacniające

5 Odruch strzemiączkowy- mięśnie przyczepione do kosteczek zapobiegają uszkodzeniu Ucho środkowe Objętość -2cm^3 Trzy kosteczki: młoteczek, kowadełko, strzemiączko Funkcje: Transmisja drgań dużej błony bębenkowej w drgania małej błony okienka owalnego Praca na zasadzie dźwigni Uszkodzenie kosteczek oznacza dodatkowe wzmocnienie dźwięku o czynnik 10-50

6 Funkcje ucha środkowego Wzmocnienie 26 razy! (zasada dźwigni i tłoka) Ryba nie musi mieć ucha środkowego, dlaczego?

7 Ucho wewnętrzne Ślimak zwinięty 2 i ¾ obrotu, schody przedsionka, schody bębenka, przegroda ślimakowa

8 Organ Cortiego wewnętrzne komórki rzęskowe błona pokrywkowa rzęski zewnętrzne komórki rzęskowe Słuchowe włókna nerwowe błona podstawna

9 Ruch komórek rzęsatych przy progu słyszalności ruch rzęsek tak mały 100 picometers 10^-12

10 Komórki rzęsate: dwa sposoby reagowania na częstotliwość tonu Które włókna wypalają (przekazują iglice pobudzeń)? Georg Bekesy 1961 Nobel teoria miejsca Jak te włókna wypalają? Teoria czasu

11 Teoria miejsca Bekesy Obserwacje na zwłokach Analiza budowy błony podstawnej: -3 do 4 razy węższa przy nasadzie -100 razy sztywniejsza przy nasadzie

12 Basilar membrane as a frequency analyser BM properties: Narrow and stiff next to the oval window Broader and much less stiff (100 times) at the apex

13

14 1. Obwiednia czasowa ma maksimum w jednym punkcie na błonie podstawnej, punkt P. Komórki rzęskowe w pobliżu tego punktu wysyłają silniejsze sygnały niż inne. 2. Pozycja tego maksimum jest funkcja częstotliwości rys.11.22

15 Niskie częstotliwości w pobliżu apex Wysokie częstotliwości w pobliżu base

16 Dowody na rzecz teorii miejsca Tonotopic map świnka morska

17 A Hz B Hz Krzywe strojenia Krzywe strojenia kota

18 Maskowanie

19 Wynik maskowania Jak wzrósł próg w obecności maskera to pokazuje ta krzywa! Masker szum Hz

20 Różny efekt maskowania dla niskich i wysokich częstotliwości: szum (zacieniowany obszar) w dużo większym stopniu zamaskuje ton 800 Hz niż ton 200 Hz

21 Maskowanie 600, 800, 1000, 1300, 1700, 2300

22 Zmodernizowana teoria Bekesego

23 Błona podstawna jako analizator częstotliwości

24 Psychofizyczne krzywe strojenia

25

26 Odpowiedź błony podstawnej na dźwięk złożony

27

28 Jak czasowe wyładowania mogą być odpowiedzialne za częstotliwość bodźca Synchroniczność fazowa

29 Phase locking (synchronizacja fazowa) Częstość wyładowań we włóknach nerwowych jest związana z częstotliwością bodźca

30 Materiały do wykładu Demonstracje dźwiękowe: CD Fastl /Zwicker, Psychoacoustics CD Cook, Music, Cognition, and Computerized Sound,1999. Książki: Goldstein, Sensation and Perception 2007.

31 Centralne słuchowe przetwarzanie Droga od ślimaka do kory słuchowej: jądra ślimakowe, jądra górne oliwki, wzgórek dolny pokrywy, ciało kolankowate przyśrodkowe

32 Obszary w korze słuchowej

33 What i Where strumienie w słyszeniu Frontal lobe płat czołowy Temporal lobe płat skroniowy

34

35 Kora słuchowa i percepcja

36 Postrzeganie wysokości i dźwięki złożone

37

38 Efekt brakującej podstawowej

39 DEMO Fo=120 Hz 33 harmoniczne Sygnał filtrowany 3-28 harmoniczne Hz Męska mowa niefiltrowana Fo=100Hz później filtrowana Hz

40 Jak kora słuchowa jest ukształtowana przez doświadczenie