言語聴覚士のための聴覚心理学


第9回

音の高さの知覚 その2

今日のポイント
蝸牛の模型を作ろう!
場所説
頻度説
音圧と周波数情報の変化
復習テスト


1.蝸牛の模型を作ろう!


モールを工作用紙に貼り付けて、スズランテープを上からかぶせる


傘袋をかぶせて空気を入れ、輪ゴムでとめる!



高さの知覚の理論

2.場所説


周波数により内耳の「基底膜上の異なる場所」に興奮が起こり、

その結果周波数ごとに異なる神経によって興奮が伝えられる。


→周波数分析、フーリエ解析をしてる!

【ここがポイント!】
音の周波数と基底板の振動
【ここがポイント!】

蝸牛の。。。
入り口は高い周波数

先端は低い周波数


      ↑ ここが入り口
高い音
低い音


ヘルムホルツ
 共鳴説 蝸牛の基底膜を「共鳴器の集まったもの」とした

ベケシー 基底膜振動の進行波モデル→基底膜上に
「進行波」が存在する


蝸牛上の神経の反応は1点ではなくある程度広がりをもっている!


CochSimを使ってみよう!
ロンドン大学(UCL)のHP
CochSim

- Cochlear Simulation

このソフトで蝸牛の基底板の振動を見てみよう
いろいろな音に対する蝸牛の振動の様子が観察できる
サムネイルをクリック
すると大きく見えます。→
画面上部の音声が、右側の蝸牛の基底板の「特定の周波数」のところを振動させる
様子がデモで見られます。

縦軸に周波数の目盛があります。
見てみたい音をメニューから選んで。。。
@パルス波
Aパルス列
Bノコギリ波
Cノコギリ波(no...)
Dサイン波
E矩形波
F2つのサイン波の合成
Gホワイトノイズ
H母音[a]
I母音[i]
スタートボタンを押すとデモが始まります。
再生する音の周波数が変えられます。
再生する音の波形の振幅が変えられます。
Imput→print 画面の印刷ができます。

入力音のよって反応の違いがどのように出るかを観察しよう。


3.頻度説


音の周波数情報が蝸牛神経の発火頻度として脳に伝えられる。


つまり、音声波形と神経発火が同期している!

位相固定 →神経発火が波形に同期している
波形
神経発火

                                                     
波形のピーク(一番強くなっているところ)[に↑を書いてみよう!

位相固定の限界→5000Hzくらい それ以降は高さの感覚が鈍くなる

なので。。。

斉射説 Wever
波形


神経発火1
神経発火2
神経発火3
神経発火4
波形のピークに↑を書いてみよう!

ひとつの神経では追いつけない速さになっても,複数の神経が協力すれば追いつける!

二元説 周波数情報と時間情報を同時に利用!

今のところ有力な説は?(テキストによると)
●高い周波数では 場所説
●中間の周波数では 2つのメカニズムによる
●低い周波数では 頻度説

他にも説がいろいろある!

今後に注目しよう。



4.音圧と周波数情報の変化

Hear Lossを使ってみよう!
ロンドン大学(UCL)のHP
Hear Loss

音の強さ・周波数・スペクトル情報を変化させて様々な要因による「難聴を体験」するソフト
サムネイルをクリック
すると大きく見えます。→
Speech/Music/Noiseのボタンから聞く音を選びます。

2つ以上を同時に聞くこともできます。

次に、何を聴こえにくくするかを選びます。(3種類)

@振幅に対する感度
A周波数帯
Bスペクトル情報

それぞれについて難聴度をどのくらいにするかを選びます。

→それぞれの帯をマウスでクリックします。(10段階変化します)

スピーチ・音楽・ノイズによって「同じ条件の聴こえ」でも違いがあるだろうか?
あるとしたら、その理由を考えてみよう。


【ちょっと国試に挑戦】
第3回午前81
音の周波数情報の伝達に関与するのはどれか。
a. 音波と相似の電圧波形
b. 蝸牛神経の発火頻度パターン
c. 蝸牛基底膜上で興奮が最大となる位置
d. 蝸牛基底膜上の進行波の波形
e. 聴覚系の神経活動の総量

1.a、b  2.a、e  3.b、c  4.c、d  5.d、e
全部できたかな?


5.復習テスト

それでは、まとめのテストです!
名前

メールアドレス

学籍番号


1.蝸牛が共鳴器の集合とした説は?
場所説 頻度説

2.基底膜上に進行波が生じているとしたのは?
場所説 頻度説

3.聴神経の発火が音波形と同期するとしたのは?
場所説 頻度説

4.発火頻度は波形の大きさにほぼ比例するとは?
フーリエ解析 位相同期

5.有力な説は、人は周波数情報と時間情報を?
両方とも利用 周波数情報のみ使用


6.今日の授業の進度はどうでしたか?
もっと速くてもいい ちょうどいい速すぎた

7.今日の授業のコンピュータ操作はどうでしたか?
簡単だった 大体大丈夫大変だった

8.授業への希望・今後、扱って欲しい内容など