Filozofická Fakulta Univerzity Komenského v Bratislave, katedra psychológie

SEMINÁRNA PRÁCA

Bratislava, december 2001

Eva Šoporová

Podnetom sluchového analyzátora sú zvukové vlny – kmitavé chvenie vzduchu. Ľudský sluch zachytáva zvukové vlny od 16 do 20 000 kmitov. Najcitlivejší je sluch človeka na zvuky v oblasti okolo 1 000 kmitov za sekundu. Kmitanie nad tieto hodnoty sa nazýva ultrazvuk. Ľudské ucho ho však nevníma. Adaptácia sluchu je veľmi rýchla (cca 15 sekúnd). Pôsobením silného zvukového podnetu sa citlivosť znižuje.

Zvuky rozlišujeme na periodické (tóny) a neperiodické (šumy). Periodické kmity majú určitú frekvenciu, t.j. počet kmitov za sekundu, ktoré vyjadrujeme v hertzoch (Hz). Každý tón má určité dimenzie – výšku, závislú na počte kmitov, dĺžku, silu, závislú na amplitúde znejúceho telesa, farbu. Jednotkou hlasitosti pre meranie hluku je decibel (dB).

1. Vonkajšié ucho - zachytáva zvuk ako radar. Tvorí ho časť ucha, ktorá sa nazýva ušnica. Ušnica je chrupka, ktorá má veľký význam pri vnímaní smeru prichádzajúceho zvuku. Jej pokračovaním je chrupkovitá rúra – vonkajší zvukovod, ktorý prechádza do kostnej časti spánkových kostí a vedie zvukové podnety k bubienku. V strede ušnice je kostný kanálik vedúci k ušnej bubienkovej blane.
2. Stredné ucho - prevodovým usporiadaním kostí zosilňuje zvuky prichádzajúce do ucha. Prevodový systém pozostáva z troch kostičiek. Sú to kladivko, ktoré je pripojené k ušnej bubienkovej blane; strmienok, ktorý sa pripája k oválnemu okienku vnútorného ucha a nákovka – malá kostička spájajúca dve predchádzajúce. Zo stredného ucha vedie úzka trubica (Eustachova trubica), ktorá ústi za mandľami v hrdle a vyrovnáva tlak vzduchu na obidvoch stranách ušného bubienka.
3. Vnúrotné ucho - premieňa zvukové vibrácie na elektrické impulzy a vníma polohu hlavy. V tejto časti ucha sa nachádza vlastný sluchový ústroj. Tvorí ho blanitý slimák. Vnútri slimáka je umiestnený Cortiho orgán so sluchovými receptormi. Sluchový a rovnovážny mechanizmus tvoria spoločnú komoru, vyplnenú tekutinou nazývanou endolymfa. Tlakové vlny sú vysielané cez túto tekutinu zo stredného ucha k strmienku.

Čisté tóny sú v prírode vzácne. Všetky prírodne znejúce zvuky pozostávajú z množstva čiastkových frekvencií. Informácia frekvencie dáva určitý “popis”, ktorý identifikuje zdroj zvuku. Aby sme mohli rozpoznať zdroj zvuku, musí sluchový systém poskladať dokopy špecifické frekvencie pre tento zdroj. Je samozrejmé, že dokážeme rozpoznať napríklad hlas človeka od štekotu psa, rovnako považujeme za prirodzené, že ak počujeme trio husle, viola a cello, sme schopní ich rozpoznať.

Počutie zahŕňa viac než rozpoznávanie zvukov. Zisťuje aj smer, z ktorého zvuky prichádzajú. Táto schopnosť je tak dôležitá ako možnosť rozpoznať zvuky. Pre presnú lokalizáciu zvuku je dôležité, že máme dve uši. Spoločnou kooperáciou sú schopné lokalizovať zvuky v trojrozmernom priestore. Pre ľudí s unilaterálnou hluchotou je veľmi ťažké lokalizovať zvuk len jedným uchom.

Údaje o rozdieloch interaurálnej intenzity boli získané pri experimentoch, v ktorých sa menila poloha zdroja zvuku okolo umelej hlavy s mikrofónmi v ušiach. Ukázalo sa, že rozdiely interaurálnej intenzity sú omnoho menej zreteľné, ak zvukový zdroj vytvára nízke frekvencie. To znamená, že interaurálna intenzita je menej závažný jav pre zvuky s nízkou frekvenciou než pre zvuky s vysokou frekvenciou. Pri nízkofrekvenčných zvukoch je dĺžka zvukovej vlny väčšia ako priemer hlavy, ktorý je okolo 20 cm. Inými slovami, hlava je príliš malá než aby stála v ceste nízkofrekvenčným zvukom.Pretože nie sú prerušované hlavou, strácajú len veľmi málo zo svojej intenzity pri ceste z jednej strany hlavy na druhú. Naopak, vysokofrekvenčné zvuky sú hlavou blokované, čo spôsobuje nárast rozdielov interaurálnej intenzity.

Pri interaurálnom časovom rozdiele sa skúma, ako sa líši čas dorazenia zvuku do jednotlivých uší vzhľadom na umiestnenie zdroja zvuku voči hlave. Zvuk dorazí najskôr do ucha, na strane ktorého je zdroj umiestnený. Najväčší rozdiel vzniká, ak je zvukový zdroj umiestnený tesne pri hlave.

Zdroje informácií o lokalizácii zvuku, rozdiely v interaurálnom čase a intenzite dopĺňajú jeden druhý. Rozdiely v intenzite sú vhodnejšie na lokalizovanie vyšších frekvencií, rozdiely v čase zasa na lokalizovanie nižších frekvencií.

Lokalizácia zvuku závisí na dvoch zdrojoch informácií. Rozdieloch v interaurálnej intenzite a interaurálnom časovom rozdiele. Napríklad myš má uši tesne vedľa seba. Rozdiel v čase dorazenia zvuku do jej uší je zanedbateľmý. Malá hlava myši reprezentuje pre zvukové vlny len symbolickú bariéru. To znamená, že väčšina zvukov cez ňu prejde ako by tam vôbec nebola, bez rozdielov interaurálnej intenzity. Pre zvieratá s malou hlavou vlastne nemá ani význam.

Sú určité pozície v priestore, kde sa dá zvukový zdroj presne určiť len veľmi ťažko. Ide o pozície, kde informácie o interaurálnom čase a rozdieloch interaurálnej intenzity sú nejasné. Dve z týchto pozícií sú napríklad priamo pred hlavou a priamo za hlavou. Zvuky z týchto pozícií prichádzajú do uší naraz a s rovnakou intenzitou. Takže je jasné, že zvuky pochádzajúce z týchto dvoch pozící sa môžu ľahko zameniť. Okrem týchto dvoch je však množstvo pozícií, kde môžu čas a intenzita pôsobiť zmätočne.

Druhým dôvodom sú ušnice, bez ktorých by išlo lokalizovanie zvuku omnoho ťažšie. Zvuk predtým, než vojde do ucha naráža do záhybov ušníc, pričom množstvo nárazov do ušníc závisí na smere, z ktorého zvuk prichádza. Inými slovami, ušnice vlastne označia zvukové vlny “nálepkou” smeru, z ktorého prichádzajú. Sluchový systém potom jednoducho “prečíta nálepku” a nemá problém s určovaním smeru zvuku.

Pod pojmom mislokácia rozumieme zvuk, počúvaný cez slúchadlá. Ide napríklad o stereofonický zvuk. Zdá sa, akoby tento zvuk vznikal na rozličných miestach priamo v hlave a nie niekde vonku. Je to spôsobené tým, že hudba je nahrávaná na množstvo mikrofónov umiestnených okolo hudobníka. Technici potom záznamy kombinujú a upravujú.

Môžu nastať aj iné situácie, keď je zvuk nesprávne lokalizovaný. Nesprávna lokalizácia zdroja zvuku vyplýva z rôznych údajov, získaných očami a ušami. Príkladom môže byť bruchomluvectvo. Vtedy sa zdá, že hlas vychádza napríklad z úst bábiky, ale v skutočnosti tomu tak nie je. Tento príklad podčiarkuje dominanciu vizuálnych údajov nad sluchovými pri lokalizácii vnemov.

Doteraz sme sa zameriavali na úlohu dvoch uší pri určovaní smeru zvuku. Hovoríme o binaurálnom počutí. Binaurálne počutie je rozpoznávanie určitého zvuku spomedzi mnohých v hlučnom prostredí. Pretože je táto schopnosť najčastejšie využívaná v prostredí so zvýšenou hladinou hluku (napr. hlučné oslavy) nazývame ju koktail party efekt. Hluk v pozadí môže zasahovať do schopnosti počuť slabé zvuky. Toto zasahovanie voláme maskovanie. Hlasnejší hluk v pozadí je lepším maskovateľom zvuku než menej hlasný. No ani hlasný hluk nie je efektívnym maskovateľom ak neprichádza z rovnakého smeru ako pôvodný zvuk.

Pri experimentoch bol pokusným osobám púšťaný počuteľný zvuk do ľavého ucha. Následne im bol do toho istého ucha púšťaný hluk takej intenzity, že neboli schopní rozpoznať pôvodný tón. Keď bol hluk o rovnakej intenzite pustený aj do ich pravého ucha, odmaskoval sa pôvodný tón a pokusné osoby boli schopné ho znovu rozpoznať.. Tento jav nazývame binaurálne odmaskovanie.

Binaurálne odmaskovanie umožňuje koncenttrovať sa na jeden hlas pri konverzácii v miestnosti plnej hovoriacich ľudí. No aj tak človek neostane úplne všímavý k rozhovorom ostatných. Ak je napríklad Vaše meno spomenuté v nejakom rozhovore, Vaša pozornosť sa upriami tým smerom a zisťujete o čom je reč. To znamená, že sluchový systém pokračuje v analyzovaní aj takých zvukov, na ktoré sa práve nesústredíte.

Sluchový systém obsahuje neuróny, ktoré sú relevantné pri rozoznávaní ľudskej reči.Tieto neuróny sú umiestnené v mozgu. Poškodenie určitých oblastí mozgu spôsobuje problémy pri rozpoznávaní ľudskej reči.

Peter Eimas a John Corbit z Brownovej univerzity boli prví, ktorí sa pokúsili nájsť neuróny špecializované na analýzu ľudskej reči. Za použitia synterizéra elektronickej reči vytvorili konsonantné zvuky, ako napr. b, p, t, a d. Medzi nimi boli aj dvojzmyselné, ktoré mohli znieť ako t alebo d. Tieto dvojzmyselné zvuky sa zdali klamať na hranici medzi dvoma nedvojzmyselnými fonetickými kategóriami. Eimas a Corbit nechali pokusné osoby počúvať nedvojzmyselné konsonanty ako napríklad d opakovane stále dokola po dobu niekoľkých minút. Po tomto čase pokusné osoby počúvali dvojzmyselné konsonanty, ktoré mohli znieť ako t alebo aj d. Teraz sa už však nezdali dvojzmyselnými a vo väčšine prípadov zneli ako t a nie ako d.

Hluk je zmes zvukov, ktorá sprevádza takmer každú činnosť. Hluk vyvoláva nepríjemný, rušivý alebo škodlivý sluchový vnem. Hlukom môžu byť rozličné tóny alebo šumy. Niektoré majú pre človeka význam, pretože mu pomáhajú orientovať sa v priestore, ovplyvňujú jeho správanie a umožňujú (prostredníctvom reči) dorozumievanie sa medzi ľuďmi.

1. Hluku obťažujúcom, ktorý spôsobuje patologické zmeny v ľudskom organizme.
2. Hluku rušivom, ktorý vyvoláva zmeny vo výkone. Ide o hluk väčšej intenzity a frekvencie.
3. Hluku škodlivom, ktorý vyvoláva zmeny nielen vo výkone, ale spôsobuje aj zmeny patologického charakteru. Okrem poškodzovania sluchu spôsobuje aj mnoho neurotických symptómov a pocit únavy.

1. Pásmo od 0 do 30 dB – normálne prírodné prostredie. Zahŕňa bežné prírodné zvuky, zvuky pohybujúcich sa ľudí, priemerne hlasný rozhovor, šum dažďa, šumenie mierneho vetra a pod. (Úplná bezhlukovosť je pre človeka nevhodná).
2. Pásmo od 30 do 65 dB – pásmo relatívneho hluku. V tomto pásme je rozhodujúci postoj človeka voči zdroju hluku. Dôležité môže byť to, či je hluk spojený s činnosťou, ktorá je pre človeka významná a je na ňu motivovaný alebo s činnosťou, ktorá je pre človeka nepríjemná a nie je na ňu motivovaný.
3. Pásmo od 65 do 95 dB – pásmo absolútneho hluku, teda takého, ktorý je pre človeka škodlivý bez ohľadu na postoj k zdroju hluku. Škodlivosť sa prejavuje najmä v prejavovaní neurotických symptómov.
4. Pásmo od 95 do 135 dB – pásmo škodlivého hluku. Dochádza k postupnému poškodzovaniu sluchu. Hluk nad 130 dB spôsobuje bolesť.

• prispôsobivosti jedinca na hluk;
• celkového neuropsychického stavu jedinca;
• od toho, kto (čo) je pôvodcom hluku (človek hodnotí zvuky, ktoré sám spôsobí ako menej rušivé než zvuky, ktorých zdrojom je niekto iný);
• od celkovej zvukovej kulisy;
• od prežívania intenzity hluku;
• od dennej alebo nočnej doby (v noci a v zime je pôsobenie hluku rušivejšie).

Dlhotrvajúca expozícia hluku najmä vyššej intenzity môže spôsobiť poškodenie sluchového orgánu dvojakým spôsobom:

1. Vyvoláva zmeny v nervových bunkách sluchového analyzátora, čím spôsobuje tzv. centrálnu nedoslýchavosť.
2. Vyvoláva nedoslýchavosť, ktorá vzniká v dôsledku zmien v strednom uchu.

Vznik sluchovej traumy má tieto fázy:

• ohlušenie;
• adaptáciu;
• pozvolne vznikajúcu nedoslýchavosť;
• zápal senzorických sluchových vlákien, ktoré vedú k hluchote.

Výskumy dokázali, že príliš silná hudba na rokových koncertovch a v kluboch môže byť príčinou poškodenia sluchu. (Hanson a Fearn, 1975). Pri experimentoch boli vytvorené dve skupiny študentov. Jednu tvorili študenti, ktorí chodili aspoň raz za mesiac na rokové koncerty, kým druhá skupina bola zložená zo študentov, ktorí na rokové koncerty nikdy nechodili. Vo všetkých frekvenčných testoch, ktoré boli v rozmedzí od 500 do 8000 Hz mali “navštevujúci” nižšiu hladinu počuteľnosti, tzn. že nižšie tóny museli mať vyššiu intenzitu, aby ich počuli.

Zmyslové vnímanie pomáha človeku orientovať sa v priestore, rozpoznávať okolie, čeliť jeho nástrahám, vychutnávať jeho krásu a učiť sa získanou skúsenosťou. Počas vývoja človeka sa popri zraku do popredia dostal aj sluch ako dôležitý zmyslový orgán, obohacujúci život človeka.

Sekuler, Blake: Perception, New York, McGraw-Hill Publishing Company, 1990;

Prednášky