Чеширская улыбка кота Шрёдингера: мозг, язык и сознание

В первой части рассматривалась чувствительность слуха к амплитудной модуляции (АМ) тональных звуковых сигналов. Приводим схему экспериментальной установки. Тональный сигнал 1000 Гц от звукового генератора ГЗ-33 поступал на аттеньюатор и головные телефоны испытуемого (ТД-6). Модуляция по амплитуде тонального сигнала осуществлялась с помощью генератора инфразвуковых частот ГЗ-16, подключенного к модулятору. Глубина синусоидальной модуляции могла плавно изменяться от 0 до 100 %.7 Звуки испытуемому предъявлялись через калиброванные головные телефоны с плотными пористыми заглушками (рис. 1).

Рис. 1.

Поскольку в литературе имеются данные об определенной зависимости порогов обнаружения АМ-звука от уровня несущей [Цвиккер, Фельдкеллер, 1971] для каждого испытуемого, уровень несущей устанавливался равным 50 дБ над порогом. Процедура исследования была такова: вначале испытуемому предъявлялся немодулированный звуковой сигнал, а затем плавно вводилась АМ с постепенным увеличением ее глубины до тех пор, пока испытуемый не обнаруживал ее присутствия. Пороговая глубина АМ измерялась по общепринятой формуле (формула 1):

где m – индекс модуляции,

A_max – максимальное значение амплитуды звука, A_min – минимальный уровень звукового сигнала.

Испытуемых было восемь человек в возрасте от тринадцати до сорока лет (трое женского, пятеро мужского пола), все с нормальным слухом. Исследование порогов AM производилось на следующих частотах (Гц): 0,1; 0,4; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 10; 20; 50; 100. На каждой частоте для каждого испытуемого производилось от пяти до пятнадцати измерений порогов, результаты которых усреднялись.

Несмотря на наличие некоторых отклонений, у всех испытуемых имеется четко выраженное обострение чувствительности к AM с частотой от 3 до 8 Гц.

С целью выявления среднестатистических значений порогов результаты всех испытуемых были усреднены и подвергнуты статистической обработке для вычисления доверительных интервалов (формула 2):

где Σ

– доверительный интервал, σ – среднеквадратичное отклонение, τ_α – доверительный критерий (по таблицам), n – число вариантов (в данном случае 8).

Результаты обработки материала представлены на рис. 2 (кривая I). Можно считать, что в целом наши результаты согласуются с имеющимися в литературе данными, хотя минимум порогов к AM, по нашим данным, располагается немного выше, а именно – в области 5–6 Гц.

Рис. 2. Среднестатистические значения порогов слуха (m%) человека к восприятию АМ (F_мод, Гц). I – до тренировки,

II – после; вертикали – величины доверительных интервалов

Особый интерес для нас представляет характер изменения порогов слуха к AM в процессе тренировки. На рис. 3 (кривая II) представлены средние пороги слуха трех испытуемых после определенной тренировки по обнаружению AM-звука. Можно видеть, что пороговая кривая теряет свою избирательность, уплощается за счет опускания боковых ветвей, то есть повышения чувствительности слуха к другим частотам, в результате чего зона максимальной чувствительности расширяется. Пороги же слуха к частотам 4–6 Гц практически не изменяются. Этот факт наводит на мысль о том, что слуховая система человека априорно настроена на избирательное восприятие AM с частотой 4–6 Гц и в меньшей степени – на восприятие других частот.

Рис. 3. Вероятность встречаемости АМ разной частоты в речи русских дикторов. 1 – Левитан, 2 – Турчанинова, 3

– Яхонтов, 4 – Плятт, 5 – Ильинский, 6 – Андронников, 7 – Чуковский. p % – вероятность встречаемости АМ в речевом отрывке, F_мод – частота АМ (Гц)

Во второй части работы была поставлена задача измерения амплитудно-модуляционных характеристик речи.

С акустической точки зрения звуковая речь, как известно, представляет собой амплитудно-модулированный звуковой поток. С точки зрения речеобразования речевой поток может быть представлен как чередование открытых и закрытых слогов, в центре которых стоят слогообразующие фонемы с предшествующими и последующими согласными [Зиндер, 1960; Чистович и др., 1965]. С физиологической точки зрения распадение речевого потока на слоги обусловлено работой артикуляционного аппарата, то есть усилением или ослаблением мускульного напряжения при произнесении звуков, динамическими модуляциями речеобразующих органов. Поскольку акустическая мощность гласных значительно больше мощности согласных, акустическим коррелятом артикуляции слогов и является амплитудная модуляция.

По осциллограммам огибающих уровня звукового давления, записанным на шлейфном осциллографе К-115 с выхода микрофонного усилителя через детектор и сглаживающий фильтр с полосой прозрачности 0–80 Гц, было видно, что, хотя АМ речи очень сложна, чередование максимумов и минимумов звукового давления имеет определенную периодичность, а именно – максимумы, как правило, приходятся на гласные, а минимумы – на согласные.