Absolutt terskel for hørsel - Absolute threshold of hearing

Den absolutte terskelen for hørsel ( ATH ) er minimum lydnivå for en ren tone som et gjennomsnittlig menneskelig øre med normal hørsel kan høre uten noen annen lyd til stede. Den absolutte terskelen gjelder lyden som bare kan høres av organismen. Den absolutte terskelen er ikke et diskret punkt, og klassifiseres derfor som det punktet hvor en lyd fremkaller et svar en spesifisert prosentandel av tiden. Dette er også kjent som hørselterskelen .

Hørselsterskelen rapporteres generelt som RMS- lydtrykket på 20 mikropascal , dvs. 0 dB SPL, tilsvarende en lydintensitet på 0,98 pW / m 2 ved 1 atmosfære og 25 ° C. Det er omtrent den roligste lyden et ungt menneske med uskadet hørsel kan oppdage ved 1000  Hz . Terskelen for hørsel er frekvensavhengig, og det er vist at øreens følsomhet er best ved frekvenser mellom 2 kHz og 5 kHz, der terskelen når så lavt som −9 dB SPL.

Gjennomsnittlige hørselsterskler i desibel er tegnet fra 125 til 8000 Hz for yngre (18-30 åringer, røde sirkler) og eldre voksne (60-67 åringer, svarte diamanter). Høringen til eldre er vist å være betydelig mindre følsom enn hos yngre voksne ved frekvenser på 4000 og 8000 Hz, tilsvarende omtrent pianotastene og tonene til b ′ ′ ′ ′ (B7) og b ′ ′ ′ ′ ′ ( B8), henholdsvis. B8 er nær den høye enden av pianoets frekvensområde.

Psykofysiske metoder for måling av terskler

Måling av den absolutte hørselsterskelen gir grunnleggende informasjon om vårt auditive system . Verktøyene som brukes til å samle inn slik informasjon kalles psykofysiske metoder. Gjennom disse måles oppfatningen av en fysisk stimulans (lyd) og vår psykologiske respons på lyden.

Flere psykofysiske metoder kan måle absolutt terskel. Disse varierer, men visse aspekter er identiske. For det første definerer testen stimulansen og spesifiserer måten motivet skal svare på. Testen presenterer lyden for lytteren og manipulerer stimulansenivået i et forhåndsbestemt mønster. Den absolutte terskelen er definert statistisk, ofte som et gjennomsnitt av alle oppnådde hørselsterskler.

Noen prosedyrer bruker en serie forsøk, hvor hver prøve bruker 'enkeltintervall "ja" / "nei" paradigme ". Dette betyr at lyd kan være til stede eller fraværende i det ene intervallet, og lytteren må si om han trodde stimulansen var der. Når intervallet ikke inneholder en stimulans, kalles det en "fangstforsøk".

Klassiske metoder

Klassiske metoder dateres tilbake til 1800-tallet og ble først beskrevet av Gustav Theodor Fechner i sitt arbeid Elements of Psychophysics . Tre metoder brukes tradisjonelt for å teste et motivs oppfatning av en stimulus: metoden for grenser, metoden for konstante stimuli og metoden for justering.

Metode for grenser
I metoden for grenser kontrollerer testeren nivået av stimuli. Enkeltintervall ja / nei paradigme 'brukes, men det er ingen fangstforsøk.
Rettssaken bruker flere serier av synkende og stigende løp.
Rettssaken starter med den synkende løpeturen, hvor en stimulans presenteres på et nivå godt over forventet terskel. Når motivet reagerer riktig på stimulansen, reduseres intensiteten av lyden med en bestemt mengde og presenteres på nytt. Det samme mønsteret gjentas til motivet slutter å svare på stimuli, på hvilket tidspunkt den synkende løpet er ferdig.
I stigende løp, som kommer etter, blir stimulansen først presentert godt under terskelen og deretter gradvis økt i to desibel (dB) trinn til motivet reagerer.
Serier av synkende og stigende løp i Method of Limits
Siden det ikke er noen klare marginer for å "høre" og "ikke høre", blir terskelen for hvert løp bestemt som midtpunktet mellom det siste hørbare og første hørbare nivået.
Fagets absolutte hørselsterskel blir beregnet som gjennomsnittet av alle oppnådde terskler i både stigende og synkende løp.
Det er flere spørsmål knyttet til metoden for grenser. For det første er forventning, som er forårsaket av motivets bevissthet om at vendepunktene bestemmer en endring i responsen. Forventning gir bedre stigende terskler og verre synkende terskler.
Tilvenning skaper helt motsatt effekt, og oppstår når motivet blir vant til å svare enten "ja" i de synkende løpene og / eller "nei" i de stigende løpene. Av denne grunn økes terskelen i stigende løp og forbedres i synkende løp.
Et annet problem kan være relatert til trinnstørrelse. For stort trinn kompromitterer målenøyaktigheten, da den faktiske terskelen kan være mellom to stimulusnivåer.
Til slutt, siden tonen alltid er til stede, er "ja" alltid det riktige svaret.
Metode for konstante stimuli
I metoden for konstante stimuli setter testeren nivået på stimuli og presenterer dem i helt tilfeldig rekkefølge.
Emnet svarer "ja" / "nei" etter hver presentasjon
Dermed er det ingen stigende eller synkende prøvelser.
Faget svarer "ja" / "nei" etter hver presentasjon.
Stimuli presenteres mange ganger på hvert nivå, og terskelen er definert som stimulusnivået der motivet fikk 50% riktig. "Catch" -forsøk kan være inkludert i denne metoden.
Metode for konstante stimuli har flere fordeler i forhold til metoden for grenser. For det første betyr den tilfeldige rekkefølgen av stimuli at riktig svar ikke kan forutsies av lytteren. For det andre, da tonen kan være fraværende (fangstprøve), er ikke "ja" ikke alltid det riktige svaret. Til slutt hjelper fangstforsøk med å oppdage gjetningsnivået til en lytter.
Den største ulempen ligger i det store antallet studier som trengs for å innhente dataene, og derfor tid som kreves for å fullføre testen.
Metode for justering
Metode for justering deler noen funksjoner med metoden for grenser, men er forskjellig i andre. Det er synkende og stigende løp, og lytteren vet at stimulansen alltid er til stede.
Motivet reduserer eller øker nivået på tonen
Imidlertid, i motsetning til i metoden for grenser, her stimuleres stimulansen av lytteren. Motivet reduserer lydnivået til det ikke lenger kan oppdages, eller øker til det høres igjen.
Stimulansnivået varieres kontinuerlig via en dreiehjul, og stimulusnivået måles av testeren til slutt. Terskelen er gjennomsnittet av bare hørbare og bare hørbare nivåer.
Også denne metoden kan gi flere skjevheter. For å unngå å gi tegn på det faktiske stimulusnivået, må skiven være umerket. Bortsett fra allerede nevnt forventning og tilvenning, kan stimulusutholdenhet (bevaring) påvirke resultatet fra justeringsmetoden.
I de synkende løpene kan motivet fortsette å redusere lydnivået som om lyden fremdeles var hørbar, selv om stimulansen allerede er godt under selve hørselsterskelen.
I motsetning til det, i stigende løp, kan motivet ha vedvarende fravær av stimulansen til hørselsterskelen er passert med en viss mengde.

Modifiserte klassiske metoder

Hovedartikkel: Ren tone audiometri

Tvangsvalgsmetoder

To intervaller presenteres for en lytter, en med en tone og en uten en tone. Lytteren må bestemme hvilket intervall som hadde tonen i seg. Antall intervaller kan økes, men dette kan føre til problemer for lytteren som må huske hvilket intervall som inneholdt tonen.

Adaptive metoder

I motsetning til de klassiske metodene, hvor mønsteret for å endre stimuli er forhåndsinnstilt, bestemmer individets respons på forrige stimuli i adaptive metoder nivået der en påfølgende stimulus presenteres.

Trappemetoder (opp-ned-metoder)

Serier av synkende og stigende forsøk kjører og vendepunkter

Den enkle '1-ned-1-opp'-metoden består av serier av synkende og stigende prøvekjøringer og vendepunkter (reverseringer). Stimuleringsnivået økes hvis motivet ikke reagerer og reduseres når et svar oppstår.

På samme måte, som i metoden for grenser, blir stimuli justert i forhåndsbestemte trinn. Etter å ha oppnådd fra seks til åtte reverseringer, kastes den første og terskelen defineres som gjennomsnittet av midtpunktene til de gjenværende løpene. Eksperimenter viste at denne metoden bare gir 50% nøyaktighet.
For å gi mer nøyaktige resultater, kan denne enkle metoden modifiseres ytterligere ved å øke størrelsen på trinnene i de synkende løpene, f.eks. "2-down-1-up-metode", "3-down-1-up-metoder".

Bekesys sporingsmetode

Bekesys metode inneholder noen aspekter av klassiske metoder og trappemetoder. Nivået på stimulansen varieres automatisk til en fast hastighet. Motivet blir bedt om å trykke på en knapp når stimulansen kan påvises.

Terskelen spores av lytteren
Når knappen er trykket ned, reduseres nivået automatisk av den motordrevne demperen og økes når knappen ikke trykkes inn. Terskelen blir dermed sporet av lytterne, og beregnet som gjennomsnittet av midtpunktene for løpene som registrert av automaten.

Hystereseeffekt

Hovedartikkel: Hysterese

Hysterese kan defineres omtrent som 'etterslep av en effekt bak årsaken'. Når du måler hørselsterskler er det alltid lettere for motivet å følge en tone som er hørbar og synker i amplitude enn å oppdage en tone som tidligere var uhørbar.

Dette er fordi 'top-down' påvirkninger betyr at motivet forventer å høre lyden og derfor er mer motivert med høyere konsentrasjonsnivåer.

Teorien om "nedenfra og opp" forklarer at uønsket ekstern (fra miljøet) og intern (f.eks. Hjerterytme) støy resulterer i at motivet bare reagerer på lyden hvis signal / støyforholdet er over et visst punkt.

I praksis betyr dette at når du måler terskelen med lyder som synker i amplitude, er punktet der lyden blir uhørbar alltid lavere enn det punktet der den går tilbake til hørbarhet. Dette fenomenet er kjent som 'hystereseeffekten'.

Fallende løp gir bedre hørselsterskler enn stigende løp

Psykometrisk funksjon av absolutt hørselsterskel

Psykometrisk funksjon 'representerer sannsynligheten for at en bestemt lytter reagerer som en funksjon av størrelsen på den spesifikke lydkarakteristikken som studeres'.

For å gi et eksempel, kan dette være sannsynlighetskurven for motivet som oppdager at en lyd presenteres som en funksjon av lydnivået. Når stimulansen presenteres for lytteren, kan man forvente at lyden enten vil være hørbar eller uhørbar, noe som resulterer i en "dørstokk" -funksjon. I virkeligheten eksisterer det et grått område der lytteren er usikker på om de faktisk har hørt lyden eller ikke, så svarene deres er inkonsekvente, noe som resulterer i en psykometrisk funksjon .

Den psykometriske funksjonen er en sigmoidfunksjon preget av å være 's' formet i sin grafiske fremstilling.

Minimalt hørbart felt vs minimalt hørbart trykk

To metoder kan brukes til å måle den minimale hørbare stimulansen og dermed den absolutte terskelen for hørsel. Minimalt hørbart felt innebærer at motivet sitter i et lydfelt og stimulans presenteres via en høyttaler. Lydnivået måles deretter på posisjonen til motivets hode med motivet ikke i lydfeltet. Minimalt hørbart trykk innebærer å presentere stimuli via hodetelefoner eller øretelefoner og måle lydtrykk i motivets øregang ved hjelp av en veldig liten probemikrofon. De to forskjellige metodene produserer forskjellige terskler og minimale hørbare feltterskler er ofte 6 til 10 dB bedre enn minimale hørbare trykkterskler. Det antas at denne forskjellen skyldes:

  • monaural vs binaural hørsel. Med minimalt hørbart felt kan begge ører oppdage stimuli, men med minimalt hørbart trykk er det bare ett øre som er i stand til å oppdage stimuli. Binaural hørsel er mer følsom enn monohørsel /
  • fysiologiske lyder som høres når øret lukkes av en øretelefon under minimale hørbare trykkmålinger. Når øret er dekket til, hører motivet kroppslyder, for eksempel hjerterytme, og disse kan ha en maskerende effekt.

Minimalt hørbart felt og minimalt hørbart trykk er viktig når man vurderer kalibreringsproblemer , og de illustrerer også at menneskets hørsel er mest følsom i 2–5 kHz-området.

Temporal summasjon

Temporal summation er forholdet mellom stimulusvarighet og intensitet når presentasjonstiden er mindre enn 1 sekund. Auditiv følsomhet endres når varigheten av en lyd blir mindre enn 1 sekund. Terskelintensiteten synker med ca. 10 dB når varigheten av en tonesprengning økes fra 20 til 200 ms.

Anta for eksempel at den lydigste lyden et motiv kan høre er 16 dB SPL hvis lyden presenteres med en varighet på 200 ms. Hvis den samme lyden da blir presentert i en varighet på bare 20 ms, går den roligste lyden som nå kan høres av motivet opp til 26 dB SPL. Med andre ord, hvis et signal forkortes med en faktor 10, må nivået på dette signalet økes med så mye som 10 dB for å bli hørt av motivet.

Øret fungerer som en energidetektor som prøver hvor mye energi som er tilstede innen en bestemt tidsramme. En viss mengde energi er nødvendig innen en tidsramme for å nå terskelen. Dette kan gjøres ved å bruke en høyere intensitet i kortere tid eller ved å bruke en lavere intensitet i mer tid. Følsomheten for lyd forbedres når signalvarigheten øker opp til ca. 200 til 300 ms, etter at terskelen forblir konstant.

Øreets pauker fungerer mer som en lydtrykksensor. Også en mikrofon fungerer på samme måte og er ikke følsom for lydintensitet.

Se også

Referanser

Eksterne linker