Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Электрографические корреляты помехоустойчивости слуха при локализации человеком источника звука

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Электрографические корреляты помехоустойчивости слуха при локализации человеком источника звука"

Р.ГБ ОД

1 6 ЯИВ 19ГЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВВРСИТКТ

на правах рукописи ПАК Сергей Павлович

ЭЛЕКТРОГРАФИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯТЫ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СЛУХА ПРИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЧЕЛОВЕКОМ ИСТОЧНИКА ЗВУКА (анализ слуховых вызванных потенциалов,моделирование процессе)

Специальность: 03.00.02 - биофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кяидиаата биологически* наук

Санкт-Петербург

Работа выполнена в Институте физиологии нм.И.П.Павлова iAH

Научные руководители - доктор медицинских наук, профессор Альтман Я.А., доктор физико-математических наук, Гусев В.М.

Официальные оппонентыi доктор биологических наук, профессор Валков D.T.,

доктор биологических наук, профессор Галунов В.И.

Ведуцее учреждение - Институт эволюционной Физиологии и биохимии ии.И.М.Сеченова.

S» peJft * O^f г. b JJ'

; с О

Эацнта диссертации состоится часов иа заседании Специализированного совета по присуждении степеии кандидата наук (Д 063.57,50) Санкт-Петербургского государственного университета <199034 Санкт-Петербург, Университетская наб., 1/9, С-ПГУ, ауд, 90) J

С диссертацией иохно ознакомиться в библиотеке ии.А.М.Горького Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан " " "¿у'-^ 1994 г.

V!

Учений оекрвтарь специализированного совета 3.И.Крутецкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Исследование электрографических коррелят деятельности мозга человека, отражающих процессы локализации источника звука в пространстве» является важной частью изучения слухового восприятия человека как с точки зрения выявления фундаментальных механизмов, лежащих в основе пространственного слуха, так и с точки зрения возможности их моделирования. Самостоятельным вопросом выступает при этом объективная оценка помехоустойчивости слухового поспрнятия в условиях пространственной ориентации и локализации источник' звука.

Известно» что одним из основных механизмов» определяющих это важнейвее качество работы слуховой системы» является эффект бина-уралмюго освобождения от маскировки (БОМ), выражающийся в снижении порогов обнаружения полезного сигнала на фоне вневней помехи при наличии интерауралышх различий стимуляции. Однако данные о его проявлении а ампчитудно-временных характеристиках раннего комплекса длнннолатентных слуховых вызванных потенциалов человека (Ш-Р2), представляющего собой наиболее адекватную по временной шкале .реакцию для анализа феномена БОМ» практически отсутствуют.

В последнее время в литературе появился ряд работ» посвященных экспериментальному изучению эффекта БОМ при локализации неподвижного и движущегося источников звука» создаваемых за счет введения ннтерауральных различий в бннаурально предъявляемых сериях импульсов. Однако эти данные получены только с использованием психоакустического метода исследования и нуждаются в сопоставлении с электрофиэиологическими показателями. Актуальность этой задачи и определила направление настоящей работы.

Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось экспериментальное исследование электрографических коррелятов процесса локализации источника звука и его помехоустойчивости» а также разработка модельного расчета, описывающего этот процесс в рамках общей теории статистического обнаружения сигнала.

.Достижение поставленной цели потребовало реиения следующих задач:

- оценки проявлений пространственных характеристик неподвижного и движущегося источника звука в показателях длнннолатентных слуховых вызванных потенциалов человека (ДСВП)

- оценки проявлений бннаурального эффекта освобождения от маскировки в процессе локализации неподвижного и движущегося источника звука на фоне маскирующего шумового сигнала

- описания общих положений модельного расчета данного эффекта и его сравнения с полученными экспериментальными данными.

Научная новизна. Впервые установлено:

1. Отражение в амплитудно-временных показателях ДСПП человека пространственных характеристик звукового сигнала в условиях бин-ауральной стимуляции, моделирующей слуховое восприятие неподвиж-

кого и движущегося источника звука» меняющего свое пространственное положение.

2. Проявление в ДСВП человека бннаурального эффекта освобождения от маскировки при локализации неподвижного и движущегося источника звука на фоне помехи.

Полученные данные составили основу для определения подходов к модельному описанию процесса помехоустойчивости при локализации источника звука и формулированию его общих положений.

Теоретическая и практическая ценность исследования. Теоретическая значимость работы определяется описанием нейрофизиологических меканиз-нов» лежащих в основе процесса локализации человеком источника звука в окружающем его пространстве в тишине н на фоне акустических помех. Это описание в результате его формализации с помочью аппарата статистической теории обнаружения сигнала определяет возможность расчета и прогнозирования экспериментальных ситуаций, направленных на исследование проявлений помехоустойчивости слуховой системы при бинауральном взаимодействии сигналов, а также формирования общих модельных представлений о возможных механизмах реализации этого процесса. Кроме того, ряд полученных экспериментальных данных может представлять диагностическую ценность при проведении обследования слуховой системы человека и его мозговых структур в целом.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались на следующих конференциях, симпозиумах и съездах: --14 Съезд Всесоюзного физиологического общества (Баку, 1983),

- 10 и 11 Акустическая конференция (Москва, 1983, 1991),

- 1 Всесоюзный симпозиум по аудиологии (Тбилиси, 1990), а также на заседаниях Отдела физиологии сенсорных систем, межлаболаторных заседаниях Института физиологии им.И.П.Павлова РАН.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения» обзора литературы по исследуемой проблеме - глава 1 , описания методики экспериментов - глава 2, изложения результатов электрофизиологических экспериментов - глава 3, их обсуждения -глава.4, описания обцей концепции модельного подхода и анализа расчетных и экспериментальных данных - глава 5, выводов и списка цитируемой литературы.

Работа изложена на 117 страницах мааинописного текста и включает 16 рисунков и 4 таблицы. Общее число литературных источников в библиографии - 112., из них 80 - работы иностранных авторов.

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Экспериментальная часть настояаей работы состояла из двух серий опытов, направленных на исследование проявлений в показателях ДСВП человека пространственных характеристик источника звука:

-серия 1 : при локализации неподвижного и движуцегося зву-хового образа (30), включая задачу определения условий формирования оиудевия движения 30 при дихотнческой стимуляции, -серия 2 : при локализации неподвижного и движущегося 30 на фойе наскируюцего сигнала (проявление бинаурального эффекта освобождения от маскировки в условиях одновременного предъявления маскера и полезного сигнала).

Звуковое раздражение. Все измерения проводились в звукозаглупенном помещении. Излучателями служили головные телефоны типа ТД-6 и ТДС-5 с идентичными по 2 каналам характеристиками, неравномерность которых не превыпала 6 дБ для диапазона 50-8000 Гц (измерения проводились на аппаратуре фирмы Бргль и Кгер).

Для получения звуковых сигналов - одиночного целчка, серий щелчков - применялся генератор прямоугольных электрических импульсов, обладающий двумя независимыми выходами. Генератор позволял регулировать в анроких пределах временной интервал между выходами и, соответствеино, варьировать значения временных интерау-ральных различий стимуляции. При подаче серий импульсов определялись следувиие экспериментальные ситуации:

- восприятие неподвижного 30, расположенного по центру головы испытуемого (отсутствие интерауральиых различий стимуляции)

- восприятие латерализоваяиого 30, расположенного у одного из уаей испытуемого (введение фиксированно* йятерауралъиой временной задержки стимуляции)

- восприятие движения 30 от уха к центру Голови Испытуемого (введение яияейно-убывапяей временной задержки стимуляции).

При исследовании механизмов помехоустойчивости слуховой системы в звуковое раздражение включался также маскирующий сигнал (маскер), представляювяя собой шумову» посылку, с уровнем интенсивности 50 дБ над порогом слнвимости для каждого из уией испытуемого. Отметим, что в этой серии звуковые раздражители - и маскер и "полезный" сигнал - могли подаваться как синфаэно, т.е. при отсутствии межуаных различий стимуляции (условие "Soüo"), так в противофазно - с внтерауральными различиями при предъявлении "полезного" сигнала (условие "ЕтИо").

Отведение я регистрация ДСЙП. При отведении ДСВП в качестве электродов использовались хлорсеребряииае диски диаметром 10 мм, которые фиксировались «а голове испытуемого с помоиыо специального резинового алейа, Активные электрода устанавливались над левый и/или правым пояуаарием в точках СЗ,С&, . сферентиые - на мочках увей, яаземляпний - на лбу испытуемого.

Электрическая активность, отводимая от укаэачиых точек, подавалась на два идентичных усилителя, обеспечивавцих полосу пропускания от 0,6 до 30 Гц и коэффициент усиления до 60000. Для

исключения возможности инструментальной погрешности дополнительно осуцестолялось переключение каналов. 6 общем виде в ходе опыта производилось усреднение 60 реализаций с вагон квантования 5,4 мс и временем анализа 1500 мс. При этом в течение первых 500 мс регистрировалась престимульиан активность мозга.

Во всех зарегистрированных ДСОП оценивалась auu iятула от пика отрицательного компонента N1 до пика положительного компонента F2 и скрытый период компонента N1. Статистическая оценка значимости результатов проводилась, в основном,по критерию Вилкоксона.

Для вычисления величины бинаурального освобождения от маскировки использовался также метод экстраполяции, описанный в работе (Skinner et al., 1971). В этом случае для каждого из испытуемых в разных условиях стимуляции (SoNo и StNo) определялись линейные уравнения регрессии для экстраполяции полученной суммарной амплитуды комплекса N1-P2 до кулевого уровня, определяющего значение экстраполированной пороговой величины. Величина Б0М вычислялась при этом как разница полученных средних пороговых значений при условии SrNa относительно условия SoNo,

Испытуемые. Все измерения проводились на здоровых испытуемых в возрасте 18-36 лет. Испытуемые располагались в удобном кресле. Инструкция не предполагала каких-либо ответных реакций от испытуемого или концентрации внимания на подаваемых сигналах. Осноьчое требование заключалось в сохранении ими состояния бодрствования и покоя. Каждый испытуемый участвовал в опытах не менее 3 раз. Всего в работе приняло участие 26 испытуемых (16 хенцин н 10 мужчин).

СЕРИЯ 1:

а).Неподвижный источник звука.

В этой части экспериментов исследовалось влияние пространственного положения неподвижного источника звука - звукового образа, создаваемого при предъявлении серий бинаурально подаваемых щелчков, моделирующих ситуации пространственного расположения источника звука по средней линии головы или у правого и левого уха испытуемого, н его длительности на амплитудно-временные параметры компонентов N1 и Р2 ДСВП, которые регистрировались от симметричных точек обоих полушарий.

Установлено, что наблюдается резкое уменьшение пиковых амплитуд компонентов N1-P2, зарегистрированных от правого и левого полушарий при увеличении длительности стимулоп от 0,5 до 2 с. Эта тенденция сохраняется У всех испытуемых при разных пространственных положениях 30. Однако существуют некоторые различия в степени досговермооти «олу«генных результатов. Так, при действии сигналов, вьпываюмнх 30, расположенный по средней липки головы или вблизи правого уха испытуемого, разпичия амплптулчых параметров, полученных при длительности стимулов 0,5 и 1с ок«чзыи.л>тся нйэиачимы-

«

ни. Достоверные различия в значениях амплитуд получены в этом случае при действии сигналов длительностью 0,5 и 2 с, и 1и2с (р< 0,01 н р< 0,05), соответстиснно. При стимуляции, вызывающей смещение 30 к левому учу, достоверное <р<0,05 и р<0,01) уменьшение амплитуд комплекса И1-Р2 происходит при возрастании длительности сигнала от 0,5 до 1 с и от 0,5 до 2 с. Изменение же амплитудных параметров при звуковом раздражении длительностью 2с по сравнению с сериями длительностью 1 с окапывается но значимым.

Помимо сравнения абсолютных значен и Г: амплитудно-временных параметров компонентов ДСВП при анализе результатов, касающихся пространственного положения 30, проводилась так* оценка данных с помощью нормирования. Это позволило избежать возможной неучитываемой вариабельности вызванных потенциалов и показать предполагаемую зависимость реакций от пространс: 'ценного расположения 30 в более явном виде. При нормировании, значения за регистрированных потенциалов, возникающих при литерализации 30,соотносились с аналогичными параметрами ат их компонентов, возникаю«их при располо-кении 30 по средней линии голов« испытуемого, полученными при тех же длительностях злукового стимула. Эти онорации проводились с данными каждого испытуемого, отдельно при отведении от правого и левого лолущарий. При этом использовались следующие обозначения: Л4 и ЛЗ - отношения аиплитуд компонентов К1-Р2, зарегистрированных в точках С4 и СЗ (30 у левого уха) к аналогичным параметрам, зарегистрированным п тех же точках при расположении 30 по средней линии головы; и ПА и ПЗ - то же для ситуаций - 30 у правого уха и по средней линии головы испытуемого.

После процедуры нормиропачия были получены значения ЛЗ, ЛА, ИЗ, ПА для каждого из испытуемых при различных длительностях стимула. В среднем, по группе испытуемых они составили: П4 - 1,033, ПЗ - 1,068, Л4 - 1,078, ЛЗ - 1,010. Все полученные величины оказались больше 1,т.о. при дейстлии латералиэованного сигнала (как у правого, так и у левого уха) амплитуда исследуемых компонентов была больае, чом при действии того же сигнала, расположенного по средней линии головы. Отметим, что какой-либо определенной зависимости этих величин от длительности действующего стимула при этом обнаружено не было. Нормированные величины определялись также отдельно для испытуемых мужчин и женщин. Оказалось, что у жрн-щин ПЗ и П4 заметно Оольие 1 и суммарные инковыс амплитуды N1 и Г2 в обоих случаях отведения (СЗ и С4) при латерализлции 30 к правому уху оказываются на 13-1*»% болкве, чем при действии 30, расположенного по средней линии головы. Значения ЛЗ и П4, полученные для группы испытуемых мужчин, в основном, оказались меньве или равными 1. Соответственно, амплитудные показатели при той же латердлиэапии 30 были меньят или равны параметрам, тюлучойным для случая "среднего" полажен и я 30. При латсрализицин 30 у левого уха

значения ЛЗ, Л4 ну мужчин, н у женщин мало отличались друг от друга и били близки к Ч, хотя у женщин сохранялась тенденция к возникновение большей амплитуды в случае Л4. Анализ соотношений нормированных величии показал также, что при бинауральной стимуляции проявляется тенденция больвего влияния 30, расположенного конгрлатерально к месту отведения.

б). Движущийся источник звука.

В этой части опытов 1-ой серии были определены электрографические корреляты, отражающие граничные.условия формирования ощущения движения 30. Основное внимание было при этой уделено двум параметрам звукового раздражения: частоте следования импульсов а стимуле и иитерауральной задержке стимуляции по времени.

Было показано, что изменение частоты следования импульсов и для неподвижного, и для движущегося сигналов приводит к сходный результатам: суммарные амплитуды N1 и Р2, полученные в опытах с частотой следования нмнулцеов в сериях от 6 до 12 Гц, были мень-ве, чем при стимуляции с другими значениями этого параметра. При увеличении частоты от 15 до 60 Гц суммарьые амплитуды компонентов возрастали, достигая максимума при частоте следования, равной 60 Гц, Это значение в несколько раз превыа&ло ранее определенную средивв пороговую частоту формирования ощущения движения 30 (Висков, 1975), что, по асей вероятности, определялось использованием в данной работе специально тренированных испытуемых.

Введение в стимуляции менявшейся иитерауральной временной задержки приводило к возрастание суммарной амплитуды компонентов N1, Р2 для всех использовании* в опыте Значений частоты следования импульсов в сериях. При атом для большинства из них она была достоверно выве (р< 0,01), чем при действии неподвижного 30.

В хода эксперимента граничная частота следования импульсов, необходимая для формирования ощущения движения 30 определялась также и психофизическим методой. Полученные значения в этом случае составили, в среднем, 17 Гц. Сравнение значений пороговых частот с кривыми изменения суммарной амплитуды N1 и Р2 показало, что начало увеличения реакции никогда не приходилось на частоты ниже полученных пороговых величин. .

СЕРИЯ 2: Проявления эффекта БОН.

В этой серии были получены экспериментальные данные о проявлении эффекта БОН а характеристиках ДСВП при локализации как неподвижного ,так и движущегося 30 на фоне акустической помехи (мас-кера).

а) Неподвижный источник звука.

В качестве полезного сигнала в этом случае выступал сигнал, соответствующей восприятии неподвижного источника звука с различным пространственный положением: по средней линии головы и у левого уха испвтуемого. Ий^Нсивность сигнала была при этой пере-

ненной н ДСВП регистрировались для всех ее уровней в следующих ситуациях: и полезный сигнал и пум подаются снифазно (условие "Зо N0") или иум подастся синфаэно. а полезный сигнал латералнзован ( условие "Бт^о").

Установлено, что пиковые амплитуды ГИ-Р2 всегда были больве при условии "Бт^", чем при "ЗоНо". Этот результат подтвердился и данными регрессионного анализа, которые показали близкую к линейной функциональную зависимость зарегистриропанных амплитуд компонентов от интенсивности предъявленного стимула и соответствие более хрутых линий регрессии для случая "ЗтНо". Коэффициенты корреляции для "втИо" составили при этом 0,641, а для "БоНо"- 0,755. Полученные для каждого испытуемого линейные уравнения при разной стимуляции использовались и для вычисления значений экстраполированных порогов.которые составили:—0,7(+-3,50)дБ для случаи "ЗоИо" и -6,72(+-3,88(дБ для "йтИо". Таким образом, значения порогов для условий противофазной стимуляции оказались более низкими, чем при стимуляции "БоКо",и средняя величина различия (СОМ) составила прн этом - 6,02 дБ, В целом, результаты опытов позволили сделать вывод о том, что эффект БОМ хорошо выражен на уровне струхтур,генерирующих ДСВП, и изменение их характеристик дает возможность объективной оценки проявлений помехоустойчивости слуха при локализации неподвижного 30.

б) Движущийся источник звука.

В следующей части опытов серии исследовался эффект БОМ при движении 30. Также, как и в предыдущих опытах ДСВП регистрировались для разных уровней интенсивности полезного сигнала в двух стимульных ситуациях: сигнал и «ум синфаэны ("8о1(о") и вум подается синфаэно, а сигнал - с линейно-убывающей межужной задержкой, определяющей восприятие движения 30 ("БтНо")',

Средние значения и стандартные отклонения суммарной пиковой амплитуды N1 и Р2, усредненный по группам испытуемых (мужчина и женщины) показали, что пиковые амплитуды N1-Р2 всегда были боль«« для движущегося 30, чем для неподвижного, расположенного по центру головы испытуемого. Были получены также линейные уравнения и средние по каждому испытуемому значении экстраполированных порогов, которые при движении звукового образа и у мужчин, и у женщин оказались ниже, чем при действии неподвижного 30. Соответственна, величина БОМ, в средней, по всей группе испытуемых, составила в этом случае - 7,8 дБ.

Таким образом результаты второй серии экспериментов позволили дать объективную количественную оценку бинауральиого эффекта освобождения от маскировки в различных экспериментальных ситуациях: при локализация неподвижного источника .звука, имевшего разное пространственное положение и при локализации движущегося 30. Полученные дайн«« хорошо соответствуют диапазону значений РОМ,

«

полученному при псичоакустическом исследовании в аналогичных стн-мульных ситуациях (Альтман» 1990). Следует особо подчеркнут»., что освобождение от каскировки при исследовании ДСВП проведено не в обычных условиях противофазного предъявления одного из сигналов (полезного сигнала или маскирующего шума), а в ситуациях, модели-руюпих реаль/.ое движение источника звука в пространстве за счет изменения во времени параметра межушной временной задержки, представляющего собой непременное физическое условие возникновение оцуцення движения источника звука, изменения его пространственного положения. Относительно нейрофизиологических механизмов развития слуховых выэ ванных потенциалов при БОМ необходимо отметить значительную синхронизацию или увеличение числа нервных элементов, участвующих в генерации ДСВП, что проявляется в увеличении амплитуды их компонентов на уроннич стимуляции, близких к пороговым, одновременно с укорочением пиковых скрытых периодов.

Кроме того, несмотря на отсутствие единой точки зрения на происхождение ДСВП, ряд авторов (Ыаа^пеп, Р1с1оп, 1987), склоняется к предположению о том, что одним из основных генераторов этих реакций являются ассоциативные структуры больших полуварий головного мозга человека. Тогда, если это действительно так, то может оказаться справедливой и гипотеза, сформулированная ранее в работе (Альтман, 1983), согласно которой эаверааюцие этапы распознавания пространственных параметров звуковых сигналов могут осуществляться за пределами центров классического слухового пути. С этим предположением согласуются также известные факты о противоречивости данных, касающихся проявлений эффекта БОН в ко-ротколатентных слуховых вызванных потенциалах (Альтман, Вайту-левич, 1992).

В целом» полученные данные эдектрофиэиологнческих экспериментов позволили с достаточной степенью достоверности сформулировать утверждение о закономерности проявлений пространственных характеристик источника звука (как неподвижного, так н движущегося) в амплитудно-временных показателях раннего комплекса ДСВП человека, а также показали факт отражения в этих показателях бин-аурального эффекта освобождения от маскировки, представляющего собой один из основных механизмов, обеспечивающих помехоустойчивость работы слуховой системы при локализации источника звука в пространстве и обнаружении полезного сигнала на фоне помехи. Полученные результаты позволили также подойти к оценке качественных и количественных характеристик этого процесса и сформулировать общие положения для подхода к его моделированию с позиции статистической' теории оптимального обнаружения сигнала и ее формального аппарата.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ОТРАЖАЮЩИХ ПОМЪХОУСТОЙЧИРОСТЬ СЛУХА ПРИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ИСТОЧНИКА ЗВУКА.

Среди работ, посвященных аналитическому рассмотрению алгоритмов оценки ннтернуральных параметров сигнала п слуховом тракте на фоне помехи и механизмов возникновения бинауральной разности уровня маскировки (Durlach, 1972; Webster, 1951; Durlach, 1963; Jeffress, 1972; Hafter, Carrier, 1970; Osman, 1971; Николаев, Îjo-лонников, 1972; Шахяаев, 1987), наиболее известными являются, так называемая модель латералиэации Бебстера-Джеффреса (Webster 1951; Jeffress, 1972 ) и ЕС-схема Дурлаха (Darlach, 1963; Durlach, 1972), основанная на процедурах "компенсации и удаления". Каждая из этих моделей отражает отдельные стороны работы бкнаурапьного механизма восприятия и, соответственно, включает в себя некоторые общие моменты, направленные н^ решение одной и той же задачи. Однако можно отметить, также ряд н<достатков, свойственный предлагаемым модельным схемам, которые, например, в случае модели латералиэации не позволяют произвести количественный анализ эффекта БОИ или определяют появление несоответствия некоторых расчетных условий с общими представлениями о работе механизма локализации (уравнивание сигналов по двум каналам н последующее их вычитание по схеме Дурлаха). Кроме того в основе построения этих моделей, как правило, лежат традиционные данные об эффекте БОИ, относящиеся,в боль-винстве случаев к экспериментам с противофазным включением либо полезного сигнала либо маскера. В то же время они достаточно трудно применимы к описанию экспериментальных ситуаций, составляющих основу настоящей работы, где в качестве стимулирующего сигнала выступают бннауральные последовательности импульсов с меняющимися интерауральными параметрами. Для моделирования процессов, отражающих помехоустойчивость локалнзационной функции слуха в этом случае представлялось бочее целесообразным свячать определенно« информационное представление сигнала с конечним интегральным ответом системы, используя для этого формальный аппарат, разработанный в области статистической радиотехники (Левин, 1975). Такой подход позволяет предлагаемой модели, оставаясь в рамках строго обоснованной статистически оптимальной процедуры обнаружения гиг-налов на фоне аддитивной помехи, учесть дополнительные операции, связанные (согласно экспериментальным данным) с эффектом ЕОМ и предложить информационно-статистическую основу для описания проявлений механизмов помехоустойчивости пространственного слуха человека при локализации источника звука. С функциональной точки зрения была принята вэанмокоррелнционная модель процесса, так как на ее Сазе возможно аналитически строгое описание принципов измерения кнтррауррльных параметров по двум слуховым каналам н при одноьррмениом действии полезного сигнала и помехи. Боле* подробно

основные положения модели и ее расчетная часть представлены в тексте диссертации. Отметим, что, в целом, предлагаемая 'хема не претендует на полноту описания всех этапов преобразования акустического сигнала в слуховой системе человека. Для настоящего рассмотрения наиболее важной была попытка качественного и количественного сопоставления характеристик стимуляции И' интегральной реакции систему на ее выходе, позволяющая подойти к описанию эффекта ПОИ н лежат* в его основе механизмов с информационно-статис-' тической точки зрения. При этом новым моментом в предлагаемой схеме, как уже отмечалось, явпилось применение теории оптимальной помехоустойчивости к описании) процесса пространственной локализации звуковых сигналов на фоне внешней помехи (в шуме), что позволило получить численное выражение эффекта бинаурального освобождения от маскировки.

Анализ реакций модели показал, что ее поведение хорояо соответствует известной феноменологии эффекта БОИ, а также экспериментальным результатам, полученным при проведении настоящего не-елндования на материале ДСВП человека. Данные теоретического расчета, также хак и данные опытов, однозначно свидетельствует о максимальной помехоустойчивости пространственного слухового вое приятия при разнесении источников маскирующего и полезного сигналов. бри этом при введении параметров расчета, соответствующих экспериментальный условиям (значения интерауряльных задержек, число реализаций процедуры обнаружения, характеристики маскирующего сигнала и т.д.) возможно получение и количественного соответствия с наблюдаемыми в опыте значениями БОМ. Отметим, что, в целом, процедура проведения экспериментов была близка по условиям к случаю модельного расчета эффекта БОМ по предлагаемой схеме, где также не учишвались изменения, которые могли быть связаны с включением дополнительных нейрофизиологических механизмов, обес-ЛС'чиеапцих условия привлечения внимания, решения задач идентификации пли различения и т.д. Эти изменения могут быть учтены при даЯьиийдей "надстройке" модели и ее усложнении.

Помимо феноменологического описания эффекта модель позволяет также прогнозировать определенные результаты. Так, представляется возможным теоретический расчет "индивидуальных показателей помехоустойчивости" испытуемых, которые совместно с другими показателями * например, различиями (может быть половыми) в характеристиках внутренних шумов систем«, определявших различную степень их Корреляции с вневней помехой,- могут составить фактическу» основу для наблюдаемой вариабельности количественных проявлений эффекта БОИ при его конкретных реализациях. Однако это направление и;сля-дсиапня помехоустойчивости пространственного слуха предста1ля?.тся Новый и требгет далькс^ерго экспсчкентального - зудения, уитн^з-Нечетки*? иредско^аиия эффекта и условия е?о полулгтщ.

выводы

1. При электрофизнологическом исследовании установлено достоверное изменение амплитудных показателей комплекса N1 — Р2 длнн-нолатентных слуховых вызванных потенциалов человека при действии бинауральных серий импульсов, имитирующих различное пространственное положение источника звука и его движение,

2. Установлено достоверное изменение (уменьвенне) пиковых амплитуд комплекса N1-1*2 длиннолатентних слуховых вызванных потенциалов при увеличении длительности бинауральных серий от 0.5 до 2 с.

3. Установлено, что при действии полностью латерализован-ного сигнала (ннтерауральная временная задержка - 700 мкс) амплитуда компонентов Я1-Р2 длиннолатентных слуховых вызванных потенциалов человека превыиает значения, полученные при действии аналогичного сигнала, создающего субъективный звуковой образ по средней линии головы испытуемого (ннтерауральная задержка - 0 мкс).

А. Установлено изменение (увеличение), амплитуды компонентов N1 —Р2 длиннолатентних слуховых вызваньых потенциалов человека при условиях, определяющих формирование ощущения движения звукового образа (частота следования импульсоп в сериях превышает' 15 Гц, ннтерауральная задержка изменяется от 800 до 0 мкс).

5. Установлено» что в изменении амплитудных показателей комплекса И1-Р2 длиннолатентних слуховых вызванных потенциалов человека отражается эффект бинаурального освобождения от маскировки, который в условиях одновременного предъявления маекера и полезного сигнала составляет» в среднем, 6.02 дБ для случая неподвижного латералнзованного сигнала и 7.8 дБ для случая движения звукового образа на фоне шума.

6. Предложена модельная схема, основанная на применении методов взаимокорреляцнонного анализа и статистически оптимальной процедуры обнаружения сигнала на фоне помехи, которая качественно и количественно отображает процессы, определяющие помехоустойчивость пространственного слуха чеювека, а также дает хорошее соответствие расчетных н экспериментальных данных относительно эффекта бииаурального освобождения от маскировки и может быть использована для предсказания новых результатов, связанных с определенном индивидуальных показателей помехоустойчивости восприятия при локализации источника звука.

список работ опубликованных по теме диссертации.

1. Вайтулевич С.Ф., Пак С.П. Отражение избирательного внимания в СВП человеха при движении звукового o6paaa//XIV Съезд Всесоюэ. физиолог.общества: Тез.докл.- Баку, 1983 - С.48-49.

2. Вайтулевич С.Ф., Мальцева Н.В., Пак С.П. Отражение характеристик движущегося звукового образа в ДСВП человека//Х Всесоюзн. акустическая коиф., М.,1983. С.65-69

3. Вайтулевич С.Ф., Пак С.П. Отражение граничных условий формирования ощущения движения звукового образа в СВП человека//Мате-риалы XXVII Совецания по ВНД, 1984. С. 83-85

4. Вайтулевич С.Ф., Пак С.П. ДСВП человека при движении звукового обраэа//ХЭБиФ, 1985. Т.21. N 5. С.498-503

5. Vaitulevich S.F., Pack S.P. Human evoked auditory potentials with long latency periods produced by the movement of a sound image//Journal Evolution Phisiol., 1986. V.52. N4. P.326-330

6. Вайтулевич С.Ф., Гехнан Б.И., Пак С.П. Эффект бинауралыюго освобождения от маскировки в ДСВП человека//ХУ1 Съезд физиологического общестпа: Тез. докл. 1987. Т.2. С.143

7. Альтман А.Я..Вайтулевич С.ф..Гехнан Б.И.. Пак С.П. Отражение бинауралыюго освобождения от маскировки в ДСВП человека//Сеи-соркые системы. 1988. Т.2. N2. С.187-194

8. Альтман Я.А..Вайтулевич С.*..Котеленко Л.М., Пак С.П. Характеристика ДСВП человека при височной эпнлепсии//Сеисорные системы. 1988. Т.2. N1. С.39-47

9. Вайтулевич С.Ф., Пак С.П. Влияние длительности стимулов и локализации звукового образа на характеристики ДСВП//Сенсориие системы. 1990. Т.4. N1. С.84-92

10. Вайтулевич С.Ф.,Пак С.П. Влияние скорости движения звукового образа на ДСВП человека//Материалы I Всесоюзн. симпозиума по ау-диологии, Тбилиси, 1990. С. 15-16

11. Вайтулевич С.Ф., Пак С.П. Отражение скорости движения звукового образа в ДСВП//ЖЭБИ», 1990. Т.26. N6. С.772-778

12. Вайтулевич С.».,Пак С.П. ДСВП человека при различных скоростях движения звукового образа//Х1 Акустическая конференция, Москва. 1991. С.39-42

13. Vaitulevich S.F.,Pack S.P. Effect of the rate of movement of the sound image on long latency auditory evoked potentials in man//J.Evolution Phisiology. V.63. N11. P.273-279

14. Вайтулевич С.*..Мальцева H.B., Никольский Б.В., Пак С.П. Отражение бинаурального механизма помехоустойчивости слуха в ДСВП человека//Сенсор»ые системы. 1993. Т.7. N2. С.52-59