السمع بكلتا الأذنين وتحديد موقع الصوت

يتيح السمع بكلتا الأذنين للمستمعين تحديد موقع الأصوات في الفراغ وفصل المتحدث المستهدف عن الأصوات المتنافسة. يستغل السمع بكلتا الأذنين الفروق الصغيرة بين الإشارات في الأذنين، وبشكل رئيسي في وقت الوصول والمستوى، بالإضافة إلى التشكيل الطيفي الذي يفرضه الرأس والأذنان الخارجيتان. يغطي هذا الموضوع الإشارات الدالة على اتجاه الصوت، والآليات التي تقارن بين الأذنين، وفوائد الاستماع بكلتا الأذنين للسمع في الضوضاء.

Definition

السمع بكلتا الأذنين هو استخدام الأذنين معًا لمعالجة الصوت، وتحديد موقع الصوت هو تحديد المستمع لاتجاه ومسافة مصدر الصوت من الإشارات الصوتية، وبشكل رئيسي الفروق بين الإشارات التي تصل إلى كل أذن.

Scope

يغطي الموضوع الفروق الزمنية والمستوية بين الأذنين، والإشارات الطيفية (صيوان الأذن) لتحديد الارتفاع ودقة التمييز بين الأمام والخلف، ودقة تحديد الموقع، والمعالجة بكلتا الأذنين التي تجمع بين الأذنين، ومزايا السمع بكلتا الأذنين لفهم الكلام في الضوضاء. وهي مادة مرجعية وتعليمية حول السمع المكاني، وليست إرشادات سريرية.

Core questions

• ما هي الإشارات الصوتية التي تخبر المستمع من أين يأتي الصوت؟
• كيف يقارن الجهاز السمعي التوقيت والمستوى في الأذنين؟
• ما الذي يحل الغموض مثل الأمام مقابل الخلف أو الارتفاع؟
• كيف يساعد الاستماع بكلتا الأذنين في البيئات الصاخبة؟

Key concepts

• الفرق الزمني بين الأذنين
• الفرق في المستوى بين الأذنين
• النظرية المزدوجة
• وظيفة النقل المتعلقة بالرأس وإشارات صيوان الأذن
• الزاوية المسموعة الدنيا
• مخروط الارتباك والغموض الأمامي الخلفي
• التثبيط بكلتا الأذنين والتحرر المكاني من الإخفاء
• مشكلة حفلة الكوكتيل

Key theories

النظرية المزدوجة لتحديد الموقع

يعتمد تحديد الموقع الأفقي على إشارتين متكاملتين: تهيمن الفروق الزمنية بين الأذنين عند الترددات المنخفضة، حيث يلقي الرأس ظلًا صوتيًا ضئيلًا، وتهيمن الفروق في المستوى بين الأذنين عند الترددات العالية، حيث يحجب الرأس الأذن البعيدة.

نموذج الكشف عن التزامن (المكاني) للتوقيت بين الأذنين

اقترح جيفريس أن الفروق الزمنية بين الأذنين يتم ترميزها بواسطة الخلايا العصبية التي تعمل ككاشفات للتزامن على طول خطوط التأخير، بحيث يمثل مكان الاستجابة العصبية القصوى تأخيرًا معينًا بين الأذنين وبالتالي اتجاهًا.

Mechanisms

يصل الصوت المنبعث من جانب واحد إلى الأذن الأقرب في وقت أبكر قليلاً، وبكثافة أكبر عند الترددات العالية، مما ينتج فروقًا زمنية ومستوية بين الأذنين يقارنها جذع الدماغ؛ فالنواة الزيتونية العلوية الإنسية حساسة للتوقيت بين الأذنين، والنواة الزيتونية العلوية الوحشية حساسة للمستوى بين الأذنين. تقوم طيات صيوان الأذن بترشيح الصوت بطريقة تعتمد على الاتجاه، مضيفة إشارات طيفية تحل غموض الارتفاع والأمام-الخلف الذي تتركه الإشارات بين الأذنين وحدها دون حل. من خلال مقارنة الأذنين، يحسن الجهاز السمعي أيضًا اكتشاف وفهم الهدف في الضوضاء، وهي فائدة تُعرف بالتحرر المكاني من الإخفاء.

Clinical relevance

يؤدي فقدان السمع غير المتماثل أو أحادي الجانب إلى تدهور الإشارات بين الأذنين اللازمة لتحديد الموقع ولفصل الكلام عن الضوضاء، وهو أحد الأسباب التي تجعل المستمعين الذين يعانون من مثل هذه الخسائر يبلغون عن صعوبة في الأماكن الصاخبة حتى عندما تسمع إحدى الأذنين جيدًا. استعادة المدخلات المتوازنة إلى الأذنين هو هدف العديد من أساليب إعادة التأهيل. تصف هذه المادة وظيفة السمع بكلتا الأذنين وليست أساسًا للتشخيص الفردي أو توصيات الأجهزة.

Evidence & guidelines

تم تحديد دقة تحديد الموقع كميًا بواسطة ميلز (1958) من خلال الزاوية المسموعة الدنيا، وتم تأطير الأساس العصبي للتوقيت بين الأذنين بواسطة جيفريس (1948). تم تسليط الضوء على دور السمع بكلتا الأذنين في فصل الكلام عن الصوت المتنافس بواسطة تشيري (1953) في وصفه لمشكلة حفلة الكوكتيل، وتم تجميع المجال في بلاويرت (1997).

History

اقترحت نظرية اللورد رايلي المزدوجة في مطلع القرن العشرين أن الفروق الزمنية والمستوية تخدم نطاقات تردد مختلفة. قدم نموذج جيفريس للكشف عن التزامن عام 1948 وصفًا مؤثرًا لكيفية ترميز الفروق الزمنية بين الأذنين عصبيًا، وأثبتت قياسات ميلز عام 1958 دقة تحديد الموقع البشري. قدم عمل تشيري حول الانتباه الانتقائي مشكلة حفلة الكوكتيل، وتناولت الأبحاث اللاحقة بالتفصيل وظائف النقل المتعلقة بالرأس وإزالة الإخفاء بكلتا الأذنين.

Debates

هل يتم ترميز التوقيت بين الأذنين بواسطة خريطة مكانية على غرار جيفريس في البشر؟

يتناسب نموذج الكشف عن التزامن جيدًا مع بعض الأنواع، لكن الأدلة في الثدييات تشير إلى أن الفروق الزمنية بين الأذنين قد يتم ترميزها جزئيًا عن طريق فروق المعدل بين نصفي الكرة المخية بدلاً من خريطة مكانية دقيقة، ولا تزال الآلية البشرية محل نقاش.

Key figures

• Lloyd Jeffress
• A. W. Mills
• Colin Cherry
• Jens Blauert
• John William Strutt (Lord Rayleigh)

Seminal works

• jeffress-1948
• mills-1958
• cherry-1953

Frequently asked questions

ما هي الفروق الزمنية والمستوية بين الأذنين؟

هي الفروق بين الإشارات في الأذنين. الفرق الزمني بين الأذنين هو الفرق الصغير في وقت الوصول لصوت من جانب واحد، والفرق في المستوى بين الأذنين هو الفرق في الشدة الناتج عن حجب الرأس للأذن البعيدة. وهما معًا الإشارات الرئيسية لتحديد الموقع الأفقي.

لماذا يكون السمع في الضوضاء أصعب بأذن واحدة منه بأذنين؟

تتيح الأذنان للجهاز السمعي مقارنة الإشارات واستغلال الفصل المكاني بين الهدف والخلفية، وهي ميزة تسمى التحرر المكاني من الإخفاء. مع وجود أذن واحدة فقط قابلة للاستخدام، تُفقد هذه الإشارات بكلتا الأذنين، مما يجعل فصل الكلام عن الصوت المتنافس أكثر صعوبة.