Tâm âm học và Cảm nhận thính giác
Tâm âm học là ngành nghiên cứu mối quan hệ giữa các đặc tính vật lý của âm thanh và trải nghiệm cảm nhận mà nó gợi lên. Ngành này đặt câu hỏi về cách các chiều của tín hiệu âm thanh, như tần số, cường độ và thời gian, được tai và hệ thần kinh thính giác chuyển đổi thành các cảm giác về cao độ, độ lớn, âm sắc, vị trí và ý nghĩa. Trong thính học, nó cung cấp nền tảng cảm nhận để hiểu thính giác bình thường, mô tả đặc điểm mất thính lực và thiết kế các biện pháp cũng như thiết bị được sử dụng trong phục hồi thính giác.
Definition
Tâm âm học là một nhánh của tâm vật lý học liên quan đến cách các kích thích âm thanh vật lý ánh xạ lên các cảm giác và nhận thức thính giác, và cảm nhận thính giác là trải nghiệm chủ quan và sự diễn giải âm thanh của người nghe.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc về khía cạnh cảm nhận của thính giác: các phương pháp tâm vật lý liên hệ kích thích với cảm giác, các chiều cảm nhận cơ bản của âm thanh và các quá trình thính giác phục hồi lời nói và thông tin không gian từ đầu vào âm thanh phức tạp. Nó nhóm các tài liệu chi tiết thành các chủ đề về tần số, cường độ và độ lớn; xử lý thời gian và cao độ; cảm nhận và khả năng hiểu lời nói; thính giác hai tai và định vị; và thích nghi và mệt mỏi thính giác. Nó coi đây là tài liệu tham khảo và giáo dục chứ không phải hướng dẫn lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Các chiều vật lý của âm thanh ánh xạ lên các chiều cảm nhận về cao độ, độ lớn và âm sắc như thế nào?
- Giới hạn độ phân giải thính giác của con người về tần số, cường độ và thời gian là gì?
- Hệ thống thính giác trích xuất thông tin lời nói và không gian từ âm thanh phức tạp như thế nào?
- Những khả năng cảm nhận này thay đổi như thế nào khi bị mất thính lực?
Key concepts
- Tâm vật lý học và mối quan hệ kích thích-cảm giác
- Ngưỡng tuyệt đối và ngưỡng khác biệt
- Tính chọn lọc tần số và dải tới hạn
- Cao độ, độ lớn và âm sắc như các chiều cảm nhận
- Độ phân giải thời gian và tích hợp thời gian
- Tín hiệu hai tai và định vị âm thanh
- Che khuất và khả năng nghe của âm thanh trong tiếng ồn
Mechanisms
Ốc tai thực hiện ánh xạ tần số-vị trí dọc theo màng đáy, sao cho các tần số khác nhau kích thích các nhóm tế bào lông và sợi thần kinh thính giác khác nhau; tổ chức theo tông này là cơ sở của tính chọn lọc tần số và dải tới hạn. Cường độ được mã hóa bằng tốc độ phóng điện và số lượng sợi được tuyển dụng, và độ lớn cảm nhận tăng lên theo hàm nén của mức vật lý. Thông tin thời gian được bảo toàn thông qua khóa pha của phóng điện thần kinh, hỗ trợ xử lý bao thời gian, cao độ của các âm phức tạp và các tín hiệu giữa hai tai được sử dụng để định vị. Cảm nhận thính giác phát sinh khi các đường dẫn trung ương tích hợp các mã phổ và thời gian này, cho phép người nghe tách biệt các nguồn âm thanh và phục hồi các mẫu có ý nghĩa như lời nói.
Clinical relevance
Các nguyên tắc tâm âm học mô tả lý do tại sao mất thính lực làm suy giảm nhiều hơn là chỉ đơn giản là khả năng nghe: giảm tính chọn lọc tần số, tăng độ lớn bất thường (tuyển mộ), và suy giảm xử lý thời gian và hai tai đều định hình cách người nghe bị ảnh hưởng trải nghiệm âm thanh, đặc biệt là lời nói trong tiếng ồn. Hiểu các mối quan hệ này giúp giải thích cơ sở lý luận đằng sau các xét nghiệm thính lực và thiết kế các thiết bị trợ thính. Tài liệu ở đây mang tính mô tả và giáo dục và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.
Evidence & guidelines
Phần lớn bằng chứng nền tảng trong lĩnh vực này đến từ các thí nghiệm tâm vật lý có kiểm soát trên những người nghe bình thường và những người bị suy giảm thính lực, được tóm tắt trong các văn bản tiêu chuẩn như Moore (2012) và Zwicker và Fastl (1999). Các quy ước đo lường cho các đại lượng như mức độ lớn và đường đồng độ lớn được mã hóa trong các tiêu chuẩn âm học quốc tế, và các mối quan hệ tiêu chuẩn hóa này là nền tảng cho các ứng dụng lâm sàng và kỹ thuật.
History
Nghiên cứu định lượng về thính giác phát triển từ tâm vật lý học thế kỷ XIX, nhưng tâm âm học hiện đại hình thành vào thế kỷ XX với sự phát triển của việc tạo và đo âm thanh bằng điện. Công trình tại Bell Laboratories về độ lớn, che khuất và sự khớp nối lời nói, cùng với việc Stevens và các đồng nghiệp đã định tỷ lệ cao độ và độ lớn vào những năm 1930, đã thiết lập các phương pháp của lĩnh vực này. Nghiên cứu tiếp theo về dải tới hạn, xử lý thời gian và thính giác hai tai đã mở rộng các nền tảng này và kết nối cảm nhận với các cơ chế ốc tai và thần kinh.
Key figures
- Stanley Smith Stevens
- Harvey Fletcher
- Eberhard Zwicker
- Reinier Plomp
- Brian C. J. Moore
Related topics
Seminal works
- stevens-1937
- plomp-levelt-1965
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa tâm âm học và thính học là gì?
- Tâm âm học là khoa học cơ bản về cách âm thanh được cảm nhận, nghiên cứu mối quan hệ giữa các kích thích âm thanh và cảm giác thính giác. Thính học là ngành lâm sàng áp dụng kiến thức này và các kiến thức liên quan để đánh giá và quản lý thính giác. Tâm âm học cung cấp phần lớn lý thuyết cảm nhận đằng sau các xét nghiệm và thiết bị thính học.
- Tại sao âm thanh lớn không đơn giản là 'nhiều hơn' của một âm thanh nhỏ đối với hệ thống thính giác?
- Bởi vì các chiều cảm nhận như độ lớn tăng không tuyến tính với mức vật lý, và bởi vì ốc tai xử lý âm thanh khác nhau ở các cường độ khác nhau. Mất thính lực có thể làm thay đổi thêm mối quan hệ này, do đó những thay đổi vật lý bằng nhau về mức độ không phải lúc nào cũng tạo ra những thay đổi bằng nhau về cảm giác.