.
Профессионализм специалистов является одной из составляющих успеха помощи людям с нарушенным слухом.
Взаимодействие с сурдологами, лор-врачами, сурдопедагогами - важнейшее направление нашей деятельности.
Это позволяет быть «на острие» проблем и своевременно предлагать специалистам необходимые решения.
Новые пути к слуховым аппаратам

Новые пути к слуховым аппаратам

Не так давно слуховые аппараты были чисто электронными усилителями звука, которые помещались у барабанной перепонки и должны были быть миниатюрными и едва заметными. В последние годы ситуация коренным образом изменилась. Сегодня с помощью особых аппаратов можно корректировать конкретные проблемы слуха, проводить обработку сигналов в зависимости от звука. Также широкое распространение получили кохлеарные импланты.
Прогресс слуховой техники стал возможен благодаря научным исследованиям, проводимым во многих областях, каждая из которых подходит к предмету со своей точки зрения и в соответствии с этим оперирует определениями, категориями и единицами измерений. Результатам этих работ посвящен предлагаемый вашему вниманию обзор.

Первые систематические исследования в области слуха, которые начались в конце XVIII века, позволили сделать наблюдение о том, что один и тот же звук может слышаться совершенно по-разному. Эта фундаментальная разница между объективным звуком и его субъективным восприятием играет решающую роль в различных исследованиях до сих пор, и она практически не зависит от того, специалисты из какой научной области работали над этой проблемой. Это суждение можно применить и в акустике, которая, как известно, изучает физические свойства звука, его поведение в воздухе и в других материалах, его возбуждение, а также характеристики и единицы измерения, в которых нужно все это описывать. Частота, уровень звукового давления, скорость звука – некоторые основные элементы (акустические величины), которые не дают никакого представления об отношении звука и слуха, несмотря на то, что сами они были открыты именно с помощью слуха. Однако если преследуется цель рассмотреть слух с точки зрения акустики, то имеет смысл воспользоваться новой научной отраслью – психоакустикой, которая изучает реакцию слуха на действие звука. Эта своеобразная и очень специфичная научная дисциплина применяется при исследованиях в области психологии восприятия, а также в анатомии и физиологии.

Слух как фильтр
В частности, в психоакустике изучают восприятие акустических величин и описывают его средствами акустики, к которым относятся слуховое поле и кривые громкости. Оба эти понятия возникли в первой половине ХХ века после проведения эмпирических слуховых тестов, в которых принимали участие большое число испытуемых. На основе анализа результатов была определена средняя слуховая способность человека, выраженная в таких акустических величинах, как частота и уровень звукового давления. Итак, слух является предметом исследований психоакустики, и он рассматривается как своеобразный фильтр, изменяющий звук. Исследователи стремятся как можно точнее определить действия этого фильтра, чтобы использовать знания о влиянии слуха на звук при разработке технических аппаратов.

Психология восприятия имеет иное направление. Здесь все усилия направлены на изучение процесса восприятия. Физический звук здесь используется лишь как одно из средств при проведении исследований, которое на основе реакции испытуемых дает возможность сделать вывод о свойствах и особенностях их слуха. Особый интерес для ученых представляют такие аспекты, как длительность реакции на акустические стимулы, эффекты группирования при формировании акустических образов и все то, что могло бы дать сведения о понимании звуков слушателем в процессе получения информации. Обширную пищу для размышлений дают исследования необычного восприятия акустических сигналов. Если, например, слушатель может вычленить отдельный звук в предъявляемой ему последовательности, так как этот звук по смыслу подходит к другой последовательности звуков, одновременно предъявляемой ему в противоположном ухе, то это говорит о возможности бессознательного получения информации. При этом он явно опирается на непротиворечивость и непрерывность звуковых процессов, что позволяет сделать выводы об участии в этом процессе высших мозговых функций.

Однако анатомия и физиология до сих пор не могут представить убедительные доказательства, объясняющие подобные явления. Анатомия достаточно подробно описывает все основные элементы тела человека, имеющие отношение к слуху. При этом физиология, изучающая процессы, протекающие в анатомических элементах, пока еще не может предложить исчерпывающее описание функций, которые выполняют слуховые ядра нервных клеток, следующие друг за другом, частично связанные между собой, а частично – с нервными клетками других структур. Здесь требуется измерять реакции разных нейронов на определенные частоты, синусоидальные тона, сложные звуки или компоненты звуков, узор и скорость разряда нейронов, и связанные с этим химические процессы в мозгу.  

Выход на уровень понимания
Все вышеприведенные исследования имеют достаточно опосредованное отношение к созданию новых слуховых аппаратов. Однако они позволяют сделать очень важный вывод: процесс слушания имеет много ступеней, начиная с источника звука и заканчивая пониманием информации. Итак, слушатель должен иметь возможность точно выделить речь, музыку и другие звуки из окружающей обстановки на основе их акустических параметров и понять эти звуки со всеми подтекстами и нюансами, подразумеваемыми «отправителем» или источником. Поэтому ученые в ходе исследований сравнивают намерения «генератора звука» с результатами восприятия или понимания, скрупулезно отмечая звуковые параметры речи, музыки и шумов. Здесь в действие вступают другие научные дисциплины, которые по-своему изучают структуры сигналов трех вышеупомянутых видов звука – речи, музыки и шумов, а также их воздействие на слушателя.

Так, например, языкознание, фонология и психолингвистика изучают аспекты устной речи. Здесь в качестве примера следует назвать исследования диалектных различий или разных уровней значения и понимания устной речи, выходящих за пределы ее чисто лексической роли. К ним относятся эмоциональные способы выражения, такие, как радость, нетерпение, равнодушие, или более риторические аспекты, как, например, ирония, которая может использоваться и восприниматься в тончайших нюансах разговора. Например, слово «пожалуйста» в зависимости от намерения говорящего может означать категоричное требование, уклончивость или простую вежливость. Если изучить и описать намерение говорящего, понимание слушателя и измерение физических параметров звука именно в этом аспекте, то полученные результаты будут представлять большой интерес при разработке слуховых аппаратов независимо от того, с какой целью проводились исследования. Они дадут сведения о параметрах устно-речевой коммуникации, которую можно улучшить с помощью слухового аппарата.

Данные сравнительной оценки, относящиеся к выражению и пониманию музыки, предоставляет и экспериментальная музыкальная психология. Она использует для исследований оригинальные музыкальные стимулы и изучает элементы музыкального выражения. Исследования могут проводиться как на уровне отдельных музыкальных тонов (отдельных физических звуков), так и при восприятии сложной оркестровой музыки, во время которого слушатель создает для себя индивидуальную структуру понимания, объединяя звуки нескольких инструментов в звуковые последовательности.

Это направление весьма далеко от понимания устной речи, и становится еще дальше, когда речь заходит о музыке ХХ века, ведь в ней определенный смысл может иметь даже тембр звука, а в музыку вводятся посторонние звуки, например, шум. Аналогичные исследования проводятся в области средств массовой информации, например, когда ученый анализирует воздействие шумовых эффектов в кино. 

Если дизайнер звука хочет создать как можно более привлекательное звучание, он изучает отношение структуры сигнала к его действию и проводит необходимые физические измерения. Для этого можно использовать разнообразные физические анализы трех категорий звука – речи, музыки и шумов, хотя для простоты часто считают, что все они представляют собой так называемый «полезный сигнал». Понимание зависит от того, как слушатель ориентируется в сложном звуковом окружении и присваивает воспринятые звуки какому-либо из его источников. Этот процесс действует даже в том случае, когда окружающие звуки имеют одинаковую громкость, как доказывает «эффект вечеринки». Это явление, открытое психологией восприятия в 1950-е годы, напрямую связано с пространственным слухом человека, но реально оно было подтверждено совсем недавно. В частности, ученые выяснили, что даже небольшие движения глаз или головы способствуют слуховой ориентации в пространстве.

Развитию этих исследований особенно способствовал прогресс современной нейрофизиологии и когнитивной неврологии. Благодаря новым медицинским методам получения изображений появилась возможность изучать, как мозг обрабатывает несколько звуков параллельно, как скачкообразно меняется при этом внимание, как услышанные звуки обрабатываются в слуховой коре и как они в итоге понимаются.

Обработка звуков и разработка слуховых аппаратов
Результаты исследований всех перечисленных выше научных дисциплинах, разумеется, используются в разработке новых слуховых аппаратов. Однако в ходе этого создатели аппаратов проводят и собственные исследования, посвященные слуховому восприятию. Конечно, они ставят перед собой совершенно другую цель, чем при исследованиях физических свойств человеческого слуха. Они планируют исследования в контексте разработки и стремятся получить конкретные выполнимые действия и/или специальные требования к разработке. Разумеется, никто не стремится к тому, чтобы при конструировании слуховой техники точно воспроизводить анатомию уха и последующих ступеней восприятия; упор делается на замену или улучшение нарушенной слуховой функции. Точное знание слуховой функции человека служит для ориентирования, в то время как собственная работа в сфере исследований и разработки заключается в том, чтобы применять, совершенствовать и расширять имеющиеся технические средства.

Исследования слуха с участием людей являются хотя и чисто утилитарными, но ни в коем случае не второстепенными методами разработки. Классические направления разработок в области слуха и слуховых средств – электроакустика, техническая акустика, техника, а в последнее время и информатика – внесли существенный вклад в фундаментальные научные исследования. Они дали важные знания о пространственном слухе, о явлениях маскировки и восприятия, особенно в психоакустике, благодаря которым удалось заполнять пробелы, возникавшие в процессе разработки. Какой вклад вносит, например, в локализацию звуков форма ушной раковины или слухового прохода? Какой собственный шум слухового аппарата способен вынести слушатель? Какая часть звуковой информации необходима для того, чтобы слушатель понял смысл сообщения, а какая является избыточной и может быть безжалостно удалена?

Ответы на эти вопросы зависят от методов и технологий, применяемых для исследований. Поэтому при разработке новой техники всегда необходимо проводить подобные исследования. Именно благодаря этому создание технологий, предлагающих новые решения слуховых проблем, может внести значительный вклад в основополагающие исследования слухового восприятия человека.

Дальнейшие шаги
Интересные научные результаты ожидаются и при исследовании такой актуальной темы, как адаптивная обработка сигналов в слуховых аппаратах, которая должна облегчить понимание окружающих звуков. Дело в том, что усиление конкретных речевых и музыкальных частотных компонентов и снижение окружающих шумов требует очень филигранной обработки звука посредством соответствующих программ, встроенных в слуховой аппарат. Такая форма обработки сигнала должна основываться не только на общих знаниях о природе звуков, таких, например, как речь, музыка и шум; ее следует расширять с помощью собственных исследований и добиваться технического совершенства.

Особая трудность заключается в том, как автоматически классифицировать многообразие звуков окружающей среды в соответствии с их источниками, и как усиливать или подавлять их в зависимости от их важности для слушателя. Большим шагом на пути к автоматической локализации можно считать сравнение звука, принимаемого левым и правым слуховым аппаратом, которое предлагают современные аппараты. Оно могло бы точно проанализировать структуру сигнала (звука окружающей среды), после чего обработать его по желанию слушателя. Однако из исследований в области нейрофизиологии известно, что в слуховой системе человека эти процессы протекают комплексно и на разных этапах нейронной обработки сигнала. Таким образом, простого сравнения звука с правой и левой стороны на уровне барабанной перепонки недостаточно, чтобы добиться идеальной дифференциации сигнала.

Поэтому разработчики давно стремятся к таким решениям, которые не ориентировались бы на многоступенчатый природный слух человека. Они ищут биологические организмы, восприятие и пространственную ориентацию которых было бы легче имитировать техническими средствами. Для этого подойдут летучие мыши, кошки, рыбы – короче, все животные, которые хорошо ориентируются в темноте, и при этом ограничиваются одноступенчатой системой восприятия. Учитывая это, нет ничего удивительного в том, что ученые изучают систему восприятия даже плодовых мушек-дрозофил. Только после того, как результаты исследований удастся воплотить в технические решения, а слуховые тесты будут успешно проведены при участии пациентов, станет понятно, насколько они подходят для создания слуховых средств нового поколения.  
Д-р Марта Брех

Доктор Марта Брех родилась в 1956 г. в Эспелькампе. Вначале она получила профессию звукотехника, затем окончила Берлинский технический университет и получила докторскую степень по специальности «музыковедение». После этого преподавала и занималась исследованиями в таких областях, как музыка XX-го и XXI-го века, пространственное слуховое восприятие, психология музыки, технология музыки и электроакустика. Сегодня Брех – приват-доцент Берлинского технического университета, лектор и автор книг.

     


ВКонтакт Facebook Одноклассники Twitter Яндекс Livejournal Liveinternet Mail.Ru



<-Назад в раздел




Слуховые аппараты. Каталог
Юбилей Компании - 20 лет!

Контактная информация

141195 , г. Фрязино, МО
Заводской проезд, д.3а

+7 (495) 792-02-10