پاورپوینت فرآیند های حسی بخش شنوایی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

فرآیند های حسی
بخش شنوایی
زمینه روانشناسی احساس و ادراک
تالیف آتکینسون و همکاران

اسلاید 2 :

شنوایی
شنوایی مثل بینایی ، شنوایی هم برای دریافت اطلاعات محیطی از ابزارهای مهم ماست برای اکثریت ما ، راه اصلی ارتباط با دیگران و واسطه موسیقی است . شنوایی به دلیل تغییرات کوچک در فشار صوت اتفاق می افتد که می تواند منجر به جلو و عقب رفتن پرده ای در گوش داخلی ما شود . همان طور که در مبحث بینایی داشتیم ، در این جا نیز ابتدا ماهیت محرکت فیزیکی که شنوایی به آن حساس است را بررسی کرده ، سپس به توصیف دستگاه شنوایی می پردازیم با تأکید خاص بر این که چگونه گیرنده ها فرایندهای تغییر شکل را انجام می دهند ، و بالاخره در نظر میگیریم که دستگاه شنوایی چگونه شدت و کیفیت صوت را رمزگرایی می کند .

اسلاید 3 :

امواج صوتی
صدا از حرکت با ارتعاش شیء تولید می شود ، مثل وقتی که باد از لابه لای شاخه های درختان عبور می کنند . وقتی چیزی حرکت می کند ، مولکول های هوای جلویش به یکدیگر فشرده می شوند . این مولکول ها مولکول های دیگر را به هم می فشرند و بعد به وضعیت اصلی شان بر می گردند . به این ترتیب موجی از تغییرات فشار موج صوتی در هوا منتقل می شود ، ولو هیچ یک از مولکول های هوا از جای خود چندان دور نشده باشند . این موج شبیه امواج آب حوضچه ای است که با انداختن ریگی در آن ایجاد می شود . موج صوتی را می توان به صورت نموداری نشان داد که فشار هوا را در زمان های مختلف به تصویر می کشد .

اصواتی که با امواج سینوسی همراهند ، اصوات خالص هستند . جنبه مهم صوت خالص ، بسامد صوت ( تعداد چرخه ها در ثانیه یا بسامد ) است که هر یک بار حرکت به جلو و عقب رفتن مولکول ها یک چرخه است. بسامد اساس ادرا ک ارتفاع است ، ارتفاع درجه ای بالا یا پایین صداست . اصوات با بسامد بالا امواج سینوس با بسامد بالا را به وجود می آورند؛ اصوات با بسامد پایین امواج سینوسی با بسامد کمتر ایجاد می کنند . امواج سینوسی در تحلیل شنوایی از آن رو اهميت دارند که همان طور که فوريه ریاضیدان فرانسوی اثبات کرده است ، هر صدای پیچیده ای را می توان به چند صورت خالص تجزیه کرد و با جمع جبری تعدادی موج سینوسی دارای بسامدهای مختلف نمایش داد.

اسلاید 4 :

زمانی که دیاپازون مرتعش می شود ، صوتی خالص تولید می شود . امواجی پی در پی که به انقباض و انبساط هوا مربوط است و الگوی موج سینوسی را شکل می دهد . ارتفاع موج با شدت موج و تعداد چرخه ها بر ثانیه با بسامد آن منطبق است . با استفاده از تکنیکی که به تحلیل فوریه معروف است هر صورت موجی شکل را می توان مرکب از یک سلسله امواج سینوسی دانست که بساعدها و شدتهای مختلف دارد . جنبه دیگر صوت خالص ، دامنه آن است ؛ یعنی تفاوت فشار بالاترین نقطه و پایین ترین نقطه در نمودار فشار نسبت به زمان. دامنه صوت احساس ما را از بلندی صدا تعیین می کند ، یا به عبارتی این که یک صدا چقدر شدید به نظر می رسد . دامنه صدا معمولا با مقیاس دسی بل تعیین می گردد ، دسی بل مقیاس لگاریتمی بلندی است .

اگر بر دامنه صدایی ده دسی بل اضافه شود ، به معنای آن است که دامنه آن ده برابر آستانه صوت شده است و اگر ۲۰ دسی بل افزوده شود ، دامنه اش ۱۰۰ برابر و اگر 3۰ دسی بل افزوده شود ، دامنه اش هزار برابر خواهد شد و الی آخر . مثلا دامنه صدای نجوا مانند در یک کتابخانه ساکت تقریبا ۳۰ دسی بل است ، در حالی که دامنه صدا در یکرستوران شلوغ ممکن است به سطح ۷۰ دسیبل برسد ، یک کنسرت را که شاید به ۱۲۰ دسی بل بر سديا و صدای کنده شدن چت از زمین شاید به بیش از ۱۴۰ دسیبل برسد . مواجهه دایم با اصواتی با دامنه ۱۰۰ دسی بل یا بیش از آن آسیب به شنوایی را در پی دارد . مواجهه طولانی با صداهای بلند ممکن است آسیب شنوایی را در پی داشته باشد . به همین دلیل است که کارکنان فرودگاه همیشه از محافظ های مخصوص گوش استفاده می کنند.

اسلاید 5 :

آخرین جنبه صدا طنین است ، طنین به تجارب ما از پیچیدگی صدا دلالت دارد . تقریبا هیچ یک از صداهایی که هر روزه می شنویم به سادگی صداهای خالصی که در موردشان بحث کردیم نیستند ( به استثناء دياپازون و برخی وسایل الکتریکی ) . مشخصه صداهایی که توسط وسایل صوتی ، اتومبیل ها ، صدای انسان، سایر حیوانات و آبشار تولید می شود ، الگوهای پیچیده فشار صوت است . مثلا cمتوسطی که به وسیله یک ویولون نواخته می شود ازc متوسطی که با یک ترومپت نواخته می شود فرق دارد

اسلاید 6 :

دستگاه شنوایی
دستگاه شنوایی شامل گوش ها ، قسمت هایی از مغز ، و راه های عصبی رابط مختلف است . اولین موضوع مورد توجه ما گوش ها هستناء ، شامل نه ففعل انا امهایی که در دو طرف سر قرار گرفته ، بلکه کل عضو شنوایی است که قسمت اعظم آنها در داخل جمجمه قرار دارد ( شکل زیر نگاه کنید ) .

اسلاید 7 :

این تصویر همه ساختار گوش را نشان می دهد . گوش داخلی شامل این قسمت هاست : حلزون گوش که گیرنده های شنوایی را در خود جای داده است و دستگاه دهلیزی ( شامل مجاری نیم دایره و کیسه های دهلیزی ) که اندام مربوط به حس تعادل و حرکت بدن است.
مقطع عرضی گوش

اسلاید 8 :

مثل چشم ، گوش هم دو دستگاه را در خود جای داده است . یک دستگاه صوت را تقویت کرده و به گیرنده ها منتقل می کند ، دستگاه دیگر صوت را گرفته ، به تکانه های عصبی تغییر شکل می دهد . دستگاه انتقالی شامل گوش خارجی و گوش میانی است ؛ گوش خارجی خود شامل لاله گوش و مجرای شنوایی است ؛ و گوش میانی از پرده صماخ و زنجیره ای شامل سه استخوان کوچک به نام های چکشی ، سندانی و رکابی تشکیل شده است ، دستگاه تبد یلی در قسمتی از گوش داخلی به نام حلزون قرار گرفته که گیرنده های صدا در آن قرار دارند. گوش خارجی در جمع آوری صدا و هدایت آن از طریق مجرای شنوایی به سمت پرده ای کشیده و سفت ، به نام پرده صماخ کمک می کند .

پرده صماخ ، خارجی ترین بخش گوش میانی ، توسط امواج صوتی که از طریق مجرای شنوایی به آن می رسد به ارتعاش در می آید . کار گوش مبانی انتقال این ارتعاشات از پرده صماخ و از طریق حفره ای پر از هوا است ، این انتقال توسط پلی مکانیکی انجام می شود که خود از سه استخوان کوچک به نام های چکشی ، رکابی و سندانی تشکیل شده است . ارتعاشات پرده صماخ ابتدا اولین استخوان را حرکت میدهد ، سپس حرکت استخوان دوم و بالاخره استخوان سوم به حرکت در آمده و منجر به ارتعاشات دریچه بیضی می شود . این آرایش مکانیکی نه تنها منجر به انتقال امواج صوتی می گردد بلکه به خوبی آنها را تقویت هم میکند .

اسلاید 9 :

حال دستگاه تبدیلی را در نظر بگیرید . قسمت حلزون ، لوله استخوانی پیچ خورده ای است . مایع درون حلزون غشاهایی را از هم جدا می کند . یکی از این غشاها یعنی غشاء پایه از گیرنده های شنوایی محافظت می کند، از این رو گیرنده ها را سلول های مویی شکل می نامند که ساختاری مویی شکل دارند که به داخل مایع گوش کشیده شده اند. فشار به در بچه بیضی ( که گوش میانی را به گوش داخلی مرتبط می کند ) منجر به تغییرات فشار در مایع حلزون می شود و این خود ارتعاش غشاء پایه را در پی دارد ، نتیجه این که سلول های مویی شکل خم شده و به این ترتیب تکانه الکتریکی ایجاد می شود .

بالاخره در طی این فرایند پیچیده یک موج صوتی به تکانه الکتریکی تغییر شکل می دهد . سلول های عصبی که با سلول های مویی شکل سیناپس برقرار می کنند آکسون های طویلی دارند که قسمتی از عصب شنوایی را تشکیل می دهند . اکثر این نورون های شنوایی به سلول های مویی شكل منفرد متصل اند . در عصب شنوایی حدود ۳۱۰۰۰ نورون شنوایی وجود دارد که خیلی کمتر از یک میلیون نورونی است که در عصب بینایی است. راه شنوایی هر یک از گوش ها به هر دو نیمکره مغز رفته و قبل از رسیدن به ناحیه شنوایی قشر مخ ، در چندین هسته سیناپس برقرار می کند.

اسلاید 10 :

شنیدن شدت صوت
به یاد بیاورید که بینایی ما نسبت به بعضی طول موج ها حساس تر است . در شنوایی هم چنین پدیده ای داریم ما نسبت به صداهایی با بسامد متوسط حساس تر از صداهایی هستیم که در دو سمت انتهای طیف بسامد شنوایی قرار دارند . خیلی از افراد نواقصی در شنوایی دارند و در نتیجه آستانه شنوایی به دلیل مختل شدن انتقال صدا در گوش میانی ، تقریبا در تمام بسامدها به یک اندازه افزایش می یابد ، در نوع دیگر که کم شنوایی حسی - عصبی نام دارد ، آستانه شنوایی در همه بسامدها به یک اندازه بالا نرفته ، بلکه در بسامدهای بالاتری افزایش بیشتری می یابد . این الگو معمولا نتیجه آسیب گوش داخلی است ، که اغلب شامل تخریب سلول های موئینی است که قادر به بازسازی نیستند .

کم شنوایی حسی - عصبی در اکثر سالمندان رخ می دهد و به همین دلیل است که بیشتر افراد مسن در شنیدن اصوات مرتفع مشکل دارند . کم شنوایی حسی- عصبی به سالمندان محدود نمی شود ، بلکه در جوانانی که در معرض صداهای بسیار بلند بوده اند نیز رخ می دهد . نوازندگان موسیقی های راک ، کارکنان باند فرودگاه و کارگرانی که با مته های هوایشی کار می کنند اغلب کم شنوایی دائم و شدید دارند . مثلا ، پیت تاون شند گیتاریست مشهور گروه راک « هو» در دهه ۱۹۷۰ به این دلیل از کم شنوایی حسی ۔ عصبی رنج می برد که به طور مداوم در معرض صدای بلند موسیقی راک قرار داشت . او اکثر جوانان را از این خطر آگاه کرده است .

اسلاید 11 :

طبیعی است که گمان می کنیم دو گوش ما شدت اصوات را یکسان ادرا ک می کنند اما در حقیقت تفاوت های ظریفی وجود دارد . مثلا ، اگر صدایی اول به گوش راست ما برسد ، در گوش راست نسبت به گوش چپ با شدت بیشتری شنیده خواهد شد . سر ، خود به عنوان عایق صوتی عمل کرده و منجر به کاهش شدت صدایی می شود که به گوش دورتر می رسد . این تفاوت مانع توانایی ما برای شنیدن نمی شود ، چرا که ما با میانگین هر دو تعیین می کنیم که صدا از کجا می آید . گویی چنین استدلال می کنیم «اگر صوت در گوش راست من شدید تر از گوش چپ من است ، پس می بایست از سمت راستم آمده باشد ». به همین ترتیب ، صدایی که اول بار در گوش راست شنیده می شود ، به اندازه کسری از ثانیه زودتر به این گوش و سپس به گوش چپ رسیده است« و همین امر در مورد صوتی که اول به گوش چپ رسیده برعکس است » . ما اغلب میانگین این تفاوت را برای تعیین مکان صوت می گیریم « اگر صدا اول به گوش راستم رسید ، پس می بایست از سمت راست من آمده باشد ».

اسلاید 12 :

ارتفاع صوت
یکی از کیفیات روان شناختی اصلی صوت ، ارتفاع آن است و ارتفاع احساس براساس بسامد صوت است . جوانان قادر به تشخیص صداهای خالص با بسامد بین ۲۰ و ۲۰,۰۰۰ هرتز هستند ، در بسامد ۱۰۰ هرتز ، jnd کمتر از یک هرتز بوده و اگر بسامد به ۱۰,۰۰۰ هرتز افزایش یابد ، jndنیز ۱۰۰ هرتز می شود. در مورد صوت نیز مثل نور به ندرت مجبور به شنیدن محرک حسی خالص هستیم به یاد دارید که برای دستگاه بینایی ما ترکیبی از طول موج ها را به جای محرک خالص - یا نور تک طول موجی - می بینیم ( نور تابیده شده از لیزر استثناء است ) . در دستگاه شنوایی نیز وضعیت مشابهی وجود دارد . ما ندرتا یک صوت خالص را می شنویم . به علاوه ، معمولا با صدایی مواجهیم که ترکیبی از صوت ها است .

هرچند ، در قیاس با نور ، وضعیت صوت متفاوت است . از ترکیب طول موج های نور ، رنگی کاملا جدید می بینیم ، اما ازمخلوط کردن صوت های خالص با یکدیگر ، اغلب هنوز می توانیم هر یک را جداگانه بشنویم ، به ویژه اگر بسامد این صداها فاصله های زیادی از هم داشته باشند . اگر بسامدها خیلی به هم نزدیک باشند ، احساس پیچیده تر است اما در هر حال شبیه یک صوت خالص واحد نیست . در رنگ بینی ، توجه به این حقیقت که ترکیبی از سه نور به احساس یک رنگ واحد می انجامد به اعتقادی مبنی بر وجود سه نوع گیرنده بینایی منجر شد . در شنوایی این طور نیست به این معنی که به جای تعداد اندکی گیرنده متمایز و تخصص یافته برای تعداد اندکی بسامد متفاوت ، گیرنده های صوتی بیشتر در طول یک پیوستار قرار دارند .

اسلاید 13 :

نظریه های ادراک ارتفاع صوت
مثل رنگ بینی ، دو نظریه در مورد چگونگی رمزگذاری بسامد و تبدیل آن به ارتفاع توسط گوش مطرح است . اولی توسط یک فیزیک دان انگلیسی به نام لرد درادرفورد در سال ۱۸۸۶ مطرح شده رادفورد اظهار داشت که یک موج صوتی باعث ارتعاش كل غشاء پایه شده و میزان ارتعاش تعیین کننده میزان تکانه های فیبرهای عصبی در عصب شنوایی است . یک صوت ۱۰۰۰ هرتزی منجر به ارتعاش ۱۰۰۰ دفعه در ثانیه ای غشاء پایه می شود که این به نوبه خود منجر به آن می شود که فیبرهای عصبی در عصب شنوایی در یک ثانیه ۱۰۰۰ مرتبه شلیک کنند ، و مغز آن را به عنوان ارتفاع خاصی ادرا ک کند . از آنجا که این نظریه مطرح می کند که ارتفاع صوت به نحوه تغییر صوت در طول زمان بستگی دارد ، آن را « نظریه زمانی »می نامند . وقتی آزمایش ها تعیین کردند که حداکثر سرعت شلیک فیبرهای عصبی ( رشته های عصبی ) در حدود ۱۰۰۰ تکانه در ثانیه است ، ساده انگاری نظریه رادرفورد مشخص شد. اگر نظریه رادرفورد درست می بود ، ما قادر به ادراک ارتفاع اصوات بیش از ۱۰۰۰ هرتزنمی شدیم،در حالی که چنین توانایی را داریم.

اسلاید 14 :

وی ور در سال 1949 برای حل مشکل نظریه رادرفورد راهی را پیشنهاد کرد ، به نظر وی بسامدهای بیش از ۱۰۰۰ هرتز توسط چند گروه رشته های عصبی رمزگردانی می شوند ، به این صورت که هر یک با فاصله اندکی از دیگری شلیک می کند . مثلا اگر گروهی از سلول های عصبی ۱۰۰۰ تکانه در ثانیه شلیک می کنند و پس از یک هزارم ثانیه گروه دوم شروع به شلیک ۱۰۰۰ تکانه در ثانیه نماید ، مجموع سرعت تکانه ها بر حسب ثانیه در دو گروه به ۲۰۰۰ تکانه در ثانیه می رسد ، کشفی بدین مضمون که « الگوی تکانه های عصبی در عصب شنوایی تابع شکل موچی محرک صوتی ایجاد کننده آنهاست با این تفاوت که تک تک سلول ها به تک تک چرخه های موج مذکور واکنش نمی دهند» این تعبیر نظریه زمانی را تأیید کرد . گرچه این فرضیه هوشمندانه است ولی هنوز هم نارساست . توانایی رشته های عصبی در تبعیت از شکل موجی صوت در بسامدهای حدود ۴۰۰۰ هرتز از بین می رود ، و این در حالی است که ما قادر به شنیدن صوت های با بسامد بالاتر هم هستیم ، می بایست برای رمزگردانی کیفیت ارتفاع صوت لااقل در بسامدهای بالا راه دیگری وجود داشته باشد و نظریه نوع دوم ادرا ک ارتفاع صوت به همین پرسش مربوط است .

اسلاید 15 :

سابقه این نظریه به سال ۱۹۸۳ بر می گردد ، یعنی زمانی که کالبدشناسی فرانسوی به نام ژوزف گیشارد دوورنی این نکته را مطرح کرد که بسامد اصوات از راه تشدید به صورت مکانیکی به ارتفاع صوت رمزگردانی می شود و « تشدید عبارت است از درجه طنین انداختن و تکرار صدایی با یک بسامد خالص در فاصله ای به لحاظ ریاضی مشخص » . برای فهم این مطلب مثالی در مورد تشدید را در نظر بگیرید . اگر دیاپازونی چسبیده به یک پیانو را به صدا در آوریم ، آن کلید پیانو که با بسامد دیاپازون مورد نظر کوک است ( یعنی هم بسامد هستند ) ، مرتعش می شود . اگر بگوییم که گوش هم به همین صورت عمل می کند ، به این معناست که بگوییم در گوش هم ساختمانی شبیه سازهای شستی دار ( مثل پیانو ) وجود دارد که هر بخش آن با بسامد خاصی کوک است ، در نتیجه با رسیدن بسامد خاصی به گوش ، همان بخش از آن مرتعش می شود . درستی این مطلب در مجموع ثابت شده و مشخص شده که این ساختمان همان غشاء پایه است .

اسلاید 16 :

در دهه ۱۸۰۰ هرمان فون هلم هولتز ( آیا او را از نظریه رنگ بینی به یاد دارید ؟ ) این فرضیه را بیشتر بسط داده و نهایتا نظریه مکانی ادرا ک ارتفاع صوت را تدوین کرد . طبق این نظریه هر مکان خاص در طول غشاء پایه به احساس ارتفاع خاصی می انجامد . این حقیقت که مکان هایی از این دست روی غشاء وجود دارد به معنای آن نیست که ما توسط غشاء پایه می شنویم ، منظور این نظریه آن است که نقطه ای از این غشاء که بیشترین ارتعاش را دارد ، عامل تعیین کننده رشته های عصبی است که فعال می شوند و این خود تعیین کننده ارتفاع صوتی است که به گوش ما می رسد . این مثالی از رمزگردانی یک دستگاه حسی با کمک اعصاب خاصی است که با آن مرتبطند .

اسلاید 17 :

چگونگی کارکرد واقعی غشاء پایه تا دهه ۱۹۴۰ معلوم نشد ، تا این که جورج فون بکزی حركات غشای پایه را توسط حفره های ریزی که داخل قسمت حلزونی گوش خوکچه های هندی و اجساد انسان ایجاد کرده بود ، اندازه گیری کرد . یافته های فون بکزی مستلزم اصلاحی در نظریه مکانی بود : غشاء پایه مثل پیانویی با شستی های جداگانه کار نمی کند ، بلکه بیشتر شبیه ملافه ای است که یک نفر یک طرفش را تکان دهد . مخصوصا فون بکزی نشان داد که کل غشا در اکثر بسامدها حرکت می کند ، اما در هر بسامد بخشی از آن بیشترین حرکت را دارد . بسامدهای بالا منجر به ارتعاش قسمتهای نزدیک به انتهای غشاء پایه می شوند ؛ و هرچه فرکانس بیشتر می شود ، الگوی ارتعاش به سمت دریچه بیضی پیش می رود ( فون بکزی ۱۹۹۰ ) . فون بکزی به خاطر این پژوهش و پژوهش دیگرش در مورد شنوایی در سال ۱۹۹۱ جایزه نوبل گرفت.

اسلاید 18 :

نظریه مکانی هم مثل نظریه زمانی ، بسیاری از پدیده های مربوط به درک ارتفاع صوت را توضیح می دهد ، اما نه همه را . یک مشکل عمده نظریه مکانی از صداهای با بسامد پایین ناشی می شود . با بسامدهای زیر ۵۰ هرتز همه قسمت های غشاء پایه به یک میزان مرتعش می شود . این به آن معنی است که همه گیرنده های شنوایی به یک میزان فعال می شود و این خود بر این امر دلالت دارد که راهی برای تشخیص بین فرکانس های زیر ۵۰ هرتز نداریم . و این در حالی است که ما در عالم واقع قادر به تشخیص بسامدهای بسیار کم و در حد ۲۰ هرتز هم هستیم . روی هم رفته ، نظریه های مکانی در توضیح ادراک ما از اصوات با بسامد پایین و نظریه های زمانی هم در اصوات با بسامد بالا مشکلاتی دارند .

این مشکلات منجر به وجود آمدن این اعتقاد شد که ارتفاع صوت بستگی به هر دوی الگوهای زمانی و مکانی دارد ، نظریه زمانی توضیح دهنده ادرا ک ما از بسامدهای پایین و نظریه مکانی توضیح دهنده ادراک ما از فرکانس های بالاست . اگرچه معلوم نیست که در کجا یکی از این دو مکانیزم ، صدق نمی کند و دیگری وارد عمل می شود . به علاوه ، بسامدهای بین ۱۰۰۰ و ۵۰۰۰ هرتز می بایست توسط هر دو مکانیسم راه اندازی شود. به دلیل اهمیت فوق العاده ای که گوش ها و چشم های ما در زندگی روزمره مان دارند ، تلاش های زیادی برای کسانی که در این ۲ حس با نواقصی مواجهند صورت گرفته است . برخی از این کوشش ها در بخش پژوهش پیشتاز توصیف می شوند .