Пространственный слух

Слуховой аппарат является не только анализатором вре­мени, но и одним из важнейших анализаторов пространства. Интересно отметить, что пространственно-слуховое разли­чение имеет исключительно жизненное значение. Само разви­тие слуха стало необходимым в силу важности для организма сигналов, действующих на расстоянии и предупреждающих организм об опасности или наличии в окружающей среде не­видимых в данный момент предметов и веществ, нужных для пищевого обмена организма со средой.

Невидимыми являются эти объекты не только ночью (для животных с хроматическим зрением), но и во многих условиях пространства, обозрение которых невозможно или затрудни­тельно и днем (например, в лесистых или гористых местно­стях). Поскольку звук всегда есть то или иное акустическое свойство предмета и его среды, постольку звук становится для высших позвоночных животных важнейшим сигналом пред­мета.

С возникновением и развитием звукового языка как основ­ного средства общения между людьми звуки речи в слове ста­новятся «сигналами сигналов» для человека, которые также воспринимаются на расстоянии.

Сложные животные организмы, обладающие высшей нерв­ной деятельностью, и человек ориентируются в пространстве внешнего мира не только по местоположению, форме, вели­чине и другим пространственным признакам и отношениям видимых предметов внешней среды, но и по местоположению невидимого предмета, являющегося источником звука, и по направлению движения звуковой волны в определенной среде.

В формировании общих механизмов ориентировки ребенка в пространстве звук играет очень важную роль. Ориентиро­вочный рефлекс на звук способствует расширению полей зре­ния, вызывает повороты головы и корпуса тела в сторону звука, т. е. расширяет видимое пространство для ребенка уже в первые месяцы жизни. Любопытно, как первоначально ре­бенок пытается «увидеть» звук, т. е. реагируя на его местопо­ложение и направление, он не сразу осознает особенность не­сводимости к видимому предмету, свойство самого звука. Если перед ребенком 6—7 месяцев произвести такое действие: по­стучать пальцем по предмету, то ребенок возьмет руку взрослого, затем возьмет предмет и будет их рассматривать, как бы желая увидеть самый звук, произведенный их взаимо­действием. Затем ребенок повторит это действие-постукивание несколько раз. Можно заметить, что самое элементарное зна­ние о звуке у ребенка возникает в процессе замыкания вре­менной связи между движениями рук и взаимодействием тел, вызывающих звук. Все усложняющаяся совокупность таких временных связей составляет основу тех ассоциаций, которые образуются в мозгу между различными предметами и их зву­ковыми свойствами. На основе этих ассоциаций образуется значительно более сложная способность определять расстоя­ния между человеком и внешним предметом по звуку, место­нахождение предмета по звуку, направление движения звуков и т. д.

Новейшие исследования Бронштейна, Алексеенко, Блинкова и других показали несомненную связь, существующую между слуховой ориентировкой в пространстве и движениями человеческого тела (особено поворота головы), а следова­тельно, соответствующими мышечно-суставными ощущениями. Поэтому не является неожиданным, что расстройства слухопространственного различения (главным образом определение направления звука) особенно тяжелыми являются при пора­жениях височно-теменно-затылочной области, а также нижне­теменной области коры головного мозга. Это значит, что в основе слухопространственного различения лежит система связей между слухом, мышечно-суставными ощущениями и пространственным зрением. Конечно, ведущим в этой ассо­циативной системе является слух. Возникает вопрос: какой же именно механизм слуховых ощущений входит в эту ассо­циативную систему? На этот вопрос прежде всего дают ответы описанные выше опыты Быкова по изучению условных рефлек­сов у собаки с рассеченным мозолистым телом, которые пока­зали, что слух у такого животного остается без изменений в отношении дифференцировки интенсивностей и высоты зву­ков, но полностью исчезает дифференцировка направления звука, что в основе определения местоположения источника

звука лежит парная работа больших полушарий. Понятно, что такая парная работа является объединением, синтезом звукоразличительной работы мозгового конца каждого из по­лушарий. Иначе говоря, пространственно-слуховое различение есть наиболее позднее (в индивидуальном развитии) и слож­ное образование звукоразличительной деятельности головного мозга.

Что же является периферическими механизмами слухопространственного различения? Ответ на этот вопрос дает знакомство с путями обоих слуховых нервов, каждый из ко­торых (начиная со среднего мозга) входит своими частями в каждое из полушарий. Следовательно, каждый из мозговых концов слухового анализатора регулирует деятельность обоих; ушей в какой-то определенной функции каждого из них.

Наконец, слуховые рецепторы, как и зрительные, являются парными, симметрично расположенными по отношению друг к другу по бокам головы (в среднем 18—19 см анатомиче­ского расстояния между ушами).

До постановки проблемы слуховой ориентировки в про­странстве как самостоятельного вопроса этому факту парности слуховых рецепторов не придавалось особого значения. Отмечалось лишь, как мы видели раньше, что наличие у че­ловека двух приемников звука удваивает ощущение громкости (сравнительно со слушанием одним ухом), повышает звуковысотную чувствительность в 1¹/₂ —2 раза по сравнению со слушанием одним ухом. Имелось в виду, следовательно, что слушание двумя ушами (бинауральный слух) лишь количественно отличается от слушания одним из ушей (монауральным слухом), превосходя последнее.

Качественное своеобразие бинаурального слуха открылось лишь в ходе специального изучения роли бинаурального слуха в ощущении направления звука. Оказалось, что именно в этом пространственном различении и заключено качественное свое­образие совместной работы обоих слуховых рецепторов. Ме­стоположение источника, откуда приходит звук, определяется человеком при следующих условиях: 1) при одновременном слушании обоими ушами, т. е. при сопоставлении показаний одного и другого уха одновременно; 2) когда звук представ­ляет собой шумы или сопровождается шумами, тогда как для чистых тонов и гармоний направление звука определяется относительно хуже; 3) когда источник звука находится вблизи от средней (медиальной) длины головы, т. е. между обоими ушами; 4) когда определяется направление в горизонтальной плоскости (правое—левое), а не в вертикальной плоскости (вверх — вниз) или в плоскости вперед — назад. Перечисляя эти условия, Ухтомский подчеркивал, что ориентировка в

пространстве посредством слуха, как и посредством зрения, обо­стряется в особенности сопоставлением показателей во вре­мени с симметричных одноименных рецепторов (обоих ушей).

Изучение процесса распознавания направления звука обо­ими ушами показало, что имеется определенная зависимость от времени прихода звукового сигнала к одному и другому уху, а также от выпуклостей лица как затеняющей ширмы. Чем больше разность между временем прихода звука к каж­дому из ушей, тем больше возможность дифференцирования направления. Это положение особенно относится к низким то­нам с их малым числом частот и редкостью колебаний (более значительными временными промежутками между ними).

Поэтому различение направления должно быть более точ­ным относительно низких тонов. Невысокие тоны (ниже 800 кол/сек) дают отклонения в одну и ту же сторону (правую или левую) до тех пор, пока не начинается симметричное двоение источника звука вправо и влево. Оказалось, что и в области слуха, подобно двойственным изображениям при резкой диспаратности раздражения глаз, имеется подобное же явление «двоения» одного звука при слушании обоими ушами таких тонов, идущих в направлении в сторону от средней ли­нии головы.

При действии звуков более высоких тонов (800— 1500 кол/сек) угол смещения локализуемого звука становится все более значительным. Точность ориентировки относительно положения звучащего тела возрастает с удалением последнего на большие расстояния.

Можно сказать, что разность по времени и фазам возбу­ждения между двумя сигнализациями в кору головного мозга от обоих ушей и составляет основу дифференцировки направ­лений звука.

При бинауральном слухе имеет место не только определе­ние направления звука, но и сами слуховые образы изменя­ются, как бы перемещаясь по определенной траектории. При небольших громкостях траектория слухового образа кажется горизонтальной. При увеличении громкости кажется, что траектория звука подымается и вместе с тем приближается к го­лове спереди. При больших громкостях траектория звукового образа кажется почти вертикальной и как бы проходит вну­три головы. Иногда она располагается сзади головы, особенно в случаях большого расхождения разностей проведения звука в обоих слуховых органах.

Как и в пространственном зрении лишь умеренная диспаратность порождает необходимые для дифференцировки ви­димые расстояния, так и в пространственном слухе лишь уме­ренная разность показаний обоих ушей (разновременных фаз возбуждений) способствует правильному отнесению слухового

образа к местоположению звука.

По обоим слуховым нервам происходит передача нервных импульсов, совпадающих со звуковой частотой, разность вре­мени прихода которых в кору и составляет основное условие слухового отражения пространства.

Установлено, что бинауральный слух точнее при определе­нии горизонтального направления звука. Одной из причин этого обстоятельства является несимметричная форма головы и форма ушных раковин, фокусирующих звуки спереди и с бо­ков. Но эта причина не является решающей, несмотря на ее значение. Другой, более важной причиной является то, что объективно более значимыми и частыми в жизни человека являются сигнальные действия звуков, расположенных именно по горизонтальной плоскости, параллельно поверхности земли. Большая точность распознавания звуков по горизонтальному направлению определяется также и тем, что поэтому же направлению на голове расположены симметрично оба уха. Как показал Бронштейн, «физиологическая середина между обо­ими ушами по этой плоскости не совпадает с геометрической серединой». Как и в бинокулярном зрении, в бинауральном слухе отмечается функциональное неравенство обоих слухо­вых рецепторов. Вследствие этого неравенства, обусловленного возникающим преобладанием одного из очагов возбуж­дения (в одном полушарии) над другими (в другом полу­шарии).

Специальное изучение соотношения точности определения направлений бинауральным слухом было проведено Драпкиной. Согласно этим данным, наиболее точными являются бинауральные показания о правом (96,8%) плевом (89,6%) на­правлениях. Правое направление при всех длительностях и громкостях оказывается на первом месте. Переднее направле­ние звука также хорошо дифференцируется (83,0% правиль­ных ответов), но с ним чаще всего смешиваются заднее и верхнее направления (пространственные ошибки или иллюзии слуха).

Более чем вдвое сравнительно с передним и левым направ­лением снижается точность дифференциации верхнего поло­жения звука (36,2%) и заднего его положения (34,6%). Ло­кализация этих направлений в наибольшей степени зависит от длительности и громкости звука.

Как и в области пространственного зрения, не сводимого к остроте зрения, эти сложные функции пространственно-слу­хового различения направления и расстояния звука не сво­дятся к остроте слуха, хотя последний играет известную роль в слуховом различении пространства.