11. 5. 2. Слух (слухова чутливість)

За допомогою слуху індивід отримує інформацію про поведінку віддалених від нього об’єктів. Подразниками для слухового аналізатора є коливання повітряного середовища, що є звуковими хвилями. У вузькому значенні звук – це такі пружні хвилі (коливальний рух частинок пружного середовища, що поширюється у вигляді хвиль), для яких створює у людини слухові відчуття. Ці коливання поширюються на всі боки від звучних тіл , що породжують їх – джерел звуку. Звукові хвилі мають складну фізичну будову. Розрізняють частоту коливань, амплітуду і форму звукових хвиль. Частота коливань визначається їх кількістю в одній одиниці часу. Слуховий аналізатор людини може сприймати в середньому звуки з частотою від 16 до 20 000 коливань на секунду. Амплітуда коливань вимірюється відстанню між вищою і нижчою точками звукової хвилі. За формою коливань розрізняють прості і складні звуки. Перші складаються з одноманітних коливальних рухів певної частоти і довжини звукових хвиль і мають синусоїдальну форму. Складні звуки сполучають в собі декілька простих; вони утворюються через механічне злиття декількох хвиль.

Розрізняють музичні тони і шуми. Останні характеризуються відсутністю певної періодичності коливань звукових хвиль, властивої музичним тонам.

Зазначені характеристики є фізичними характеристиками звуку. Під час дії на нас вони трансформуються в психічні (сенсорні). Чим більша амплітуда звукової хвилі, тим голоснішим нам здається звук, а чим більша його частота, тим вище (більш тоншим) він нам здається. Гучність і висота – основні сенсорні характеристики звуку. Здорова і досить молода людина чує звуки в діапазоні приблизно від 20 до 20 000 Гц. Частота 1 Гц відповідає висоті звуку, що видається звучним тілом, яке здійснює одне коливання в секунду. Відчуття гучності і висоти взаємопов’язані. Скажімо, у людини найбільша чутливість до звуку частотою 1000 Гц.

Існує низка теорій висотного слуху або сприйняття частоти звуку. Британському фізикові Рутерфорду (XIX століття) належить тимчасова теорія сприйняття частоти. Основні положення цієї теорії полягають в такому: звук викликає коливання слухової мембрани, частота яких дорівнює частоті джерела звуку; ритм коливань мембрани визначає ритм нервових імпульсів, що йдуть по слуховому нерву. Проте подальші дослідження показали, що максимальна частота нервових імпульсів, що передаються по нервовим волокнам, – усього лише близько 1000 Гц, а чути ми можемо звуки набагато більшої частоти.

Гельмгольцом була запропонована альтернативна теорія сприйняття частоти, яка дістала назву теорії місця розташування. Теорія заснована на припущенні, що нервова система інтерпретує збудження різних ділянок слухової мембрани як різні висоти (частоти) звуку. Наприклад, стимуляція рецепторів одних ділянок мембрани викликає відчуття високого звуку, а збудження рецепторів іншої ділянки – відчуття низького звуку. Таким чином, передбачалося, що характер збудження рецепторів мембрани, загальна картина її деформації під впливом звукової хвилі залежать від висоти звуку.

Експериментальні дослідження, проведені в другій половині XX століття, багато в чому підтвердили гіпотезу Гельмгольца. Проте з’ясувалося, що за допомогою цієї гіпотези неможливо пояснити сприйняття низькочастотних звуків: звукова хвиля частотою нижче 50 Гц деформує мембрану рівномірно, і рецептори, розташовані в різних частинах мембрани, не відрізняються за рівнем збудження. Як же тоді ми сприймаємо звуки частотою нижче 50 Гц?

Якщо у тимчасової теорії були проблеми з високими звуками, то у теорії місця розташування – з низькими. Нині уявляється правдоподібним припущення про існування двох механізмів сприйняття частоти: високі частоти кодуються (трансформуються в психічний образ) так, як це описано в теорії місця розташування, низькі частоти – відповідно до тимчасової теорії.