Föreläsning 6 - ljud och språkperception Flashcards
Vad är ljud?
Vågor av förtätningar och förtunningar i luften. Ljud är tryckförändringar.
Vad kan påverka vår ljudperception?
- Tidigare erfarenheter
- Förväntningar
- Uppmärksamhetens fokus (top-down och bottom up driven)
Auditory scene analysis
Att från en en-dimensionell rörelse hos trumhinnan dela upp ljudvågen i ljudkällor, deras positioner och tolka ljudet.
Sinuston
Enklaste formen av ljud, en ren ton som bara består av en frekvens.
Frekvens
Mäts i Hz (svängningar/sek) hur många vågtoppar/sekund som passerar.
Våglängden
Sträckan mellan två vågtoppar. Våglängden påverkar frekvensen, kort våglängd ger hög frekvens och lång våglängd ger låg frekvens.
Amplitud
Ljudnivå, mäts i dB, där 0 är det svagaste vi kan höra
Loudness
Den subjektiva uppfattningen (perceptionen) av ljudstyrka. Ökar vi styrkan med ca 10 dB så dubblas den upplevda ljudstyrkan
Hur kan typiskt ljud förklaras?
En massa sinusvågor med:
- olika frekvenser
- olika amplituder
- olika fas (förskjutningar)
Hur fungerar det med grundtoner för instrument?
För instrument är övertoner multiplar av grundtonen (harmoniska)
Grundton
Ger ljudet sin pitch
Övertoner
Ger ljudet sin klangfärg, alltså den specifika karaktären hos en ton.
The missing fundamental
Om grundtonen tas bort tycks den upplevelsemässigt finna kvar ändå (hjärnan fyller i)
Ljudspektrogram
En typ av akustisk analys, som innehåller all info om ett ljud under en viss tid.
Hur färdas ljud genom örat?
Trumhinnan och bendelar (hammaren, städet och stigbygeln) i innerörat överför ljudvågor till ovala fönstret => vibrationer i ovala fönstret sätter igång vätskevågor i snäckan => vågor i vätskan sätter basilarmembranet i svängning som i sin tur aktiverar hårceller som böjs vilket ger nervimpulser.
Stigbygelmuskeln/stapediusmuskeln
Sitter mellan stigbygeln och städet och har till uppgift att dämpa starka ljud till innerörat. Viktig för att skydda hårcellerna i snäckan. OBS! funkar ej vid knalljud, muskeln hinner inte med. Kan skadas eller dö av för stark aktivering och de verkar inte kunna repa sig.
Hur går platskodning av tonhöjd till? (basilarmembranet)
Som svar på en ton vibrerar basilarmembranet med en våg som gradvis växer i amplitud när den rör sig längst kanalen i snäckan. Vågen når ett maximum vid en bestämd punkt längst basilarmembranet som beror på ljudets frekvens.
Olika tonhöjder aktiverar olika receptorer, små hårceller.
När basilarmembranet lyfts upp så kommer vätska flöda mellan basilarmembranet och tektorialmembranet och då kommer hårcellerna att böjas.
Hur har platsteorin stöd?
Man kan påvisa ett samband mellan platsen för ljudskadade hårceller och frekvensspecifik hörselnedsättning.
Och hörapparater bygger även på platsteorin.
Cortiska organet
Består av två hårceller. De yttre tycks förstärka vätskeflödet av de inre hårcellerna.
Det är de inre hårcellerna som omvandlar flödet till aktionspotentialer.
Coclear implants/hörapparater
- Ljudprocessorns mikrofoner fångar upp ljudet och processorn omvandlar dem till digital information (olika ljudfrekvenser separat)
- Informationen överförs via spolen till implantatet under huden.
- Implantatet skickar elektriska signaler till elektroden i cochlean (olika frekvenser aktiverar olika platser längst coclean)
- Hörselnervtrådar i cochlean fångar upp signalerna och skickar dem vidare till hjärnan, vilket ger ljudupplevelsen.
Frekvensteorin
Menar att basilarmembranet vibrerar med samma frekvens som en ton => hårcellerna avfyrar med samma frekvens (50 Hz = 50 aktionspotentialer/sek)
Hur ser förhållandet mellan frekvensteorin och platskodning ut?
Fram till 300 Hz har vi frekvenskodning och över 300 Hz har vi platskodning
Problem för platskodning
Om ljudstyrkan varierar så kommer den högsta punkten förskjutas med amplituden men det stämmer inte med hur vi upplever ljud, vi upplever ljudets frekvens oberoende av ljudstyrkan
Presbyakusi
Lomhördhet vid högålder, kan kompenseras med hörapparat
I samband med vad upplevs ofta hörselnedsättning?
- Upplevd ångest och depression
- Kognitiv nedsättning
- Riskfaktor för demens
Bullerskada
Nedsättning pga hög ljudstyrka. Över 85 dB risk för att skada hårceller i snäckan. Yttre hårceller skadas först.
Tinnitus
Öronsusningar pga skador tolkar och förstärker hjärnans signaler. Kan bero på inflammation och irritation men även bullerskador.
Svårtbehandlat men KBT och ACT har visat sig vara gynsamma.
Hur förs ljud från öra till hjärnan?
Från hårcellerna leder hörselnerven till medulla, där vi har lite olika cellkärnor. Från medulla till inferior colliculus och sedan till thalamus. Från thalamus leder axonen till auditiva cortex i temporalloben.
Tonotropiska kartor i A1
I första synområdet, A1, finns en tonotropisk karta. Nervceller som kodar för samma frekvenser hos ljudet ligger nära varandra.
Igenkänning och lokalisering av ljud
Precis som med den dorsala och ventrala strömmen så finns det olika områden i hjärnan som aktiveras beroende på om man ska bestämma vart ljudet kommer ifrån eller vad det är för ljud
Vad aktiverar områden i höger hjärnhalva?
Tonhöjd
Vad aktiverar områden i vänster hjärnhalva?
Språkliga ljud
Wernickes area
Belägen i temporalloben. Om man får skador på detta område så får man svårigheter med att förstå tal
Broccas area
Belägen i frontalloben. Om man får skador på detta område leder till svårigheter med att producera tal (afasi)
Interaural time difference (ITD)
Baseras på det faktum att det tar olika tid för ljud att komma till öronen. Neuroner i auditiva kortex känner av skillnaden i tid som uppstår.
Interaural level difference (ILD)
Baseras på att ljudet har olika intensitet när det kommer till respektive öra. Ljudet kommer alltså att vara högst i det öra som är närmst ljudet i avstånd. Som en skugga som påverkar höga frekvenser men ej låga.
På samma sätt som med ITD så finns det neuroner i auditiva kortex som känner av den här skillanden.
Cone of confusion
I vanliga fall så kompletterar ITD och ILD varandra, då ITD ger info om lågfrekventa ljud och ILD ger info om högfrekventa.
Men det finns vissa positioner där alla ljud producerar samma ITD och ILD, därför kan vi inte med hjälp av dessa ledtrådar veta om ett ljud kommer uppifrån eller nerifrån.
Monaural cue
Det är ytterörats form som gör att vi kan lokalisera ljud i höjdled. Ytterörat och huvudet formar om ljudet beroende på vartifrån det kommer.. Beroende på ljudets riktning i höjdled kommer vissa frekvenser att förstärkas och andra försvagas.
Varje höjd orsakar ett specifikt hack i ljudspektrat som neuroner i auditiva kortex känner av.
Inverse-square law
Lätt att avgöra avstånd när ljudkällan är relativt nära (ca 1m). Intensitet minskar snabbare än vad avståndet ökar.
Spectral composition
Låga frekvenser tyder på långt avstånd då högre frekvenser inte kommer fram. Stora avstånd krävs dock, ca 1km
Binaural recording
En metod för att spela in ljud som använder sig av två mikrofoner i två konstgjorda öron. Syftet är att skapa en 3D stereo upplevelse så att det ska känns som man är i rummet där musiken spelas.
Ekolokalisering
Blinda personer kan använda sig av det här, och lära sig hur ljudet låter när det studsar mot olika objekt. Syncortex aktiveras när man får i uppgift att använda ekolokalisering, vilket visar på en stor plasticitet
Auditiva gestaltlagar
- Lokalisering, spatial närhet (grupperar ljud som är nära varandra)
- Temporal närhet
- Lika klangfärg
- Lika tonhöjd
Variabilitetsproblemet
Vi kan förstå språk trots stora skillnader i akustiska signaler (könsskillnader, ålderskillnader, tempskillnader, dialekter, brytning, telefonprat etc)
Segmenteringsproblemet
Språkljud överlappar varann men vi upplever tal som distinkta ord och meningar
Hur bildas språkljus?
När luft pressas genom talapparaten. Luften får stämbanden att vibrera, vokaler bildas genom stämbanden. För konsonanter är luftvägarna förträngda eller helt blockade.
Fonem
Betydelseskiljande språkljud. Om utbyte av ett ljud i ett ord mot ett annat ljud ger ett nytt ord med en annan betydelse är de båda ljuden olika fonem.
McGurk-effekten
Visar på hur stor påverkan synen har på fonemperceptionen.
