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 – згущуваннями, що чергуються, і розрідженнями повітря. Ці коливання поширюються на всі боки від звучних тіл (джерел звуку), що породжують їх. Звукові хвилі мають складну фізичну будову. У них розрізняють частоту коливань, їх амплітуду і форму. Частота коливань визначається їх кількістю в одну одиницю часу. Слуховий аналізатор людини може сприймати в середньому звуки з частотою від 16 до 20 000 коливанні в секунду. Амплітуда коливань вимірюється відстанню між вищої і нижчої 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 в результаті механічного злиття декількох хвиль.

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

Це фізичні характеристики звуку. Вони трансформуються при дії на нас в психічних (сенсорні). Грубо кажучи, чим більше амплітуда звукової хвилі, тим голосніше нам здається звук, чим більше його частота, тим вище (тонше) він нам здається. Гучність і висота, таким чином, основні сенсорні характеристики звуку. Здорова і досить молода людина чує звуки в діапазоні приблизно від 20 до 20 000 Гц. 1 гц відповідає висоті звуку, що видається предметом, що здійснює одне коливання в секунду. Відчуття гучності і висоти взаємозв’язані. Скажімо, найбільша чутливість до звуку у людини при частоті звуку в 1 000 Гц.

Існує цілий ряд теорій висотного слуху або сприйняття частоти звуку. Британському фізикові Рутерфорду (XIX століття) належить тимчасова теорія сприйняття частоти. Основні положення цієї теорії полягають в наступному: 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 нервовому волокну, – усього лише близько 1 000 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 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 виявилося неможливим пояснити сприйняття низькочастотних звуків: при частоті нижче 50 Гц звукова хвиля деформує мембрану рівномірно, так, що рецептори, розташовані в різних частинах мембрани, не відрізняються по рівню 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 представляється правдоподібним припущення про існування двох механізмів сприйняття частоти : тоді як високі частоти кодуються (трансформуються в психічний образ) так, як це описано в теорії місця розташування, низькі частоти – відповідно до тимчасової теорії.