Кіріспе

Аудиология және психоакустикада Харви Флетчердің 1933 жылы енгізген және 1940 жылы жетілдірген сынды жолақтар тұжырымы, ішкі құлақтағы есту мүшесі – кохлея құратын "есту сүзгісінің" жиілік енін сипаттайды. Дәл айтқанда, сынды жолақ – екінші дыбыс тонның бірінші тонды естіп қабылдауға кедеріл келтіретін, дыбыс жиіліктерінің диапазоны. Психофизиологиялық тұрғыдан алғанда, соққы және есту қабылдауындағы дөрекілік сезімдері, есту жиілігін талдау механизмінің жиілік айырмасы сынды жолақтың енінен кішірек болған сигналдарды ажырата алмауымен және осы сигналдарға жауап ретінде резонансқа түсетін механикалық жүйенің (базилярлық мембрананың) біркелкі емес "қытырлауымен" байланысты болуы мүмкін. Сынды жолақтар есту маскалау құбылыстарымен де тығыз байланысты: бір сынды жолақтағы жоғары қарқынды екінші сигналдың болуы кезінде дыбыс сигналының естілу қабілеті төмендейді. Маскалау құбылысының маңызы зор, ол дыбыс деңгейі (қабылдау өлшемі) мен қарқындылығы (физикалық өлшем) арасындағы күрделі байланыстан бастап, дыбысты сығу алгоритмдеріне дейін кең ауқымды.

Тыңдау сүзгілері

Сүзгілер аудиология мен психоакустиканың көптеген аспектілерінде, соның ішінде шеткі есту жүйесінде қолданылады. Сүзгі – белгілі бір жиілікті күшейтетін, ал басқаларын әлсірететін құрылғы. Атап айтқанда, жолақты өткізу сүзгісі жолақтың ені ішіндегі жиіліктердің ауқымын өткізуге мүмкіндік береді, ал ажыратылған жиіліктерден тысқарыларын тоқтатады. Базилярлық мембрананың пішіні мен құрылымы әртүрлі жиіліктердің мембрананың әртүрлі нүктелерінде ерекше күшті резонанс тудыратынын білдіреді. Бұл мембрана бойымен жиілік диапазондарына сезімталдықтың тонотоптық ұйымдастырылуына әкеледі, оны "есту сүзгілері" деп аталатын үстінен-үстін жабатын жолақты сүзгілердің массиві ретінде модельдеуге болады. Есту сүзгілері базилярлық мембрананың бойындағы нүктелермен байланысты және кохлеяның жиілік таңдауын анықтайды, сондықтан тыңдаушының әртүрлі дыбыстарды ажырата білу қабілетін анықтайды. Олар сызықтық емес, деңгейге тәуелді және кохлеяның түбінен шыңына дейін жолақтың ені азаяды, өйткені базилярлық мембранадағы күйі жоғарыдан төмен жиілікке қарай өзгереді. Есту сүзгісі жолағының ені алғаш рет Флетчер (1940 ж.) ұсынғандай, сындық жолақ деп аталады. Егер сигнал мен маскар бір уақытта берілсе, онда сигналдың маскалауына тек сындық жолақтың ішіне түсетін маскар жиіліктері ғана әсер етеді. Сындық жолақтың ені неғұрлым үлкен болса, сигналдың шуға қатынасы (SNR) соғұрлым төмен болады және сигнал соғұрлым көп жасырылады. Есту сүзгісінің бұл екі қасиеті маскалаудың жоғары қарай таралуына ықпал етеді деп есептеледі, яғни төменгі жиіліктер жоғары жиілікті керісінше жақсы маскалайды. Деңгейді арттыру төменгі жиіліктің амплитудасын ұлғайту арқылы оны жазықтатады, сондықтан төменгі жиіліктер төменгі кіріс деңгейінен гөрі жоғары жиілікті жасырады. Есту сүзгісі тоқтамнан тыс тыңдауды пайдалана отырып, фондық шудағы сигналды тыңдау кезінде масканың әсерін азайта алады. Бұл масканың орталық жиілігі сигналдан өзгеше болған кезде мүмкін. Көп жағдайда тыңдаушы сигналға бағытталған есту сүзгісі арқылы тыңдайды, бірақ егер маскар болса, бұл орынсыз болуы мүмкін. Сигналға бағытталған есту сүзгісінде сондай-ақ сүзгінің SNR-і төмен болуына және тыңдаушының сигналды анықтау қабілетін төмендетуге әкелетін маскардың көп мөлшері болуы мүмкін. Алайда, егер тыңдаушы сигналдың едәуір мөлшерін, бірақ маскардың азын қамтитын сәл басқа сүзгі арқылы тыңдаса, SNR көбейіп, тыңдаушыға сигналды анықтауға мүмкіндік береді. Есту қабілеті нашарлаған құлақтың есту сүзгісі қалыпты құлаққа қарағанда тегіс және кеңірек болады. Бұл сыртқы түкті жасушалар зақымдалғандықтан, базилярлық мембрананың жиілік таңдауын және күйін төмендетеді. Тек сыртқы түкті жасушалар зақымдалғанда, сүзгі төменгі жиілік жағынан кеңейеді. Сыртқы және ішкі түкті жасушалар зақымдалғанда, сүзгі екі жағынан да кеңейеді. Бұл сирек кездеседі. Есту сүзгісінің кеңеюі негізінен сүзгінің төменгі жиілік жағында болады. Бұл төменгі жиілікті маскалауға бейімділікті арттырады, яғни жоғарыда сипатталған маскалаудың жоғары қарай таралуын арттырады.