Введение

Аудиторная иллюзия, связанная с чередующимися октавными тонами. Октавная иллюзия – это слуховая иллюзия, открытая Дианой Дойч в 1973 году. Она возникает, когда два тона, отстоящих друг от друга на октаву, последовательно воспроизводятся в чередующемся порядке ("высокий-низкий-высокий-низкий") через стереонаушники. Одна и та же последовательность воспроизводится одновременно в обоих ушах, однако правое ухо слышит высокий тон, а левое – низкий, и наоборот. Вместо восприятия двух чередующихся тонов, большинство испытуемых слышат один тон, который попеременно воспринимается то одним, то другим ухом, при этом его высота то повышается, то понижается.

Первый эксперимент

Два использованных тона имели частоту 400 Гц и 800 Гц, что приблизительно соответствует нотам G4 и G5 в современной системе обозначения высоты звука. Каждый тон звучал в течение 250 мс перед переключением на другое ухо. Между тонами не было пауз. Таким образом, оба тона постоянно присутствовали во время эксперимента; менялись лишь уши, воспринимающие в данный момент высокий и низкий тон. После первоначального теста наушники поменяли местами, и тест повторили.

Результаты

Было протестировано 86 испытуемых, и ни один из них не воспринял тональный рисунок правильно. Большинство испытуемых слышали один тон, меняющий высоту на октаву при переключении между ушами. При перемене наушников ухо, которое изначально слышало высокий тон, продолжало слышать высокий тон, а ухо, которое изначально слышало низкий тон, продолжало слышать низкий тон. Некоторые испытуемые слышали только один тон, перемещающийся между ушами, но не меняющий высоту или меняющий её незначительно. Ряд испытуемых слышали различные "сложные" иллюзии, например, два чередующихся тона в одном ухе и третий тон, спорадически возникающий в другом ухе. Рукодоминирование также играло важную роль в результатах. 58% праворуких и 52% леворуких испытуемых слышали один тон, переключающийся между октавами при переключении между ушами. Среди оставшихся испытуемых праворуких, слышавших тон, переключающийся между ушами, но не меняющий высоту, было почти в три раза больше, чем леворуких. Леворукие испытуемые демонстрировали разнообразие в локализации высоких и низких тонов, в то время как праворукие испытуемые гораздо чаще локализовали высокий тон в правом ухе в обоих тестах. Это известно как двухканальная модель, поскольку предполагается, что работа двух отдельных механизмов принятия решений – "что" и "где" – объединяется для создания иллюзии. Модель представлена здесь.

Дальнейшие эксперименты

В дальнейшем эксперименте Дойч исследовал влияние ведущей руки и семейной истории ведущей руки на восприятие октавной иллюзии. В исследовании приняли участие 250 студентов, которых классифицировали как по предпочтению в использовании рук, так и по наличию левшей среди родителей или братьев и сестер. Было обнаружено, что правши чаще слышали высокий тон справа (и низкий тон слева), чем амбидекстры, а амбидекстры – чаще, чем левши. И для всех трех групп, склонность слышать высокий тон справа была выше у испытуемых, у которых оба родителя и братья/сестры были правшами, чем у тех, у кого были левши или амбидекстры в семье. В другом эксперименте Дойч и Ролл более детально изучили двухканальную модель. Они воспроизвели 44 правшам повторяющийся паттерн тонов частотой 400 Гц и 800 Гц. В этот раз в правое ухо подавали три тона частотой 800 Гц, чередующиеся с двумя тонами частотой 400 Гц, а в левое ухо одновременно – три тона частотой 400 Гц, чередующиеся с двумя тонами частотой 800 Гц. Между каждой последовательной комбинацией тонов делали паузу в 250 мс. Испытуемых просили сообщить, сколько высоких и низких тонов они слышали и в каких ушах. Результаты соответствовали первоначальному эксперименту. В последующих экспериментах, основанных на той же модели, Дойч попросил испытуемых указать, был ли паттерн типа "высокий-низкий-высокий-низкий" или "низкий-высокий-низкий-высокий". Это позволяло определить, за каким ухом следил испытуемый, чтобы определить высоту тона. Затем амплитуду неслышимого тона изменяли, чтобы определить, какой величины она должна быть, чтобы нейтрализовать эффект, и было обнаружено, что иногда требовалось значительное различие в амплитуде. Также было установлено, что иллюзия разрушалась, когда оба тона не звучали одновременно. В других экспериментах Дойч изменял относительную амплитуду высоких и низких тонов и спрашивал испытуемых, был ли паттерн типа "правый-левый-правый-левый" или "левый-правый-левый-правый". Это позволяло определить, локализует ли испытуемый тон по высокой или низкой высоте. Снова было обнаружено, что иногда для нейтрализации эффекта требовалось большое различие в амплитуде.

"Немецкая иллюзия"

Бранкуччи, Падуло и Томмаси утверждают, что иллюзию октавы следует переименовать в "иллюзию Дойча", поскольку, согласно их результатам, она не ограничивается только октавой. Они провели эксперимент, аналогичный оригинальному эксперименту Дойча, но использовали два тона с интервалом от малой терции до ундецимы. Тоны сначала прозвучали в течение 200 мс, после чего переключались между ушами, а затем снова прозвучали в течение 500 мс. Иллюзия наблюдалась у некоторых испытуемых при всех интервалах, однако она возникала чаще при более широких интервалах.

Критика и опровержение

Чемберс, Мосс и Мэттингли полагают, что иллюзия вызвана сочетанием гармонического слияния и бинауральной диплакузии – состояния, при котором высота тона воспринимается несколько по-разному в каждом ухе. В экспериментах с небольшим количеством участников никто не сообщил о восприятии, наиболее часто наблюдаемом у испытуемых Дойч. Это не обязательно противоречит другим исследованиям, поскольку число участников в данном эксперименте было невелико, и существуют индивидуальные различия в восприятии иллюзии. Авторы также утверждали, что эксперименты, проведенные другими исследователями, не позволили установить, воспринимаются ли высокие и низкие тоны как находящиеся на расстоянии октавы друг от друга. Следовательно, они заключили, что их результаты не согласуются с результатами Дойч в отношении доминирования руки и уха по отношению к локализации тона. Эти критические замечания были опровергнуты в двух статьях. Дойч (2004a) использовал новую методику, которая обеспечила более четкую фиксацию октавной иллюзии; в ходе эксперимента обученные музыканты точно записывали то, что они слышали. Эксперимент подтвердил, что при прослушивании иллюзии испытуемые воспринимают разницу в октаву между ушами. Этот результат нельзя объяснить диплакузией, которая подразумевает разницу в долю полутона между ушами. В статье также отмечалось, что Чемберс и др. использовали некорректные методики. В другой статье Дойч (2004b) показал, что Чемберс и др. проводили неуместные сравнения с другими явлениями звукового восприятия и не учли ряд ключевых результатов, подтверждающих модель Дойч. Кроме того, октавная иллюзия, при которой воспринимается разница в октаву между ушами, была воспроизведена в нескольких других лабораториях. Например, Олер и Ройтер недавно воспроизвели корреляцию с ручностью в исследовании, проведенном с участием 174 испытуемых. Ламминмяки и Хари (2000) и Ламминмяки и др. (2012) в исследованиях с использованием МЭГ предложили нейрофизиологическое объяснение иллюзии, которое согласуется с двухканальной моделью Дойч.