Бибиков Н.Г. «Некоторые принципы обработки сигналов слуховой системой» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145349 (2014)

Обзор современного состояния вопроса о принципах кодирования звуков в слуховой системе человека. Подчеркивается, что после преобразования в улитке внутреннего уха сигнал может передаваться только импульсной активностью волокон слухового нерва. Для кодирования особенностей звука в значительном частотном и динамическом диапазонах требуется статистическая независимость импульсации разных волокон. Во многом именно обеспечению такой независимости служит сложный механизм частотного анализа во внутреннем ухе, а также специфическая система синаптической передачи между внутренней волосковой клеткой и связанными с ней волокнами слухового нерва. Эта передача осуществляется с добавлением шумовой составляющей, независимой для разных синапсов. Последнее свойство позволяет сохранить в импульсации популяции волокон информацию о временных интервалах, существенно меньших длительности отдельного импульса волокна. На следующих этапах слухового пути эта информация обрабатывается несколькими различными методами при резком увеличении числа элементов анализа. Начиная со слухового центра среднего мозга, все большее значение приобретает пластичность нервной ткани. Фактически каждая нервная клетка становится самообучающимся элементом, в которой характер преобразования сигнала определяется предшествующим опытом. Обсуждается экспериментальная база, служащая для обоснования высказанных положений.

Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. «Обнаружение акустоэнцефалографических сигналов» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Физиологическая и биологическая акустика", с. 21-26 (2014)

С помощью пьзопреобразователей продольных акустических колебаний обнаружены новые акустические сигналы, генерируемые головой человека. Сигналы хорошо проявляются при их съеме с височных областей, несколько хуже при съеме со лба. Сигналы имеют вид импульсов длительностью около 4 мс, следующих с изменяющимся во времени периодом от 60 до 120 мс. Величина сигналов примерно на два порядка превышает уровень тепловых акустических флуктуаций. Сигналы обладают рядом интересных свойств, в частности: они возникают в условиях релаксации испытуемого, когда он находится в покое с закрытыми глазами и мотивирован на засыпание; хотя сигналы имеют частоты следования, близкие к частотам альфа ритма, однако точного согласования с сигналами альфа ритма на длительных (порядка минуты) интервалах не наблюдается; сигналы, снимаемые с разных висков так же, как правило, не имеют строгой синхронизации. Подобие некоторых параметров этих сигналов параметрам сигналов ЭЭГ позволяет назвать их акустоэнцефалографическими сигналами.

Римская-Корсакова Л.К. «Периферические основы эффектов облегчения слухового распознавания изменений интенсивности коротких звуков в шуме» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Физиологическая и биологическая акустика", с. 32-37 (2014)

Эффекты слухового облегчения распознавания изменений интенсивности высокочастотных звуков (импульсов) в шуме обнаружены довольно давно, однако причины эффектов пока не установлены. В частности, известно, что если импульс средней интенсивности предъявляют в тишине, то распознавание изменений интенсивности ухудшается. Распознавание импульсов улучшает его сложение с шумом. При задержке импульса относительно конца шума в 50–60 мс увеличение уровня последнего вызывает чередование эффектов облегчения и ухудшения распознавания изменений интенсивности импульсов. Причины ухудшения и облегчения распознавания изменений интенсивности импульсов мы искали в ходе моделирования особенностей периферического кодирования импульсов и звуковых комплексов «маскер–импульс». Кодированием мы называли преобразование синаптического потенциала в последовательность потенциалов действия, сгенерированных ансамблем волокон слухового нерва. Как оказалось, варьирование уровней маскеров влияло на свойства кодирования и импульсов, и звуковых комплексов. Изменения свойств кодирования могли лежать в основе указанных слуховых эффектов. Ключевые слова: импульсные звуки, кодирование, распознавание, моделирование, периферия

Гай В.Е. «Информационная модель слухового восприятия» Сборник трудов 1-й Всероссийской Акустической конференции (Москва, РАН, 6–10 октября 2014 г.), секция "Акустика речи", с. 13-20 (2014)

Описывается предлагаемая модель информационных преобразований, проходящих в слуховой системе. Проводятся аналогии между процессами преобразования информации в слуховой системе и предлагаемой моделью. Указанная модель строится на принципах теории активного восприятия, предложенной для моделирования информационных процессов в системе зрительного восприятия. На основе предложенной модели создано несколько методов обработки звуковых сигналов: метод вычисления частоты основного тона голоса человека, метод выделения полезного сигнала. Проведённые экспериментальные исследования подтвердили эффективность предложенных методов.

Римская-Корсакова Л.К. «Периферические основы слухового распознавания изменений интенсивности импульсных звуков, предъявляемых в тишине и после воздействия шума» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145350 (2014)

Причины ухудшения и облегчения распознавания изменений интенсивности коротких высокочастотных звуков (импульсов), предъявляемых в тишине в шуме и после действия шума, анализировали путем сравнения результатов модельных и психоакустических экспериментов. В модельном эксперименте изучали особенности периферического кодирования изменений интенсивности импульсов; искали условия, в которых реакция ансамбля может сохранять информацию об амплитудно-временной структуре, анализировали статистические характеристики реакций ансамбля волокон слухового нерва, вызванные в ответ на действие импульсов и звуковых комплексов «шумовой маскер–импульс». Под кодированием понимали преобразование синаптических потенциалов в последовательность потенциалов действия, сгенерированных волокнами слухового нерва. Моделирование показало, что изменение уровня маскера приводит к изменению свойств кодирования импульс, и звукового комплекса. Слуховые эксперименты показали, что эффекты облегчения распознавания возникают, если импульс средней интенсивности предъявляли вместе или после маскера, уровень которого соответствовал порогу маскировки. При задержке импульса относительно маскера в 50–60 мс, увеличение уровня последнего сопровождалось чередованием эффектов облегчения и ухудшения распознавания изменений интенсивности импульсов. Данные моделирования позволяют объяснить обнаруженные эффекты облегчения с точки зрения изменчивости свойств временного периферического кодирования импульсов и звуковых комплексов.

Гай В.Е., Гай Н.В., Яковлев О.А., Сажин В.Г. «Информационная модель слухового восприятия» Ученые записки физического факультета МГУ, № 5, с. 145354 (2014)

Описывается предлагаемая модель информационных преобразований, проходящих в слуховой системе. Проводятся аналогии между процессами преобразования информации в слуховой системе и предлагаемой моделью. Указанная модель строится на принципах теории активного восприятия, предложенной для моделирования информационных процессов в системе зрительного восприятия. На основе предложенной модели создано несколько методов обработки звуковых сигналов: метод вычисления частоты основного тона голоса человека, метод выделения полезного сигнала. Проведённые экспериментальные исследования подтвердили эффективность предложенных методов.