[聽覺的掩蔽效應(yīng)及其應(yīng)用] 聽覺掩蔽效應(yīng)

　　摘要：聽覺掩蔽現(xiàn)象是指一種聲音對聽覺系統(tǒng)感受另一種聲音的影響，其在自然界中普遍存在。聽覺掩蔽現(xiàn)象不僅在人和動物對聲音的感知和定位中起著重要的作用，其也越來越多地被應(yīng)用于實(shí)際生活和臨床治療。
　　關(guān)鍵詞：掩蔽效應(yīng)；應(yīng)用
　　中圖分類號：TN912.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
　　
　　人和動物都生活在充滿聲音的環(huán)境里，人類依靠聲音進(jìn)行交流，很多動物則靠聲音進(jìn)行通訊，尋找食物和配偶乃至感知外界環(huán)境。有些有生物學(xué)意義的聲音在自然界中并非孤立存在，它們之間相互作用相互影響會形成聽覺的掩蔽現(xiàn)象。在聽覺研究中，掩蔽是指一種聲音對聽覺系統(tǒng)感受另一種聲音的影響。早期聽覺心理物理學(xué)測試顯示，當(dāng)從不同位置呈現(xiàn)的兩個聲信號間隔時間足夠短時，受試者將兩個聲信號辨知為一個融合聲，且只能確認(rèn)前導(dǎo)聲的位置，即第一個聲音（掩蔽聲）對滯后聲（探測聲）存在前掩蔽效應(yīng)；同時滯后聲對前導(dǎo)聲的感知也存在著一定程度的后掩蔽效應(yīng)。一般而言，掩蔽作用會削弱聽覺系統(tǒng)對聲音的辨別和感知，引起對探測聲的反應(yīng)下降，感受閾值升高，對探測聲探測能力降低；而在有些情況下掩蔽聲也可易化神經(jīng)元對探測聲的反應(yīng)使其興奮性增加。
　　自然界中存在的聽覺掩蔽現(xiàn)象非常普遍，其在人和動物對聲音的感知和定位中起著非常重要的作用。隨著人們對聽覺掩蔽現(xiàn)象的了解，其也越來越多被應(yīng)用于實(shí)際生活和臨床有關(guān)疾病的治療。
　　
　　1 掩蔽現(xiàn)象在聲音感知和定位中的作用
　　
　　1.1 聲源定位
　　當(dāng)聲音產(chǎn)生于一個回響的環(huán)境時，會向不同方向傳播，并且隨后從附近的表面反射回來，第一個聲音和反射回來的聲音之間會相互影響，從而產(chǎn)生掩蔽效應(yīng)。聽覺系統(tǒng)因而面臨著要分析發(fā)出去的第一個聲音和反饋聲之間相互作用的問題，并根據(jù)反饋聲的不同特性進(jìn)行聲音的感知和定位，盡管這是一堆看似亂糟糟的信息，但我們?nèi)匀荒軐�這些聲源進(jìn)行定位并能相當(dāng)準(zhǔn)確的分辨出其中的含義。聲源定位的能力相當(dāng)重要，確定物體的方向有助于我們將注意轉(zhuǎn)向或回避某種聲源。對于某些動物，尤其是聲納動物如蝙蝠等，聲源定位有助于尋找捕獵對象或回避敵害，此為生存的必不可少的能力。
　　
　　1.2 噪聲環(huán)境下聲信號的辨別
　　 實(shí)際生活中，我們的聽覺系統(tǒng)常常是在噪聲的環(huán)境中辨別信號的存在。由于根據(jù)聲音到達(dá)兩側(cè)耳，在雙耳對聲音的感知時會產(chǎn)生雙耳掩蔽效應(yīng)，而研究表明雙耳的掩蔽效應(yīng)對噪聲環(huán)境中信號的辨別具有明顯的實(shí)際意義。當(dāng)兩個或多個聲源來自不同角度時，由于信號抵達(dá)雙耳的時間和位相不同，我們較易定位各聲源或?qū)⒆⒁饬�集中于某一種聲源。譬如，從合唱團(tuán)表演中分辨出來人的嗓音，從樂隊(duì)演奏中分辨出某一種樂器，或從嘈雜的晚會上聽取交談的內(nèi)容，這種基于聲源在空間位置上的不同而從復(fù)雜環(huán)境中辨別聲信號的能力常被稱為“雞尾酒會效應(yīng)”。
　　正是由于聽覺掩蔽效應(yīng)在聲音感知和定位方面的重要影響和作用，根據(jù)其作用的原理和特點(diǎn)，聽覺掩蔽效應(yīng)被廣泛地應(yīng)用于語音通訊領(lǐng)域和臨床上某些聽覺相關(guān)疾病的治療和研究。
　　
　　2 掩蔽效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用
　　
　　2.1 環(huán)境噪聲控制
　　掩蔽現(xiàn)象可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于環(huán)境噪聲控制，如果掩蔽噪聲為連續(xù)的聲音，而又不大響亮，且沒有信息內(nèi)容時，它可以成為使人易于接受的本底噪聲，同時也可以抑制其它干擾的噪聲，使人聽到這些聲音時從心理上不覺得煩躁，如剎車的刺耳聲，盤子的碰撞聲，便可用風(fēng)扇之類較柔和的噪聲來掩蔽。
　　
　　2.2 臨床耳鳴的治療
　　耳鳴既可以是整個聽覺系統(tǒng)中某一部分功能紊亂表現(xiàn)出來的一種臨床癥狀，也可能是精神或心理因素所致。耳鳴至少有80%源于外周（即耳蝸性耳鳴），這種由內(nèi)耳引起的耳部疾病，主要途徑可能為病變導(dǎo)致毛細(xì)胞或聽神經(jīng)末梢等受損或變性壞死而致功能失調(diào)或引起中樞控制失調(diào)，這樣就可能使聽神經(jīng)自行發(fā)出一些病理信號，即產(chǎn)生一種異常的自發(fā)放電活動，且被錯誤地感覺為一種聲音。目前臨床上常見的治療耳鳴的方法為掩蔽療法，掩蔽療法的作用機(jī)制就是選擇活動性增強(qiáng)部分毛細(xì)胞相對應(yīng)的窄帶噪聲以興奮支配這部分細(xì)胞的傳出神經(jīng)，從而降低毛細(xì)胞的自發(fā)活動性，使之恢復(fù)正�；顒印＝�(jīng)過一段時期的刺激訓(xùn)練，即可恢復(fù)部分或全部傳出神經(jīng)的興奮性，降低異常自發(fā)放電活動或自發(fā)放電活動恢復(fù)正常。抹掉中樞對耳鳴的記憶及破壞其可塑性，從而達(dá)到緩解耳鳴甚至耳鳴消失。
　　
　　2.3 語音增強(qiáng)
　　在實(shí)際語音通信中，語音信號很容易受到噪聲的污染，用語音進(jìn)行信息交流會受到嚴(yán)重影響，致使許多通信系統(tǒng)的性能急劇惡化。語音增強(qiáng)作為一種預(yù)處理手段，是解決噪聲污染、改善通信質(zhì)量的有效方法。目前在語音增強(qiáng)中用得比較成功的是聽覺掩蔽效應(yīng)，語音信號能夠掩蔽與其同時進(jìn)入聽覺系統(tǒng)的一部分能量較小的噪聲信號，從而使得這部分噪聲不為人們所感知。
　　
　　2.4 掩蔽效應(yīng)與語音識別相關(guān)
　　掩蔽效應(yīng)既影響聽覺的感受也影響聽覺的辨別。人的大腦皮質(zhì)與語言的關(guān)系，已有很長的研究歷史，重點(diǎn)是確定了一些與語言密切相關(guān)的皮質(zhì)區(qū)域。由于技術(shù)上的限制，先驅(qū)者們積累的資料，較多地是靠分析語言障礙患者病變部位與失語特征的相關(guān)性獲得。有3－6％的兒童口頭表達(dá)和理解別人的說話會極端困難，這種癥狀稱之為“特定語言損傷”。研究認(rèn)為特定語言損傷源于對大腦皮層語言和認(rèn)知的加工缺乏特異性，更有研究者認(rèn)為特定語言損傷是由于一個更基本的原因，即受影響的兒童不能分辨出言語中連續(xù)短聲在聲學(xué)上的不同。采用腦電圖以及功能性核磁共振技術(shù)（fMRI）研究發(fā)現(xiàn)，語言障礙兒童存在非語言的感覺紊亂和神經(jīng)生理學(xué)損傷，如復(fù)雜的、非語言的聲音聽覺記憶障礙，初級聽皮層以及相關(guān)腦區(qū)在不同掩蔽條件下出現(xiàn)不同活動模式（pattern），實(shí)驗(yàn)顯示語言障礙兒童對聽覺的后掩蔽效應(yīng)與正常兒童相比減弱，但是同時掩蔽效應(yīng)則不太受影響。通過在聽覺同時掩蔽和后掩蔽的條件下測量的大腦活動，發(fā)現(xiàn)這兩種情況可激活不同的聽覺加工流程和不同的感知腦區(qū)，對于語言障礙兒童來說，可能是后掩蔽模式激活的部分特定的聽覺和認(rèn)知腦功能恰好被削弱了。提示聽覺系統(tǒng)對聲信號的時相整合（temporal integration）功能在語言認(rèn)知過程中起重要作用。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] Litovsky RY， Colburn HS， Yost WA， Guzman SJ. The precedence effect. J Acoust Soc Am， 1999， 106.
　　[2] Viemeister NF， Plack CJ. Time analysis. In W.A.Yost， A.N.popper and R.R.Fay（Eds）， Human psychophysics Springer-verlag， New York. 1993.
　　[3] Palombi PS， Backoff PM， Caspary DM. Paired tone facilitation in dorsal cochlear nucleus neurons： a short-term potentiation model testable in vivo. Hear Res，1994， 75.
　　[4] Gaskell H， Henning GB.Forward and backward masking with brief impulsive stimuli [J]. Hear Res，1999， 129.
　　[5] Christine VP， Jeffrey JW. Delay-tuned neurons in the inferior colliculus of the mustached bat：Implications for analyses of target distance [J]. J Neurophysiol， 1999，82.
　　[6] 謝浩.聲音的掩蔽效應(yīng)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代物理知識， 1997，（26）.
　　[7] Jastreboff PJ， Phantom auditory perception（tinnitus）： mechanisms of generation and perception[J]. Neurosci Res， 1990， （8）.
　　[8] Seidman MD， Jacobson GP. Update an tinnitus. Otolaryngol Clin. North Am， 1996， 29.
　　[9] 楊匯軍， 鄭海英， 王立紅. 語音增強(qiáng)方法的研究[J]. 遼寧工學(xué)院學(xué)報， 2003，（23）.
　　[10] 張金杰， 曹志剛， 馬正新. 一種基于聽覺掩蔽效應(yīng)的語音增強(qiáng)方法[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2001， （41）.
　　[11] Wright BA， Lombardino LJ， King WM， puranik CS. Deficits in auditory temporal and spectral in language-impaired children. Nature， 1997， 387（6629）.
　　[12] Dijk PV， Backes WH. Brain activity during auditory backward and simultaneous masking tasks . Hearing Res， 2003， 181.
　　[13] Griffiths YM， Hill NI， Bailey PJ， Snowling MJ. Auditory temporal order discrimination and backward recognition masking in adults with dyslexia . J Speech Lang Hear Res， 2003， 46.
　　[14] Rauschecker JP， Tian B. Mechanisms and streams for processing of “what” and “where” in auditory cortex. Proc Natl Acad Sci， 2000，24：97（22）.

相關(guān)熱詞搜索：掩蔽 聽覺 及其應(yīng)用 聽覺的掩蔽效應(yīng)及其應(yīng)用 電影中的掩蔽效應(yīng) 掩蔽效應(yīng)的應(yīng)用