【摘要】：人類(lèi)對(duì)音調(diào)本質(zhì)的探索已有一千多年的歷史。音調(diào)的提取和編碼問(wèn)題一直是聽(tīng)覺(jué)研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)話題。從聽(tīng)覺(jué)外周到中樞,聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的各部位是如何參與音調(diào)信息的處理與感知,音調(diào)的編碼形式是空間部位還是時(shí)間序列,是頻率還是時(shí)間包絡(luò),至今猶未可知。近年來(lái),耳蝸非線性動(dòng)力學(xué)研究表明,聽(tīng)覺(jué)外周可能參與音調(diào)的提取以及編碼進(jìn)程。本研究在實(shí)驗(yàn)室前期離體耳蝸以及在體耳蝸研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的高精度外差式激光干涉儀,在體測(cè)量了生理活性良好的豚鼠耳蝸?lái)敳炕啄?duì)外界聲刺激的響應(yīng)信號(hào)及其測(cè)點(diǎn)的特征頻率,并通過(guò)時(shí)域包絡(luò)法從響應(yīng)信號(hào)中提取局部音調(diào)。結(jié)果顯示,耳蝸基底膜振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域包絡(luò)展現(xiàn)了與心理聲學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似的,分別受刺激音載波頻率和調(diào)制頻率影響的音調(diào)偏移現(xiàn)象。受測(cè)點(diǎn)特征頻率與刺激音頻關(guān)系的影響,生理實(shí)驗(yàn)中的音調(diào)偏移情況與心理實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在差異。只有當(dāng)測(cè)點(diǎn)的特征頻率低于刺激音載波頻率,且與調(diào)制頻率一致時(shí),該測(cè)點(diǎn)處的基底膜振動(dòng)包絡(luò)才能夠展現(xiàn)出與心理實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致的第二音調(diào)偏移現(xiàn)象;其它部位將表現(xiàn)出與心理實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的偏移模式。這一發(fā)現(xiàn)為“聽(tīng)覺(jué)外周可能參與音調(diào)信息的處理進(jìn)程”觀點(diǎn)提供了有力證據(jù),同時(shí)也能在一定程度上說(shuō)明外周音調(diào)信息表達(dá)的部位依賴(lài)性,即基底膜通過(guò)相關(guān)部位的振動(dòng)時(shí)域包絡(luò)表達(dá)音調(diào)信息。本文深入地探討了耳蝸音調(diào)提取的部位機(jī)制,并分析了聽(tīng)覺(jué)外周中“音調(diào)偏移現(xiàn)象”產(chǎn)生的原因。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN24;R764
【圖文】：

該發(fā)現(xiàn)說(shuō)明感知音調(diào)可以對(duì)應(yīng)刺激信號(hào)中不存在的頻率成分，見(jiàn)圖1.1a、圖 1.1b。這對(duì)當(dāng)時(shí)認(rèn)為“感知音調(diào)與聲音信號(hào)中包含的頻率成分相對(duì)應(yīng)”的共鳴學(xué)說(shuō)造成了巨大打擊。圖 1.1 “消失的基頻”圖示（來(lái)源：Carwright et.al, 1999[12]）

1.2 “第一音調(diào)偏移”實(shí)驗(yàn)所用聲刺激頻譜以及“第一音調(diào)偏移線”（來(lái)源：Carwriget.al, 1999[12]）隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)實(shí)際感知音調(diào)和 de Boer 預(yù)測(cè)的理論音調(diào)仍有發(fā)現(xiàn)被稱(chēng)為“第二音調(diào)偏移”現(xiàn)象，該現(xiàn)象體現(xiàn)在兩個(gè)方面：、實(shí)際音調(diào)偏移線的偏移斜率比“第一音調(diào)偏移理論”預(yù)測(cè)的要大，如圖；、當(dāng)復(fù)合音中心頻率保持不變，僅通過(guò)改變差頻 來(lái)改變刺激音。按照偏移理論，在上述條件下當(dāng)諧音序數(shù) 一定時(shí)，感知音調(diào)應(yīng)該保持不變。然果顯示感知音調(diào)隨 的變大而減小，如圖 1.3b 所示 。

圖 1.3 “第二音調(diào)偏移”現(xiàn)象（來(lái)源：Schouten et.al,1962[8]）音調(diào)偏移現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)粉碎了 Helmholtz 利用差頻音解釋音調(diào)的可能。以共鳴的外周頻譜理論因此再次陷入困境。另一方面，隨著神經(jīng)生理學(xué)的發(fā)展，一證實(shí)神經(jīng)系統(tǒng)具有依據(jù)神經(jīng)脈沖發(fā)放率，跟蹤信號(hào)時(shí)域包絡(luò)的能力[24,25]。

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