Выходными фа1сторвми (величииами) вестибулярного аппарата служат ощущения положения головы, тела человека, а также их изменений в пространстве. При раздражении полукружных каналов может возникнуть ощущение поворота тела. Более сильные раздражения полукружных каналов вызывают непроизвольные ритмические движения глазных яблок (так называемый ни-стагмус). Одновременно с этими движениями может наступить и головокружение. Статолиты в состоянии покоя дают ощущение вертикали (сила тяжести), в состоянии движения - ощущенне положения головы и поступательных перемещений.

Для рассмотрении возможностей участия вестибулярного аппарата в формировании ошушеиня места (днслокащ1н) слухового объекта будем различать три случая, отличающихся способом раздражения: раздражение вестибулярного аппарата нормальным движением головы; нефязнологвческне раздражения, нап имер резкие вращательные движения головы, тепловое раздражение; раздражение звуком.

Для ана.чиза первого случая вспомним предшествующий параграф. Там было установлено, что для определения места слухового объекта слух оценн вает изменения ушных сигналов во время двнжевня головы. Регистрация же движений головы осуществляется вестибулярным аппаратом. В этом и состо ИТ косвенное участие вестибулярного аппарата в формировании ошушеиня дислокации слухового объекта. Нефизиологическне раздражения широко освещены в литературе. Мюнстерберг и Пирс (1894). Холь (1909), Фрей (1912). Аллерс и Бекеши (1922), Кларк и Грейбиель (1949), Арнольт (1950), Юнгкис и Ваи-де-Феер (1958) исследовали иаправленносгь слуха прн прекращении вращательных движений человека (вращающееся кресло). В момент остановки человек иа короткое время ощущает остаточное головокружение. На время этого говчовокруження ои иногда теряет способность правильно определять направления и источнику звука. Как правило, в таких случаях слуховой объект лоцируется сдвинутым против иаправлеиия вращения.

Иногда слуховой объект смещается в иаправленнн вращения н очень редко-качается. Впрочем, эти же яв.чсния наблюдаются и в отношении зрительных объектов. Изменения свойств направленности слуха наблюдаются также и после теплового раздражения (Раух, 1922; Гюттнз, 1937; Ионгкнс я Ван-де-Феер. 1958). Эти изменения проявляются, например, в увеличении размывания локализации. Нарушения пространственных свойств слуха, вызываемые быстрыми вращениями и тепловым раздражением, также, по-вндимому, определяют роль вестибулярного аппарата в способности человека ориентироваться в пространстве. И здесь подтверждено косвенное участие вестибулярного аппарата в работе слуха. Особый интерес представляет eoifpoc о кспосредсг-венном участии вестибулярного аппарата в слуховом процессе, т. с. выполняет ли вестибулярный аппарат дополнительно к своим основным функциям (регистрации движений головы) функцию косвенной Оценки признаков звуковых сигналов (раздражение звуком).

В старых работах (Прсйер. 1887; Арнхайм. 1887; Мюнстерберг. 1880) и даже в некоторых работах последнего времени (Крауз, 1953) чнсто умозрительно высказывается мнение о том, что локация слухового объекта - это способность, присущая исключительно вестибулярному аппарату. Однако в настоящее время это предположение можно считать полностью опровергнутым Против него свидетельствует, например, тот факт, что слух у людей, страдающих полной потерей функций вестибулярного аппарата, сохраняется таким же яли почти таким же, как у здоровых людей (Гюттнх. 1937. 1939. 1940; Диамант, 1946; Иоигкис и Вап-де-Феер, 1958).

С другой стороны, имеется целый ряд работ, в которых доказано, что в искусственно создаваемых условиях вестибулярный аппарат может быть раздражен сильным звуком. Экспериментируя па животных. Туллио (1929) вскрывал слуховые каналы, звуковым возбужде1П1ем создавал в ннх турбулентные воздушные потоки, вызывающие одновременные двигат&чьные реакпии организма (иистагмус). Об аналогичных наблюдениях сообщают в своих работах Бекеши (1935), Ретьо (1938). Трннкер и Парч (1957). Иоигкис (1935). Нарушения свойств пространственного слуха Мойрман н Мойрман (1954) наблю-

дали у сгациеитов со вскрытыми хирургическим путем 1[олукружпыл{н каналами. Предполагается, что эти нарушения были вызваны звуковым раздражением каналов. Цолыб ряд авто ов в последнее время докалал, что сщь-ные низкочастотные звуковые раздражения могут вызвать реакцию полукружных каналов и исповреждеиного вну ре inero уха (Паркер, Гнрке и Решке, 1968: Решке. Паркер и Г рке, 19 0 Паркер н Гнрке. 1971).

В перечнслеиных работах даются ссылки н на другие источники. Бншоф (1966) в своей работе на ыва т авторов которые связывают аналогич ше явления с реакцией статолнтов И все такн абсолютно достоверных доказательств непосредственной реакции вестибулярного аппарата на звуковые возбуждения в процессе слушании в нормальных условиях пря здоровом слухе не существует. Все предположения здесь носит чисто умозрительный характер.

Осязательные (тактильные) теории пространственного слуха получили яаимепьшее признание среи остальных теорий. Они построены иа предположении о том, что в формнроваиии ощущения места слухового объекта участвуют не только звуковые нолсбаиин у барабанных перепонок, ио также и колебания у осязательных рецепторов (тактильные приемники н приемники вибраций). Тактильно чувстпительнымн являются, например, области волосяного покрова иа затылке, а также области вокруг ушиых раковни. Гюттих (1937), за лушая полностью наружное ухо. показал, что тактпльные раздра-жещя областей у уш[ых раковин в слухопом процессе никакой роли ие играют. Экс1[сримеггы Перекалина (1930). а также Блаузрта (1969), в ходе которых волосяной оокров затылка и даже всей головы, за исключением наружных ушей, был закрыт фетром, также дали отрипательиые результаты. С другой стороны, известно, что в некоторых случаях звук вызывает осязательные ощущении (громкие звуки низкой частоты). Правда, место ощущения не связано с днс.юкацней слухового объекта. Особым, естественно, является случай, когда источник эвука находится в пределах досягаемости эксперта н он может дотянуться до него По аналогии с положениями зрительных теорий пространственного слуха в таких случаях может оказаться справедливым закон пространственного CTHHiuiH ощущений

3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СЛУХ ПРИ НЕСКОЛЬКИХ ИСТОЧНИКАХ ЗВУКА И В ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

В гл. 2 рассмотрены явления пространстве пного слуха при единственном нсточнике звука в свободном звуковом поле. Здесь мы будем рассматривать процессы, происходящи о звуковых полях нескольких источ иков эвука U в полях в закры-ых помеще] нях. где невозможно свободное распространение звуковых волн, а также на открытом воздухе вблизи препятствий и отражающих поверхностей.

Согласно принципу Гюйгенса - Френеля искаженное звуковое поле можно рассматривать как ненскажепное поле множества (в пределе - бесконечного) элемиггариых источников звука. Поэтому проблемы пространственного слуха в искаженном поле можно свести к явлеикям пространствениого слуха в поле нескольких источников. Это особенно наглядно видно при отражениях звука от поверхностей, размеры которых по сравиеиию с длиной волны велн-к1г, так как в этнх условиях звуковое naie легко предстапляется как сумма полей реального источника я его зеркальных отражений (см. рнс. 15).

Как и прн одном источнике, основным фактором воздейстпия эвука на 1л\х эксперта являются льуковиеснгпалы у барабанных перепонок Поскольку рассматриваемая нами система - от источника звука до барабанной перепонки-в практически реальном диапазоне уровней (не более 90 дБ) ведет себя как система линейная, то ушные сигналы можно рассматривать в виде суммы состааляюших нескольких источииков. Счсдователыго, для расчетов можно иаюльзовать данные измерений, полученные прн одном источнике (см. § 2.2.3). Для простоты рассуждений будем считать, что источников звуна два, н звуки от них до эксперта доходят двумя путями (рис. 122).

Временные функцнн сигналов могут быть одинаковыми или различными. В качестве коэффиц ента нодобня функций формально может служить нормированная корреляцнонная функция (Лн, I960: Фншер, 1969). Для двух сигналов (без постоянных составляющих) она нмеет вид; +т

*,j,(T) =

= 11m

~i /+т +т

x(t)y(t-\-T)

(45)

Рнс. 122. При расчетах ушных сигналов для л источников звука число путей звука равно 2л (о - стереофоническая база; а -базовый угол).

Два сигнала, абсолютные значения нормированных коэффнцне1ГГОв корреляции которых для некоторого % равны единице, т. е. для которых справедливо

макс!Ф,,(г) = 1, (46

-будем впредь называть когерентными. Согласно этому определению два сигнала когерентны Б том случае, если они одинаковы нли:

а) имеют различные амп.чнтуды прн одинаковой форме сигнала, т. е. нмеют не зависящую от частоты разность уровней

б) без искажений сдвинуты один относительно другого, т. е. различаются на не зависящее от частоты фазовое время задержки т*;

в) взаимно ниверспы. т. е. сдвинуты по фазе иа 180° или на п. Здесь следует иметь в виду, что огибающая одного сигнала инвариантна в отноще-нин ннвср ИИ Именно иа этом основании такой случай считается удов.четво-ряющим условию когср-нтиости.

В рас матрнваемой системе с несколькими источнннами звука принцип суперпозиции справедлив только для участка пути звука до барабанной перепонки Фнзи логические взаимосвязи между признаками ушных сигна.чов н ошуш 1 иями места слухового объекта как правило, описанию с помощью линейных урав! еннй не поддаются Особен ю это касае сн ощущений выэыва-е ых несколькими ис очниками которые ие равны сумме ощущений от каждого из них. Ощущение места слухового объекта нескольких источников формируется по законам, определить которые с полюшью 0Д1Юг0 источника невозможно.

3.1. ДВА ИСТОЧНИКА КОГЕРЕНТНЫХ СИГНАЛОВ

Рассмотрим яв.ченил простраиственмюго слуха в акустических полях двух источнБкоБ звука, излучающих когерентные снгпалы. Такими источниками мо-

В других областях науки термин когерентный применяется несколько в ином смысле.