Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Логарифмическая диаграмма диапазона слуха некоторых животных [1] [2] [3] [4] [5] [6]

Диапазон слышимости описывает диапазон частот, который могут слышать люди или другие животные, хотя он также может относиться к диапазону уровней . Человеческий диапазон обычно составляет от 20 до 20 000  Гц , хотя между людьми существуют значительные различия, особенно на высоких частотах, и постепенная потеря чувствительности к более высоким частотам с возрастом считается нормой. Чувствительность также зависит от частоты, как показано контурами равной громкости . Обычное обследование потери слуха обычно включает аудиограмму, которая показывает пороговые уровни относительно нормы.

Некоторые виды животных способны слышать частоты, выходящие за пределы диапазона человеческого слуха. Например, некоторые дельфины и летучие мыши могут слышать частоты до 100 000 Гц. Слоны могут слышать звуки с частотой 14–16 Гц, а некоторые киты могут слышать инфразвуковые звуки с частотой до 7 Гц.

Измерение [ править ]

Основным показателем слуха является аудиограмма - график абсолютного порога слышимости (минимального различимого уровня звука) на различных частотах во всем номинальном диапазоне слышимости организма. [7]

Поведенческие тесты на слух или физиологические тесты могут использоваться для определения порога слышимости людей и других животных. Для людей тест включает воспроизведение тонов с определенными частотами ( высотой тона ) и интенсивностью ( громкостью ). Когда испытуемый слышит звук, они указывают на это, поднимая руку или нажимая кнопку. Записывается самая низкая интенсивность, которую они могут слышать. Тест варьируется для детей; их реакцию на звук можно обозначить поворотом головы или игрушкой. Ребенок узнает, что делать, услышав звук, например, посадить игрушечного человечка в лодку. Подобный метод можно использовать при тестировании животных, когда пища используется в качестве награды за реакцию на звук. Информация о слухе различных млекопитающих была получена в основном с помощью поведенческих тестов слуха.

Физиологические тесты не требуют от пациента сознательной реакции. [8]

Люди [ править ]

См. Также: Частота звука и звуковая система.

У людей звуковые волны попадают в ухо через наружный слуховой проход и достигают барабанной перепонки (барабанной перепонки). Сжатия и разрежение этих волн установить эту тонкую мембрану в движении, вызывая ответную вибрацию через кость среднего уха (с косточками : молоточек, наковальню и стремя), базилярная жидкостью в улитке, и волосы внутри него, под названием стереоцилии . Эти волоски выстилают улитку от основания до вершины, а стимулируемая часть и интенсивность стимуляции указывают на природу звука. Информация, собранная из волосковых клеток, отправляется через слуховой нерв для обработки в головном мозге.

Обычно говорят о диапазоне человеческого слуха от 20 до 20 000 Гц. [9] [10] [примечание 1] В идеальных лабораторных условиях люди могут слышать звук от 12 Гц [11] до 28 кГц, хотя порог резко увеличивается на 15 кГц у взрослых, что соответствует последнему слуху. канал улитки . [12] Слуховая система человека наиболее чувствительна к частотам от 2000 до 5000 Гц. [13] Индивидуальный диапазон слышимости варьируется в зависимости от общего состояния ушей и нервной системы человека. Диапазон сокращается в течение жизни, [14]обычно начинается примерно в возрасте восьми лет с уменьшением верхнего предела частоты. Женщины обычно страдают меньшей степенью потери слуха, чем мужчины, с более поздним началом. У мужчин к 40 годам потери на верхних частотах примерно на 5-10 дБ выше. [15] [16]

Аудиограмма, показывающая типичное отклонение слуха от стандартной нормы.

Аудиограммы человеческого слуха создаются с помощью аудиометра , который показывает испытуемому различные частоты, обычно через откалиброванные наушники, на определенных уровнях. Уровни взвешиваются по частоте относительно стандартного графика, известного как кривая минимальной слышимости , который предназначен для представления «нормального» слуха. Порог слышимости установлен на уровне около 0  фононов на контурах равной громкости (т.е. 20 микропаскалей , примерно самый тихий звук, который может обнаружить молодой здоровый человек) [17], но стандартизован в стандарте ANSI на 1 кГц. [18]Стандарты, использующие разные референтные уровни, вызывают различия в аудиограммах. Например, в стандарте ASA-1951 используется уровень звукового давления 16,5  дБ (уровень звукового давления) на частоте 1 кГц, тогда как в более позднем стандарте ANSI-1969 / ISO-1963 используется уровень звукового давления 6,5 дБ с поправкой на 10 дБ для пожилых людей. .

Другие приматы [ править ]

Некоторые приматы , особенно маленькие, могут слышать частоты далеко в ультразвуковом диапазоне. При измерении с уровнем звукового давления 60 дБ диапазон слышимости сенегальского бушбэби составляет 92 Гц – 65 кГц и 67 Гц – 58 кГц для кольцевидного лемура . Из 19 протестированных приматов у японской макаки был самый широкий диапазон, 28 Гц – 34,5 кГц, по сравнению с 31 Гц – 17,6 кГц у людей. [19]

Кошки [ править ]

Наружное ухо ( ушные раковины ) кошки

Кошки обладают прекрасным слухом и могут определять чрезвычайно широкий диапазон частот. Они могут слышать более высокие звуки, чем люди или большинство собак, обнаруживая частоты от 55  Гц до 79  кГц . [20] [21] Кошки не используют эту способность слышать ультразвук для общения, но это, вероятно, важно на охоте, [22] поскольку многие виды грызунов издают ультразвуковые сигналы. [23] Кошачий слух также чрезвычайно чувствителен и является одним из лучших среди всех млекопитающих, [20] наиболее острым в диапазоне от 500 Гц до 32 кГц. [24] Эта чувствительность еще больше усиливается большими подвижными наружными ушами кошки (их ушные раковины), которые одновременно усиливают звуки и помогают кошке почувствовать направление, откуда исходит шум. [22]

Собаки [ править ]

Слуховая способность собаки зависит от породы и возраста, хотя диапазон слышимости обычно составляет от 67 Гц до 45 кГц. [25] [26] Как и у людей, у некоторых пород собак диапазон слуха сужается с возрастом [27], например, у немецкой овчарки и миниатюрного пуделя. Когда собаки слышат звук, они направляют к нему уши, чтобы усилить прием. Для этого уши собаки контролируются по крайней мере 18 мускулами, которые позволяют ушам наклоняться и вращаться. Форма уха также позволяет более точно слышать звук. У многих пород часто есть прямые и изогнутые уши, которые направляют и усиливают звуки.

Поскольку собаки слышат звуки более высокой частоты, чем люди, у них другое акустическое восприятие мира. [27] Звуки, которые кажутся людям громкими, часто излучают высокочастотные тона, которые могут отпугнуть собак. Свистки, издающие ультразвуковой звук, называемые собачьими свистками , используются при дрессировке собак, поскольку собака намного лучше реагирует на такие уровни. В дикой природе собаки используют свой слух, чтобы охотиться и находить пищу. Домашние породы часто используются для охраны имущества из-за их повышенной слуховой способности. [26] Так называемые собачьи свистки «Нельсона» производят звуки на частотах выше, чем те, которые слышны людям, но находятся в пределах диапазона слышимости собаки.

Летучие мыши [ править ]

Летучие мыши развили очень чувствительный слух, чтобы справляться с их ночной деятельностью. Их диапазон слуха зависит от вида; самое низкое оно может составлять 1 кГц для некоторых видов, а для других видов максимальное значение достигает 200 кГц. Летучие мыши, которые могут распознавать 200 кГц, плохо слышат ниже 10 кГц. [28] В любом случае, наиболее чувствительный диапазон слуха летучих мышей уже: примерно от 15 до 90 кГц. [28]

Летучие мыши перемещаются между объектами и определяют местонахождение своей добычи с помощью эхолокации . Летучая мышь издает очень громкий короткий звук и оценивает эхо, когда оно отскакивает. Летучие мыши охотятся на летающих насекомых; эти насекомые возвращают слабое эхо крика летучей мыши. Тип насекомого, его размер и расстояние можно определить по качеству эха и времени, которое требуется для отражения эха. Существует два типа вызова с постоянной частотой (CF) и частотной модуляцией (FM), которые уменьшаются по высоте тона. [29]Каждый тип раскрывает разную информацию; CF используется для обнаружения объекта, а FM используется для оценки расстояния до него. Звуковые импульсы, издаваемые летучей мышью, длятся всего несколько тысячных долей секунды; паузы между вызовами дают время прислушаться к информации, возвращающейся в виде эха. Данные свидетельствуют о том, что летучие мыши используют изменение высоты звука, производимое эффектом Доплера, для оценки своей скорости полета по отношению к объектам вокруг них. [30] Информация о размере, форме и текстуре формируется для формирования картины их окружения и местоположения их добычи. Используя эти факторы, летучая мышь может успешно отслеживать изменения в движениях и, следовательно, выслеживать свою добычу.

Мыши [ править ]

У мышей большие уши по сравнению с их телом. Они слышат более высокие частоты, чем люди; их частотный диапазон составляет от 1 кГц до 70 кГц. Они не слышат более низкие частоты, которые могут слышать люди; они общаются, используя высокочастотные шумы, некоторые из которых не слышны людям. Сигнал бедствия молодой мыши может быть произведен на частоте 40 кГц. Мыши используют свою способность издавать звуки из частотных диапазонов хищников, чтобы предупредить других мышей об опасности, не подвергая себя опасности, хотя, что особенно важно, диапазон слуха кошек охватывает весь голосовой диапазон мыши. Писки, которые слышат люди, имеют меньшую частоту и используются мышью для звонков на большие расстояния, поскольку низкочастотные звуки могут распространяться дальше, чем высокочастотные звуки. [31]

Птицы [ править ]

Слух - второе по важности чувство птиц, и их уши имеют форму воронки, чтобы фокусировать звук. Уши расположены немного позади и ниже глаз и для защиты покрыты мягкими перьями - ушными раковинами. Форма головы птицы также может влиять на ее слух, например у совы, чьи лицевые диски помогают направлять звук в их уши.

Диапазон слышимости птиц наиболее чувствителен между 1 кГц и 4 кГц, но их полный диапазон примерно такой же, как у человека, с более высокими или более низкими пределами в зависимости от вида птиц. Никакие птицы не реагируют на ультразвуковые звуки, но некоторые виды птиц могут слышать инфразвуковые звуки. [32] «Птицы особенно чувствительны к изменениям высоты тона, тона и ритма и используют эти вариации для распознавания других птиц, даже в шумной стае. Птицы также используют разные звуки, песни и крики в разных ситуациях, и распознавание разных шумов является важно, чтобы определить, является ли звонок предупреждением о хищнике, рекламирующим территориальные претензии или предложением поделиться едой ". [33]

«Некоторые птицы, в первую очередь масляные птицы, также используют эхолокацию, как и летучие мыши. Эти птицы живут в пещерах и используют свои быстрые щебетания и щелчки, чтобы перемещаться по темным пещерам, где даже чувствительное зрение может быть недостаточно полезным». [33]

Голуби могут слышать инфразвук. Так как средний голубь может слышать звуки с частотой до 0,5 Гц, они могут обнаруживать далекие штормы, землетрясения и даже вулканы. [34] [35] Это также поможет им сориентироваться.

Насекомые [ править ]

Большая восковая моль (Galleria mellonella) имеет самый высокий зарегистрированный диапазон звуковых частот, который был зарегистрирован до сих пор. Они могут слышать частоты до 300 кГц. Это, вероятно, поможет им избежать летучих мышей. [36] [37]

Рыба [ править ]

У рыб узкий диапазон слуха по сравнению с большинством млекопитающих. Золотые рыбки и сомы обладают веберовским аппаратом и более широким диапазоном слуха, чем тунец . [1] [2]

Морские млекопитающие [ править ]

Дельфины

Поскольку водная среда имеет очень разные физические свойства, чем наземная среда, есть различия в том, как морские млекопитающие слышат по сравнению с наземными млекопитающими. Различия в слуховых системах привели к обширным исследованиям водных млекопитающих, особенно дельфинов.

Исследователи обычно делят морских млекопитающих на пять слуховых групп в зависимости от их наилучшего подводного слуха. (Ketten, 1998): низкочастотные усатые киты, такие как синие киты (от 7 Гц до 35 кГц); Среднечастотные зубчатые киты, такие как большинство дельфинов и кашалотов (от 150 Гц до 160 кГц); Высокочастотные зубчатые киты, такие как некоторые дельфины и морские свиньи (от 275 Гц до 160 кГц); Уплотнения (от 50 Гц до 86 кГц); Морские котики и морские львы (от 60 Гц до 39 кГц). [38]

Слуховая система наземных млекопитающих обычно работает за счет передачи звуковых волн через слуховые проходы. Ушные проходы тюленей , морских львов и моржей похожи на ушные каналы наземных млекопитающих и могут функционировать таким же образом. У китов и дельфинов не совсем ясно, как звук передается в ухо, но некоторые исследования убедительно показывают, что звук передается в ухо тканями в области нижней челюсти. Одна группа китов, Odontocetes (зубастые киты), используют эхолокацию для определения положения объектов, таких как добыча. Зубчатые киты также необычны тем, что уши отделены от черепа и расположены достаточно широко, что помогает им локализовать звуки, что является важным элементом эхолокации.

Исследования [39] показали, что в популяции дельфинов существует два разных типа улитки. Тип I был обнаружен у дельфинов реки Амазонки и морских свиней . Эти типы дельфинов используют для эхолокации сигналы чрезвычайно высокой частоты. Морские свиньи издают звуки в двух диапазонах, один на 2 кГц, а другой выше 110 кГц. Улитка этих дельфинов приспособлена для восприятия чрезвычайно высокочастотных звуков и очень узкая у основания.

Улитка типа II встречается в основном у видов китов, обитающих в открытом море и в открытом море, таких как афалин . Звуки, издаваемые афалинами, имеют более низкую частоту и обычно находятся в диапазоне от 75 до 150 000 Гц. Более высокие частоты в этом диапазоне также используются для эхолокации, а более низкие частоты обычно связаны с социальным взаимодействием, поскольку сигналы распространяются на гораздо большие расстояния.

Морские млекопитающие используют вокализацию по-разному. Дельфины общаются с помощью щелчков и свистов, а киты используют низкочастотные стоны или импульсные сигналы. Каждый сигнал различается по частоте, и разные сигналы используются для передачи различных аспектов. У дельфинов эхолокация используется для обнаружения и характеристики объектов, а свистки используются в общительных стадах в качестве устройств идентификации и связи.

См. Также [ править ]

  • Аудиология
  • Аудиометрия
  • Комар
  • Сейсмическая связь
  • Минимальная кривая слышимости
  • Музыкальная акустика

Примечания [ править ]

  1. ^ 20–20 000 Гц соответствуют звуковым волнам в воздухе при 20 ° C с длинами волн от 17 метров до 1,7 см (от 56 футов до 0,7 дюйма).

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Фэй, Р. Р. (1988). Слух у позвоночных: Психофизический справочник . Виннетка, Иллинойс: Hill-Fay Associates. ISBN 9780961855901. LCCN  88091030 .
  2. ^ a b D Варфилд. 1973. Изучение слуха у животных. В: W Gay, ed., Methods of Animal Experimentation, IV. Academic Press, Лондон, стр. 43-143.
  3. ^ RR Фэй и А.Н. Поппер, ред. 1994. Сравнительный слух: млекопитающие. Справочник Springer серии слуховых исследований. Спрингер-Верлаг, штат Нью-Йорк.
  4. ^ CD Запад. 1985. Связь витков спирали кохелы и длины базилярной мембраны с диапазоном слышимых частот у наземных млекопитающих. Журнал Акустического общества Америки 77: 1091-1101.
  5. ^ EA Lipman и JR Grassi. 1942. Сравнительная слуховая чувствительность человека и собаки. Амер Дж. Психол 55: 84-89.
  6. ^ HE Хеффнер. 1983. Слух у больших и маленьких собак: Абсолютные пороги и размер барабанной перепонки. Behav Neurosci 97: 310-318.
  7. ^ Марлер, Питер (2004). Музыка природы: наука о пении птиц . Academic Press Inc. стр. 207. ISBN. 978-0124730700.
  8. ^ Кац, Джек (2002). Справочник по клинической аудиологии (5-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 9780683307658.
  9. ^ Розен, Стюарт (2011). Сигналы и системы для речи и слуха (2-е изд.). БРИЛЛ. п. 163. Для слуховых сигналов и людей-слушателей допустимый диапазон составляет от 20 Гц до 20 кГц, предел человеческого слуха.
  10. ^ Россинг, Томас (2007). Справочник Springer по акустике . Springer. стр.  747 , 748. ISBN 978-0387304465.
  11. ^ Олсон, Гарри Ф. (1967). Музыка, физика и инженерия . Dover Publications. п. 249. ISBN 0-486-21769-8. При очень благоприятных условиях большинство людей может получить тональные характеристики всего за 12 циклов.
  12. ^ Ашихара, Каору (2007-09-01). «Пороги слышимости для чистых тонов выше 16 кГц» . Журнал акустического общества Америки . 122 (3): EL52 – EL57. Bibcode : 2007ASAJ..122L..52A . DOI : 10.1121 / 1.2761883 . ISSN 0001-4966 . PMID 17927307 . Абсолютный порог обычно начинает резко увеличиваться, когда частота сигнала превышает примерно 15 кГц. ... Настоящие результаты показывают, что некоторые люди могут воспринимать тона до 28 кГц, когда их уровень превышает примерно 100 дБ SPL.  
  13. ^ Гельфанд, Стэнли (2011). Основы аудиологии . Тиме. п. 87. ISBN 978-1604061550. слух наиболее чувствителен (то есть для достижения порога требуется наименьшая интенсивность) в диапазоне от 2000 до 5000 Гц.
  14. ^ Родригес Валиенте А, Тринидад А, Гарсия Беррокаль младший, Горриз С, Рамирес Камачо Р. (апрель 2014 г.). «Обзор: Расширенные эталонные пороги высокочастотной (9–20 кГц) аудиометрии у здоровых субъектов». Int J Audiol . 53 (8): 531–545. DOI : 10.3109 / 14992027.2014.893375 . PMID 24749665 . 
  15. ^ Диттмар, Тим (2011). Аудио инженерия 101: Руководство для начинающих по производству музыки . Тейлор и Фрэнсис. п. 17. ISBN 9780240819150.
  16. ^ Moller, Ог R. (2006). Слух: анатомия, физиология и расстройства слуховой системы (2-е изд.). Академическая пресса. п. 217. ISBN. 9780080463841.
  17. ^ Гельфанд, С. А., 1990. Слух: Введение в психологическую и физиологическую акустику . 2-е издание. Нью-Йорк и Базель: Marcel Dekker, Inc.
  18. ^ Sataloff, Роберт Тайер; Саталофф, Джозеф (17 февраля 1993 г.). Потеря слуха (3-е изд.). Деккер. ISBN 9780824790417.
  19. ^ Рикки С. Хеффнер (2004), Примат, слышащий с точки зрения млекопитающих (PDF)
  20. ^ a b Хеффнер, Рики С. (ноябрь 2004 г.). "Слух приматов с точки зрения млекопитающих" (PDF) . Анатомическая запись, часть A: открытия в молекулярной, клеточной и эволюционной биологии . 281 (1): 1111–1122. DOI : 10.1002 / ar.a.20117 . PMID 15472899 . Архивировано из оригинального (PDF) 19 сентября 2006 года . Проверено 20 августа 2009 года .  
  21. ^ Хеффнер, Генри Э. (май 1998 г.). «Слуховая осведомленность». Прикладная наука о поведении животных . 57 (3–4): 259–268. DOI : 10.1016 / S0168-1591 (98) 00101-4 .
  22. ^ a b Санквист, Мелвин Э .; Санквист, Фиона (2002). Дикие кошки мира . Издательство Чикагского университета. п. 10 . ISBN 0-226-77999-8.
  23. Перейти ↑ Blumberg, MS (1992). «Короткие ультразвуковые сигналы грызунов: передвижение, биомеханика, общение». Журнал сравнительной психологии . 106 (4): 360–365. DOI : 10.1037 / 0735-7036.106.4.360 . PMID 1451418 . 
  24. ^ Хеффнер, Рики С. (1985). "Диапазон слуха домашней кошки" (PDF) . Слуховые исследования . 19 (1): 85–88. DOI : 10.1016 / 0378-5955 (85) 90100-5 . PMID 4066516 . Проверено 20 августа 2009 года .  
  25. ^ "Диапазоны частот слуха у собак и других видов" . www.lsu.edu . Архивировано из оригинала на 2017-08-10.
  26. ^ a b Кондон, Тимоти (2003). Элерт, Гленн (ред.). «Диапазон частот собачьего слуха» . Сборник фактов по физике . Проверено 22 октября 2008 .
  27. ^ а б Хангерфорд, Лора. «Собачий слух» . НЬЮТОН, спросите ученого . Университет Небраски. Архивировано из оригинала на 2008-10-19 . Проверено 22 октября 2008 .
  28. ^ a b Адамс, Рик А .; Педерсен, Скотт С. (2000). Онтогенез, функциональная экология и эволюция летучих мышей . Издательство Кембриджского университета. стр.  139 -140. ISBN 0521626323.
  29. ^ Бенну, Девора А.Н. (2001-10-10). «Ночь жива со звуком эха» . Архивировано из оригинала на 2007-09-21 . Проверено 4 февраля 2012 .
  30. ^ Ричардсон, Фил. «Тайная жизнь летучих мышей» . Архивировано из оригинала на 2011-06-08 . Проверено 4 февраля 2012 .
  31. ^ Лоулор, Моника. «Дом для мыши» . Общество и животные . 8 . Архивировано из оригинала на 2012-10-13 . Проверено 4 февраля 2012 .
  32. ^ Бисон, К., Роберт. "Что могут слышать птицы?" . Национальный исследовательский центр дикой природы Министерства сельского хозяйства США - Публикации сотрудников . Проверено 2 мая 2013 .
  33. ^ а б Майнц, Мелисса. «Чувства птиц - как птицы используют свои 5 чувств» . Птицы / Дикие птицы . About.com . Проверено 4 февраля 2012 .
  34. ^ https://www.hiddenhearing.co.uk/blog/2018/the-top-10-animals-with-the-best-hearing
  35. ^ https://www.hearingdoctors.net/blog/these-10-animals-have-the-best-hearing-on-the-planet
  36. ^ https://www.hiddenhearing.co.uk/blog/2018/the-top-10-animals-with-the-best-hearing
  37. ^ https://www.hearingdoctors.net/blog/these-10-animals-have-the-best-hearing-on-the-planet
  38. ^ "Сейсмические исследования и морские млекопитающие" . www.iogp.org . Проверено 3 октября 2018 года .
  39. ^ Кеттен, DR; Варцок, Д. (1990). Thomas, J .; Kastelein, R. (ред.). "Трехмерные реконструкции уха дельфина" (PDF) . Сенсорные способности китообразных: полевые и лабораторные данные . Пленум Пресс. 196 : 81–105. DOI : 10.1007 / 978-1-4899-0858-2_6 . ISBN  978-1-4899-0860-5. Архивировано из оригинального (PDF) 30 июля 2010 года.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Д'Амброуз, Крис (2003). «Диапазон частот человеческого слуха» . Сборник фактов по физике . Проверено 28 февраля 2007 .
  • Hoelzel, A. Rus, ed. (2002). Биология морских млекопитающих: эволюционный подход . Оксфорд: Blackwell Science. ISBN 9780632052325.
  • Кеттен, Д.Р. (2000). «Китообразные уши». In Au, WL; Поппер, Артур Н .; Фэй, Ричард Р. (ред.). Слух китов и дельфинов . Нью-Йорк: Спрингер. С. 43–108. ISBN 9780387949062.
  • Ричардсон, У. Джон (1998). Морские млекопитающие и шум . Лондон: Academic Press.
  • Рубель, Эдвин В .; Поппер, Артур Н .; Фэй, Ричард Р. (1998). Развитие слуховой системы . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 9780387949840.