Интенсивности акустического давления (мкВТ/м²) и уровни (дБ) звуков

Порог слышимости 0,000001 0

Спокойное дыхание 0,00001 10

Шум спокойного сада 0,0001 20

Перелистывание страниц газеты 0,001 30

Обычный шум в доме 0,01 40

Работа пылесоса 0,1 50

Обычный разговор 1,0 60

Радио 10,0 70

Оживленное уличное движение 100,0 80

Поезд на эстакаде 1000,0 90

Шум в вагоне метро 10000,0 100

Гром 100000,0 110

Порог неприятных

(болевых) ощущений 1000000,0 120

Колебания, имеющие интенсивности, выходящие за пределы данного диапазона, как звук уже не воспринимаются, т. е. они или совсем не слышны и не вызывают практически никаких ощущений, или воспринимаются тактильными и болевыми рецепторами и дают ощущения давления или боли, вытесняющие слуховые ощущения.

Звук как колебательный процесс характеризуется также частотой, которая, по существу, представляет собой описание изменений звукового давления во времени. Если эти изменения имеют правильный синусоидальный характер, то говорят о чистом тоне. В реальных условиях к такому чистому основному тону, как правило, примешивается еще некоторое количество добавочных тонов, которые придают звуку его часто неповторимую индивидуальность. Звук считается чистым, если добавочные тоны по своей акустической энергии не превышают 10 %..В жизни нам нередко приходится сталкиваться с естественными чистыми звуками. Это звуки, издаваемые птицами и зверями, это звуки, получающиеся при произнесении нами гласных. Звуки, в которых нельзя выделить основного тона и в которых соответственно колебания звукового давления описываются более сложной, чем синусоидальная, зависимостью, обозначают как шумы. И если акустическая энергия распределена равномерно по всему спектру, то говорят о «белом» шуме.

Орган слуха человека воспринимает колебания воздуха (при достаточном уровне интенсивности) в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц, и соответственно эти частоты в физике и технике обозначают как звуковые, а менее 16 Гц — как инфразвук и более 20 кГц — как ультразвук.

Человек инфра- и ультразвуковые колебания не слышит, сколь бы большой интенсивности они ни были. Но это совсем не означает, что такие виды энергии вообще на человека не действуют. Они представляют собой типичный пример раздражителей, которые мы с вами обозначили ранее как «внерецепторные», т. е. которые не вызывают специфических ощущений. Человек же начинает ощущать их опосредованно в результате взаимодействия, и нередко неблагоприятного, с тканями нашего тела.

А теперь рассмотрим механизм восприятия звука.

Рис. 15 Схема строения уха

1- наружный слуховой проход; 2 - барабанная перепонка; 3 - полость среднего уха; 4- молоточек; 5 - наковальня; 6 - стремя; 7 - полукружные каналы; 8 - преддверие; 9 - вестибулярная лестница улитки; 10 - барабанная лестница улитки; 11 - евстахиева труба

Ухо — орган восприятия звука. Слуховой анализатор человека представляет собой специализированную систему для восприятия звуковых колебаний, формирования слуховых ощущений и опознавания звуковых образов. Вспомогательный аппарат периферической части анализатора — это ухо (рис. 15).

Различают наружное ухо, в состав которого входят ушная раковина, наружный слуховой проход и барабанная перепонка; среднее ухо, состоящее из системы соединенных между собой слуховых косточек — молоточка, наковальни и стремени, и внутреннее ухо, которое включает улитку, где расположены рецепторы, воспринимающие звуковые колебания, а также преддверие и полукружные каналы. Полукружные каналы представляют собой периферическую рецепторную часть вестибулярного анализатора, о котором пойдет отдельный разговор. Наружное ухо устроено таким образом, что обеспечивает подведение звуковой энергии к барабанной перепонке. При помощи ушных раковин происходит относительно небольшое концентрирование этой энергии, а наружный слуховой проход обеспечивает поддержание постоянной температуры и влажности как факторов, обусловливающих стабильность работы звукопередающего аппарата.

Барабанная перепонка представляет собой тонкую перегородку толщиной около 0,1 мм, состоящую из волокон, идущих в различных направлениях. Функция барабанной перепонки хорошо отражена в ее названии — она начинает колебаться, когда на нее падают звуковые колебания воздуха со стороны наружного слухового прохода. При этом ее строение позволяет ей передавать практически без искажения все частоты звукового диапазона. Система слуховых косточек обеспечивает передачу колебаний от барабанной перепонки к улитке.

Рецепторы, которые обеспечивают восприятие звуковых колебаний, расположены во внутреннем ухе — в улитке (рис. 16). Это название связано со спиралеобразной формой данного образования, состоящего из 2,5 витка.

В среднем канале улитки на основной мембране расположен кортиев орган (но имени итальянского анатома Корти, 1822—1888). В этом органе и находится рецепторный аппарат слухового анализатора (рис. 17).

Как же происходит формирование ощущений звука? Вопрос, который и в настоящее время привлекает пристальное внимание исследователей. Впервые (1863) весьма убедительное толкование процессов во внутреннем ухе представил немецкий физиолог Г. Гельмгольц, разработавший так называемую резонансную теорию. Он обратил внимание, что основную мембрану улитки образуют волокна, идущие в поперечном направлении. Длина таких волокон увеличивается к вершине улитки.

Отсюда понятна аналогия работы этого органа с арфой, у которой различная тональность достигается разной длиной струн. По представлению Гельмгольца, при воздействии звуковых колебаний вступает в резонанс какое-то определенное волокно, ответственное за восприятие данной частоты. Очень подкупающая своей простотой и завершенностью теория, но которую, увы, пришлось оставить, поскольку оказалось, что струн — волокон — в основной мембране слишком мало, чтобы воспроизводить все слышимые человеком частоты, натянуты эти струны слишком слабо, да и кроме того, их изолированные колебания невозможны. Эти трудности для резонансной теории оказались непреодолимы, но они послужили импульсом для последующих исследований.

По современным представлениям, передача и воспроизведение звуковых колебаний обусловлены частотно-резонансными свойствами всех сред улитки. При помощи весьма остроумных экспериментов было обнаружено, что при низких частотах колебаний (100—150 Гц, может быть несколько выше, но не более 1000 Гц) волновой процесс охватывает всю основную мембрану, возбуждаются все рецепторы кортиева органа, расположенного на этой мембране. При возрастании частоты звуковых волн в колебательный процесс вовлекается только часть основной мембраны, и тем меньше, чем выше звук. При этом максимум резонанса сдвигается по направлению к основанию улитки.

Рис. 16. Поперечный разрез завитка улитки:

1- вестибулярная лестница; 2 - вестибулярная мембрана; 3- кортиев орган; 4- средний канал; 5- основная мембрана; 6 - барабанная лестница.

Рис. 17. Схема кортиева органа:

1—покровная мембрана; 2— наружные волосковые клетки; 3 —основная мембрана; 4 — нервные волокна; 5 — внутренняя волосковая клетка.

Однако мы пока еще не рассмотрели вопрос, каким же образом происходит трансформация энергии механических колебаний в процесс нервного возбуждения. Рецепторный аппарат слухового анализатора представлен: своеобразными волосковыми клетками, которые являются типичными механорецепторами, т. е. для которых адекватным раздражителем служит механическая энергия, в данном случае колебательные движения. Специфической особенностью волосковых клеток является наличие на их вершине волосков, которые находятся в непосредственном соприкосновении с покровной мембраной. В кортиевом органе различают один ряд (3,5 тыс.) внутренних и 3 ряда (12 тыс.) наружных волосковых клеток, которые различаются по уровню чувствительности. Для возбуждения внутренних клеток требуется больше энергии, и это является одним из механизмов органа слуха воспринимать звуковые раздражители в широком диапазоне интенсивностей.

При возникновении колебательного процесса в улитке в результате движений основной мембраны, а вместе с ней и кортиева органа происходит деформация волосков, упирающихся в покровную мембрану. Эта деформация и служит пусковым моментом в цепи явлений, приводящих к возбуждению рецепторных клеток. В специальном эксперименте было обнаружено, что если во время подачи звукового сигнала от поверхности волосковых клеток отводить биотоки и затем, усилив их, подвести к громкоговорителю, то мы обнаружим достаточно точное воспроизведение звукового сигнала. Это воспроизведение распространяется на все частоты, в том числе и на человеческий голос. Не правда ли, достаточно близкая аналогия с микрофоном? Вот отсюда и название — микрофонный потенциал. Доказано, что этот биоэлектрический феномен и представляет собой рецепторный потенциал. Отсюда следует, что волосковая рецепторная клетка достаточно точно (до определенного предела по интенсивности) через параметры рецепторного потенциала отражает параметры звукового воздействия (частоту, амплитуду и форму.)

При электроэнцефалографическом исследовании волокон слухового нерва, которые подходят непосредственно к структурам кортиева органа, регистрируются нервные импульсы. Примечательно то, что частота такой импульсации зависит от частоты воздействующих звуковых колебаний. При этом до 1000 Гц отмечается практически их совпадение. Хотя более высокие частоты в нерве не регистрируются, но сохраняется определенная количественная зависимость между частотами звукового раздражителя и афферентной импульсацией.

Итак, мы ознакомились со свойствами человеческого уха и механизмами функционирования рецепторов слухового анализатора при воздействии звуковых колебаний воздуха. Но возможна передача и не только через воздух, но и посредством так называемой костной проводимости. В последнем случае колебания (например, камертона) передаются костями черепа и затем, минуя среднее ухо, попадают непосредственно в улитку. Хотя в данном случае способ подведения акустической энергии иной, но механизм взаимодействия ее с рецепторными клетками остается тот же самый. Правда, при этом несколько различны и количественные отношения. Но в том и в другом случае возбуждение, первично возникшее в рецепторе и несущее определенную информацию, передается по нервным структурам до высших слуховых центров.

Каким же образом кодируется информация о таких параметрах звуковых колебаний, как частота и амплитуда? Сначала о частоте. Вы, очевидно, обратили внимание на своеобразный биоэлектрический феномен — микрофонный потенциал улитки. Он ведь по существу свидетельствует о том, что в значительном диапазоне колебания рецепторного потенциала (а они отражают работу рецептора и по восприятию, и последующей передаче) практически точно соответствуют по частоте звуковым колебаниям. Однако, как уже тоже отмечалось, в волокнах слухового нерва, т. е. в тех волокнах, которые воспринимают информацию от рецепторов, частота нервных импульсов не превышает 1000 колебаний в секунду. А это значительно меньше, чем частоты воспринимаемых звуков в реальных условиях. Как же эта задача решается в слуховой системе?

Ранее мы с вами, когда рассматривали работу кортиева органа, отмечали, что при низких частотах звукового воздействия колеблется вся основная мембрана. Следовательно, возбуждаются все рецепторы, и частота колебаний без изменения передается волокнам слухового нерва. При больших же частотах в колебательный процесс вовлекается только часть основной мембраны и, следовательно, только часть рецепторов. Они передают возбуждение соответствующей части нервных волокон, но уже с трансформацией ритма. В этом случае определенной частоте соответствует определенная часть волокон. Такой принцип обозначают как пространственный способ кодирования. Таким образом, информация о частоте обеспечивается частотно-пространственным кодированием.

Однако хорошо известно, что подавляющее большинство реальных звуков, воспринимаемых нами, в том числе и речевые сигналы, представляют собой не правильные синусоидальные колебания, а процессы, имеющие гораздо более сложную форму. Как же в этом случае обеспечивается передача информации? Еще в начале прошлого века выдающийся французский математик Жан Батист Фурье разработал оригинальный математический метод, позволяющий любую периодическую функцию представить в виде суммы ряда синусоидальных составляющих (ряда Фурье). Строгими математическими методами доказывается, что эти составляющие имеют периоды, равные Т, Т/2, Т/3 и т. д., или, иначе говоря, имеют частоты, кратные основной частоте. И немецкий физик Г. С. Ом (которого все очень хорошо знают по его закону в электротехнике) в 1847 г. выдвинул идею, что в кортиевом органе происходит именно такое разложение. Так появился еще один закон Ома, который отражает очень важный механизм звуковосприятия. Благодаря своим резонансным свойствам основная мембрана разлагает сложный звук на его составляющие, каждая из которых воспринимается соответствующим нервно-рецепторным аппаратом. Таким образом, пространственный рисунок возбуждения несет информацию о частотном спектре сложного звукового колебания.

Для передачи информации об интенсивности звука, т. е. амплитуде колебаний, в слуховом анализаторе имеется механизм, также отличный от способа работы других афферентных систем. Чаще всего информация об интенсивности передается частотой нервной импульсации. Однако в слуховой системе, как это следует из только что рассмотренных процессов, такой способ невозможен. Оказывается, что и и данном случае используется принцип пространственного кодирования. Как уже отмечалось, внутренние волосковые клетки имеют чувствительность ниже, чем наружные. Таким образом, различной интенсивности звука соответствует разное сочетание возбужденных рецепторов двух этих видов, т.е. специфическая форма пространственного рисунка возбуждения.

В слуховом анализаторе вопрос о специфических детекторах (как это хорошо выражено в зрительной системе) остается все еще открытым, тем не менее и здесь имеются механизмы, которые позволяют выделять все более и более сложные признаки, что в конечном итоге завершается формированием такого рисунка возбуждения, который соответствует определенному субъективному образу, опознаваемому по соответствующему «эталону».

Психофизиология слуха. Слуховой анализатор, как и все органы чувств, с психофизиологической точки зрения характеризуется прежде всего абсолютной чувствительностью. Как уже отмечалось, слуховая чувствительность настолько велика, что если бы она была еще выше, то это только затруднило бы звуковую ориентировку человека. Вместе с тем необходимо заметить, что в пределах звукового диапазона чувствительность очень различается. Орган слуха человека имеет максимальную чувствительность в области 1000—3000 Гц, ощущая интенсивность звука величиной 1 10 минус¹² Вт/м². В сторону как более высоких, так и более низких частот чувствительность заметно снижается.

Дб

Гц

12.5 25 50 100 200 400 800 1600 3200 6400 12800 25600 (шкала в Гц)

Рис. 18. Величины порога слышимости и порога ощущения в зависимости от частоты звуковых колебаний.

Обладая столь высокой абсолютной чувствительностью, наш орган слуха оказывается практически незащищенным от звуковых колебаний высокой интенсивности, которые вызывают у нас чувство неприятного давления и даже боли. Вот поэтому принято различать порог слышимости и порог ощущения (понимая под последним неприятное или болевое ощущение). Величины этих порогов для колебаний звукового диапазона представлены на рисунке 18.

Но что будет за пределами звукового диапазона, будет ли человек ощущать эти частоты при той или иной их интенсивности? Американский физик Р. Вуд (1868—1955), известный своими «научными» проказами не менее, чем научными достижениями, принес однажды в театр генератор инфразвука и включил его в разгар спектакля. Это вызвало совершенно неожиданный и непонятный для очень многих эффект. Зрители не слышали артистов, актеры не могли играть свои роли, и спектакль был сорван. С некоторыми из присутствовавших сделалась истерика, другие в безотчетной тревоге покинули зал.

Весьма своеобразны проявления действия ультразвука на человеческий организм. Возможно, некоторые с ним ознакомились при посещении физиотерапевтического кабинета с лечебной целью. Очевидно, многим также известно, что некоторые животные — самые яркие примеры —летучие мыши, дельфины — «слышат» ультразвуковые колебания, используя их в целях эхолокации. Однако это большие и сложные вопросы, которые подлежат отдельному рассмотрению.

Слуховой анализатор соответственно общим свойствам, присущим всем органам чувств, обладает хорошо выраженной способностью к различению уровней интенсивности звука. В средней части звукового диапазона человек способен улавливать различие 0,4—2 дБ. Это свидетельствует о достаточно высокой дифференциальной чувствительности слуховой системы.

Однако до сих пор мы говорили о физической характеристике звуковых колебаний и порог слышимости выражали через звуковое давление, интенсивность звука или аналогичные им параметры. Но можно ли количественно охарактеризовать слуховые ощущения при восприятии звуков различной интенсивности? И таким психофизиологическим эквивалентом объективного физического фактора является субъективная громкость звука. Единственным способом количественной характеристики наших слуховых ощущений, как и всяких других ощущений, является сравнение их с каким-либо стандартом. В качестве такого стандарта выбрано ощущение на пороге слышимости в той части звукового диапазона, чувствительность к которой максимальна. При этом довольно часто уровень ощущения тоже выражают в децибелах над порогом слышимости. Однако для более корректной характеристики используется иная система единиц (фоны и соны).

Субъективные ощущения, связанные с частотой, принято характеризовать как высоту тона. За единицу высоты тона как параметра ощущения выбран мел. Зависимость между физическими и физиологическими параметрами довольно сложна. В области частот ниже 500 Гц численные значения высоты тона в мелах практически равны численным значениям частоты в герцах. В остальной части диапазона зависимость носит непрямолинейный характер.

Хорошо понятно, что частота звуковых колебаний и длина волны — тесно взаимосвязанные характеристики. Изменение длины волны при одинаковой скорости распространения звука неизбежно влечет за собой и изменение частоты, а субъективно — высоты тона. Именно с этим связан так называемый доплер-эффект, с которым все в жизни неоднократно сталкивались. Заключается он в том, что высота тона быстро приближающегося издающего звуки предмета (самолета, поезда, автомобиля) оказывается выше, чем удаляющегося. Как несложно представить себе, в результате движения в первом случае длина волны окажется меньше, чем во втором.

Однако все хорошо знают, что в реальной действительности человек встречается не только с чистыми тонами, но и со звуками более сложного состава. И в зависимости от структуры частотного звукового спектра формируется его соответствующий субъективный эквивалент. Так, в частности, если в звуковых колебаниях, помимо его основной частоты, имеются кратные ей составляющие, так называемые обертоны, то соответствующий этому составу характер звучания обозначается как тембр. Именно тембр придает звуку его неповторимую индивидуальность, по которой узнают голоса друзей, даже если мы не видим их, звук различных музыкальных инструментов, даже если это будет одна и та же нота. А если звук представлен частотами, не кратными какой-либо из них? В этом случае в простейшем варианте, когда мы имеем две некратные частоты, в результате сложения двух колебаний одинаковой амплитуды, но незначительно различающихся по своей частоте, отмечается медленное нарастание фаз обоих колебаний. Возникает так называемое биение, частота биений соответствует разнице частот колебаний слагаемых. Например, частоты 100 и 110 Гц дают биение в 10 Гц. По аналогичному механизму возникают и добавочные тоны.

Вместе с тем при одновременном воздействии двух тонов возможен и эффект маскировки, т.е. один из них становится слышимым хуже или совсем неслышимым. Огромным маскирующим эффектом обладают низкие тоны. Звуковые колебания частотой 200—400 Гц при достаточно больших уровнях их интенсивности могут очень сильно замаскировать почти все вышележащие частоты. Всем хорошо известно, сколь отчетливо слышны в оркестре мелодии низких инструментов — органа, контрабаса, хотя относительная их громкость при этом не превышает такие высокозвучащие инструменты, как скрипка, виолончель и др.

Важным свойством органа слуха является его способность определять (локализовать) местоположение звука в пространстве. Это свойство позволяет с точностью до 3° по горизонтальной плоскости находить направление на источник звука. Такая способность обусловлена одновременной работой обеих звуковоспринимающих систем и чрезвычайно развитой способностью оценивать различия по громкости и по фазе звуков, поступающих в правое и левое ухо.

Если мы при помощи специальной установки будем подавать звуковые щелчки таким образом, чтобы они одновременно достигали левого и правого уха, то обнаружим интереснейшее явление. В том случае, когда стимулами служат два щелчка, каждый из которых подается только на одно ухо, то при интервале между ними более 1—2 мс испытуемый слышит их раздельно. Но если эти же два стимула разделены интервалом в диапазоне от 20 до 800 мкс, то при таких условиях испытуемый воспринимает их как один щелчок, по идущий с одной стороны, с той, в частности, где звук подается раньше. Изменяя длительность временного интервала, можно варьировать иллюзию латерализации (т. е. восприятие их с одной из сторон) от «совсем сбоку» до «внутри головы». Когда оба щелчка совпадают, слышится один звук в середине черепа. Несложные расчеты показывают, что при реальном межушном расстоянии около 21 см различие во времени прихода звука в правое и левое ухо составляет 600 мкс, т. о. такое временное различие более чем достаточно для эффекта латерализации. А с учетом минимально ощутимого временного интервала(около 20 мкс) различие в расстоянии от источника звука до правого и левого уха оказывается достаточным при величине около 7 мм.

Вместе с тем, когда половина длины звуковой волны окажется меньше межушного расстояния, то она не сможет «обогнуть» голову, и потому звук из-за такого экранирующего эффекта будет несколько ослаблен. При скорости звука около 340 м/с при частотах выше 800 Гц это различие по интенсивности играет существенную роль в определении направления источника звука. По вертикальной плоскости точность слухового анализатора в оценке направления несколько меньше. Определение расстояния до источника звука осуществляется по механизмам более сложным и уже связанным не только со свойствами слуховой системы, но и с индивидуальным опытом человека. Поэтому, каждый из нас с очень небольшой точностью определит расстояние до источника чистого тона, не связанного в нашем представлении с каким то реальным естественным явлением, и с гораздо более высокой точностью мы решаем эту задачу относительно шума двигателя автомобиля, крика птицы, голоса человека, т. е. звуков, нам хорошо знакомых по жизненному опыту.

Музыкальные звуки и музыкальный слух. В чем различие между музыкой и шумом? Субъективные критерии для решения этого вопроса оказываются недостаточно убедительными. Даже искусствоведы иной раз расходятся в мнении относительно музыкальности того или иного произведения, равно как иногда мы слышим музыкальные фразы, в которых имитируются некоторые шумовые эффекты. Однако, если с физической точки зрения сравнивать явно музыкальные и явно шумовые звуки, то обнаруживается совершенно однозначная разница. Музыкальные звуки представлены чистыми тонами, спектр же шумов может быть весьма разнообразным и чаще всего неправильным.

Вместе с тем просто чистый тон как музыка очень беден. И, как правило, при физическом анализе звучаний музыкальных инструментов помимо основного тона обнаруживаются обертоны, да и основных тонов бывает несколько. А аккорд представляет собой совместное звучание нескольких (не менее трех) звуков, разных по высоте и извлекаемых одновременно.

Ранее мы отмечали, что в таком случае могут возникать разнообразные явления — маскировки, биение. Если в результате биений образуется новый тон, который слышен наряду с двумя исходными, то нередко он воспрнимается как очень неприятный и раздражающий. Такое явление называется диссонансом. Однако если частоту биений увеличить настолько, что отношение частот звучащих тел приблизится к отношению частот в мажорной гамме, то получающийся в результате звук будет приятным, или гармоничным. А явление это называют консонансом или гармонией.

Можно дать достаточно детальную физическую характеристику практически всех феноменов, связанных с музыкальными звучаниями, но на их основе далеко не всегда удается удовлетворительно объяснить закономерности музыкальных явлений, а чаще всего это просто оказывается невозможным. Очевидно, физика здесь может выполнить только вспомогательную функцию, а объяснения необходимо искать в свойствах человеческой психики.

Столь же сложной с физиологической точки зрения представляется попытка объяснения природы музыкального слуха. Хорошо известно, что музыкально одаренные люди легко определяют все тоны, входящие в любой сложный аккорд. Если эта способность сочетается со способностью точно называть высоту составляющих звуков (в их нотном обозначении), то говорят об «абсолютном» слухе. «Абсолютный» слух не является совершенно необходимым для музыкантов, но значительно облегчает их профессиональную деятельность. К музыкальным особенностям слуха относятся также различение интервалов между двумя произвольно выбранными тонами, чувствительность к консонансам и диссонансам, мажорным и минорным созвучиям, музыкальная память, способность воспроизводить смысл звуковых образов, улавливать связь между звуками, запоминать их, внутренне представлять, сознательно воспроизводить.

Восприятие речевых сигналов. Проблемой чрезвычайной сложности является расшифровка механизмов, обеспечивающих восприятие речевых сигналов. И эта сложность связана, прежде всего с тем, что среди всех представителей животного мира никто, кроме человека, такой способностью не обладает. А отсюда следует, что мы не располагаем какими-нибудь аналогами среди экспериментальных животных, не имеем адекватных биологических моделей, на которые могли бы направить всю силу физиологического эксперимента. Человеческая речь со всем ее многообразием языковых вариантов по своим физическим характеристикам —частоте, интенсивности, различным модуляциям — не содержит в себе ничего качественно специфического, что отличало бы ее от звуков, никакого отношения к речи не имеющих. Известно лишь, что для мужских голосов характерны тоны частотой 80—150 Гц, а для женских и детских — более высокие, до 400—500 Гц, хотя во всем их проявлении речевые сигналы занимают более широкую область, как это показано на рисунке 18. Наверное, многие также знают, что если попытаться составить самое простое слово из отдельных звуков, соответствующих буквам, то эта задача окажется очень трудно выполнимой.

Каждый понимает, что знание всех букв еще не обеспечивает способности читать. И нередко так бывает, что ребенок приходит в первый класс, зная все буквы, а научить его читать порой даже труднее, чем тех, кто совсем не знает букв. Вот поэтому с нейрофизиологической точки зрения механизмы, обеспечивающие передачу информации об отдельном звуке (как правило, чистом тоне или шуме) не могут дать картины восприятия речи и распознавания речевых сигналов.

Тщательный анализ процессов речеобразования, наблюдения над детьми в период овладения ими речью, тщательные психологические эксперименты выявили, что в качестве входного сигнала для системы восприятия речи являются так называемые фонемы. Фонема представляет совокупность фонетических признаков, которая составляет структурно-информационную единицу данного языка. Из этого следует, что количество фонем превышает общее число элементарных речевых звуков, и из фонем уже можно составить речевой сигнал (например, слово).

Ранее упоминалось о том, что в слуховой системе детекторов, как это было в зрительном анализаторе, на отдельные комплексы признаков не обнаружено. И тем более, вряд ли можно ожидать обнаружения врожденных детекторов на речевые фонемы. Однако есть основания полагать, что в процессе овладения речью или изучения иностранного языка формируются такие нейрональные структуры, которые опознают те или иные фонемы, выделяя их из других. Наблюдения за лицами с поражением височной коры левого полушария головного мозга позволяют предполагать, что в этом области находятся данные структуры. Нарушение «фонематического слуха» выражается в том, что такие больные путают близкие фонемы в их звуковом воспроизведении и буквенной записи.

Полагают, что фонемный код используется для промежуточного описания речевого сообщения. Опознание же речевого сигнала как определенного количества информации, описывающего явления и предметы внешнего мира, а также абстрактные понятия, очевидно, осуществляется в результате функционирования широких областей коры головного мозга во взаимодействии с нижележащими образованиями.

Таким образом, благодаря деятельности слухового анализатора формируются разнообразнейшие слуховые ощущения, которые обусловлены воздействием факторов реальной действительности и являются их субъективным отражением.