Пространственная маскировка звуковых стимулов с отсроченным движением: электрофизиологические и психофизические показатели

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано действие одновременной маскировки при разном угловом расстоянии между стационарными маскерами и сигналами с отсроченным началом движения на воспринимаемое положение концов траекторий сигналов и на величину мощности глобального поля (МГП) вызванных ответов в энцефалограмме. Положение стимулов задавали при помощи межушных различий по интенсивности. Вызванные ответы на включение и выключение сигнала были максимально подавлены при совпадении положения маскера с началом и концом траектории сигнала соответственно, а при увеличении расстояния частично восстанавливались, что соответствует пространственному освобождению от маскировки. Максимальное подавление ответа на начало движения происходило, когда латеральный или центральный маскер располагался в конце траектории движения. Несмотря на полное или частичное подавление МГП отдельных ответов, в условиях маскировки сохранялась способность локализовать тестовые сигналы, но их траектории укорачивались, а воспринимаемое положение смещалось от маскера. МГП сильнее подвержены энергетической маскировке, а поведенческие ответы более устойчивы в распознавании движения, так как опираются на активность широких нейронных ансамблей, обеспечивающих интеграцию сенсорной информации на более длительном временном отрезке.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Б. Шестопалова

ФГБУН Институт физиологии имени И.П. Павлова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: shestopalovalb@infran.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. А. Петропавловская

ФГБУН Институт физиологии имени И.П. Павлова РАН

Email: shestolido@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. А. Саликова

ФГБУН Институт физиологии имени И.П. Павлова РАН

Email: shestopalovalb@infran.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Litovsky R.Y. Spatial release from masking // Acoust. Today. 2012. V. 8. P. 18.
  2. Yonovitz A., Thompson C.L., Lozar J. Masking level differences: Auditory evoked responses with homophasic and antiphasic signal and noise // J. Speech Hear. Res. 1979. V. 22. № 2. P. 403.
  3. Вайтулевич С.Ф., Мальцева Н.В. Отражение бинаурального освобождения от маскировки в длиннолатентных слуховых вызванных потенциалах человека // Физиология человека. 1987. Т. 13. № 2. С. 186.
  4. Lewald J., Getzmann S. Electrophysiological correlates of cocktail-party listening // Behav. Brain Res. 2015. V. 292. P. 157.
  5. Szalárdy O., Tóth B., Farkas D. et al. Neuronal correlates of informational and energetic masking in the human brain in a multi-talker situation // Front. Psychol. 2019. V. 10. P. 786.
  6. Альтман Я.А., Вайтулевич С.Ф. Слуховые вызванные потенциалы человека и локализация источника звука. СПб.: Наука, 1992. 136 с.
  7. Варфоломеев А.Л., Старостина Л.В. Слуховые вызванные потенциалы человека при иллюзорном движении звукового образа // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2006. Т. 92. № 9. С. 1046.
  8. Krumbholz K., Hewson-Stoate N., Schönwiesner M. Cortical response to auditory motion suggests an asymmetry in the reliance on inter-hemispheric connections between the left and right auditory cortices // J. Neurophysiol. 2007. V. 97. № 2. P. 1649.
  9. Getzmann S. Effect of auditory motion velocity on reaction time and cortical processes // Neuropsychologia. 2009. V. 47. № 12. P. 2625.
  10. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Semenova V.V., Nikitin N.I. Brain Oscillations evoked by sound motion // Brain Res. 2021. V. 1752. P. 147232.
  11. Семенова В.В., Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А. и др. Латентность вызванного потенциала как показатель интегрирования акустической информации о движении звука // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 4. С. 57.
  12. Getzmann S., Lewald J. Effects of natural versus artificial spatial cues on electrophysiological correlates of auditory motion // Hear. Res. 2010. V. 259. № 1–2. P. 44.
  13. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Salikova D.A., Semenova V.V. Temporal integration of sound motion: Motion-onset response and perception // Hear. Res. 2024. V. 441. P. 108922.
  14. Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А., Саликова Д.А. и др. Слуховые вызванные потенциалы человека в условиях пространственной маскировки // Физиология человека. 2022. Т. 48. № 6. С. 32.
  15. Петропавловская Е.А., Шестопалова Л.Б., Саликова Д.А., Семенова В.В. Вызванные потенциалы мозга человека на выключение звука в условиях пространственной маскировки // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2023. Т. 73. № 6. С. 735.
  16. Петропавловская Е.А., Шестопалова Л.Б., Саликова Д.А. Локализация движущихся звуковых стимулов в условиях пространственной маскировки // Физиология человека. 2024. Т. 50. № 2. С. 43.
  17. Альтман Я.А. Пространственный слух. СПб.: Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, 2011. 311 с.
  18. Delorme A., Sejnowski T., Makeig S. Enhanced detection of artifacts in EEG data using higher-order statistics and independent component analysis // Neuroimage. 2007. V. 34. № 4. P. 1443.
  19. Skrandies W. Data reduction of multichannel fields: Global field power and principal component analysis // Brain Topogr. 1989. V. 2. № 1–2. P. 73.
  20. Somervail R., Zhang F., Novembre G. et al. Waves of change: Brain sensitivity to differential, not absolute, stimulus intensity is conserved across humans and rats // Cereb. Cortex. 2021. V. 31. № 2. P. 949.
  21. Salminen N.H., Tiitinen H., May P.J.C. Auditory spatial processing in the human cortex // Neuroscientist. 2012. V. 18. № 6. P. 602.
  22. Magezi D.A., Krumbholz K. Evidence for opponent-channel coding of interaural time differences in human auditory cortex // J. Neurophysiol. 2010. V. 104. № 4. P. 1997.
  23. Briley P.M., Kitterick P.T., Summerfield A.Q. Evidence for opponent process analysis of sound source location in humans // J. Assoc. Res. Otolaryngol. 2013. V. 14. № 1. P. 83.
  24. Altmann C.F., Ueda R., Bucher B. et al. Trading of dynamic interaural time and level difference cues and its effect on the auditory motion-onset response measured with electroencephalography // NeuroImage. 2017. V. 159. P. 185.
  25. Papesh M.A., Folmer R.L., Gallun F.J. Cortical measures of binaural processing predict spatial release from masking performance // Front. Hum. Neurosci. 2017. V. 11. P. 124.
  26. Karanasiou I.S., Papageorgiou C., Kyprianou M. et al. Effect of frequency deviance direction on performance and mismatch negativity // J. Integr. Neurosci. 2011. V. 10. № 4. P. 525.
  27. Peter V., McArthur G., Thompson W.F. Effect of deviance direction and calculation method on duration and frequency mismatch negativity (MMN) // Neurosci. Lett. 2010. V. 482. № 1. P. 71.
  28. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Semeno-va V.V., Nikitin N.I. Mismatch negativity and psychophysical detection of rising and falling intensity sounds // Biol. Psychol. 2018. V. 133. P. 99.
  29. Yost W.A. The cocktail party effect: 40 years later / Localization and spatial hearing in real and virtual environments // Eds. Gilkey R., Anderson T. Erlbaum Press, Mahwah, NJ, 1997. P. 329.
  30. Yost W.A., Brown C.A. Localizing the sources of two independent noises: Role of time varying amplitude differences // J. Acoust. Soc. Am. 2013. V. 133. № 4. P. 2301.
  31. Zhong X., Yost W.A. How many images are in an auditory scene? // J. Acoust. Soc. Am. 2017. V. 141. № 4. P. 2882.
  32. Arbogast T.L., Mason C.R., Kidd G. Jr. The effect of spatial separation on informational and energetic masking of speech // J. Acoust. Soc. Am. 2002. V. 112. № 5. Pt. 1. P. 2086.
  33. Kidd G. Jr., Mason C.R., Swaminathan J. et al. Determining the energetic and informational components of speech-on-speech masking // J. Acoust. Soc. Am. 2016. V. 140. № 1. P. 132.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Методические подходы. А – траектории сигналов относительно положения маскеров; Б – структура сигнала при движении от центра; В – пример вызванного потенциала (ВП) в отведении Cz: ON-, MOR, OFF-ответы в тишине на стимулы, двигавшиеся от центра (ответы на движение влево и вправо усреднены); Г – пример гранд-кривой мощности глобального поля ON-ответа (жирная линия) в тех же условиях, как на рис. 1, В. Тонкие линии соответствуют ВП в каждом из 32 отведений. Масштаб оси абсцисс на панелях В и Г отличается.

Скачать (237KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Вызванные потенциалы на начало движения (MOR) в разных условиях в отведении Cz, усредненные по всем испытуемым (n = 18). Латентности компонентов (мс) указаны рядом с пиками. А – движение от центра, Б – движение к центру.

Скачать (219KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние углового расстояния между маскером и сигналом на мощность глобального поля (МГП) ON-, MOR, OFF-ответов (А, Б, В). По оси абсцисс – взаимное расположение сигнала и маскера, по оси ординат – z-оценка средних величин МГП в окне ±25 мс вокруг пика компонента ответа. Кружками показаны значимые отличия от условия «в тишине». Статистически значимые различия (p < 0.05) между соседними значениями показаны сплошными линиями, незначимые (p > 0.05) – пунктиром. Ответы на стимулы, двигавшиеся от центра и к центру, усреднены между собой.

Скачать (177KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние направления движения на мощность глобального поля (МГП) ON-, MOR, OFF-ответов (после усреднения по фактору Компонент). По оси абсцисс – взаимное расположение сигнала и маскера, по оси ординат – z-оценка средних величин МГП в окне ±25 мс вокруг пика. Обозначения см. рис. 3. Звездочки – значимые различия между ответами на центробежное и центростремительное движение.

Скачать (195KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Усредненные траектории движений сигналов к центру и от центра. Звездочкой обозначено местоположение маскера. Темные стрелки – траектории движения в тишине, светлые – в присутствии маскера. А, В, Д – движение к центру, Б, Г, Е – от центра.

Скачать (188KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Воспринимаемые положения начальных и конечных точек траекторий сигнала при движении от центра и к центру в тишине и при разных положениях маскера. По оси абсцисс – взаимное расположение сигнала и маскера, по оси ординат – воспринимаемое угловое положение в градусах. Вертикальными черточками показана величина стандартной ошибки среднего. А – от центра, Б – к центру. Остальные обозначения см. рис. 3 и 5.

Скачать (173KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025