زیر و بمی صدا
شنیدن زیر و بمی صوت یکی از کیفیت های روانشناختی اصلی صوت، زیر و بمی آن است. اساس احساس زیر و بمی، بسامد صوت است. به تدریج که بسامد افزایش می یابد. صوت زیرتر می شود اگرچه این رابطه، رابطه یک به یک نیست.
جوانان می توانند بسامدهای بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز (سیکل در ثانیه) را بشنوند. و کمترین تفاوت محسوس (جی ان دی) برای آنان در مورد صورتهای ۱۰۰ هرتزی کمتر از ۱ هرتز است. و برای صوت های ۱۰۰۰۰ هرتزی مقدار آن به ۱۰۰ هرتز می رسد.
صوت از یک جهت مانند نور است یعنی به ندرت موقعیتی پیش می آید که محرک های صوتی خالص را بشنویم. به خاطر بیاورید که در بینایی، محرک خالص یعنی نوری متشکل از یک طول موج؛ اما رنگ هایی که می بینیم غالبا آمیزه ای از طول موج های متفاوت هستند.
در مورد شنوایی نیز وضع به همین قرار است. بدین معنا که به ندرت صوت خالص میشنویم بلکه معمولا با صوتی متشکل از صوت های خالص مواجه می شویم.
اما از اینجا به بعد شباهت رنگ می بازد یعنی وقتی طول موج های متفاوت نور را بیامیزیم رنگی کاملا تازه جلوه گر می شود، اما هنگامی که صوت های خالص را مخلوط کنیم، اغلب باز هم می توانیم هر جزء از این ترکیب را مجزای از سایرین زیر و بمی صدا را بشنویم.
این مطلب زمانی بیشتر واقعیت می یابد که صوت های خالص از نظر بسامد بسیار باهم متفاوت باشند. هنگامی که بسامدها به هم نزدیک باشند. احساس پیچیده تری به وجود می آید، اما باز هم یک صوت خالص شنیده نمیشود.
در مورد دید رنگ، آگاهی از اینکه آمیختن سه نور مختلف، منتهی به احساس رنگ واحدی می شود. فکر وجود سه نوع گیرنده را پیش آورد. فقدان پدیده مشابهی در مورد صوت به این نکته اشاره دارد که اگر هم گیرنده های اختصاصی برای بسامد های مختلف وجود داشته باشند.
تعداد آنها باید فوق العاده زیاد باشد نظریه های ادراک زیر و بمی صدا. همانند دید رنگ، در مورد شنوایی نیز دو نوع نظریه برای تبیین نحوه ی رمزگردانی بسامدها به زیر و بمی صدا عرضه شده است.
نظریه لرد راترفورده
نظریه ی نوع اول توسط لرد راترفورده. فیزیکدان انگلیسی، به سال ۱۸۸۶ به میان آمد. راترفورد بیان داشت که هر موج صوتی، تمامی غشای پایه را به ارتعاش وا میدارد، و میزان تکانه های تارهای عصبی را در عصب شنوایی تعیین می کند.
بنابراین، صوت ۱۰۰۰ هرتزی موجب می شود غشای پایه ۱۰۰۰ بار در ثانیه به ارتعاش درآید و این نیز سبب می گردد تارهای عصبی در عصب شنوایی ۱۰۰۰ تکانه در ثانیه شلیک کنند. مغز نیز این هزار تکانه در ثانیه را به زیر و بمی خاصی تعبیر می کند.
چون در این نظریه، زیر و بمی تابع تغییرات صوت برحسب زمان شناخته می شود، آن را نظریه ی زمانی صوت نامیده اند.
فرضیه ی راترفورد بزودی با مشکل بزرگی روبرو شد. بررسی ها نشان داد که سرعت شلیک تارهای عصبی حداکثر دی به تغییر حدود ۱۰۰۰ تکانه در ثانیه است. پس چگونه زیر و بمی صدا را که بسامد آن از ۱۰۰۰ هرتز بیشتر است ادراک زیر و بمی صدا می کنیم؟
نظریه ویور
ویور (۱۹۴۹) راهی برای نجات نظریه ی زمانی پیشنهاد کرد. استدلال او این بود که بسامدهای بیش از ۱۰۰۰ هرتز ممکن است توسط چند گروه تار عصبی رمزگردانی شوند، به این ترتیب که هر گروه در زمان اندک متفاوت از گروههای دیگر شلیک کند.
مثلا اگر گروهی نورون با سرعت ۱۰۰۰ تکانه در ثانیه شلیک کنند. و سپس یک هزارم ثانیه بعد گروه دیگری از نورون ها نیز با سرعت ۱۰۰۰ تکانه شروع به شلیک کننده مجموع سرعت تکانه ها برای این گروه نورون برابر با ۲۰۰۰ تکانه در ثانیه خواهد بود.
تأییدی بر این نظریه ی زمانی، حاصل این کشف بود که اگرچه نورون ها به تمامی چرخه های موج صوتی معینی پاسخ نمی دهند، الگوی تکانه های عصبی در عصب شنوایی از شکل موجی صوت محرک پیروی می کند.
هرچند از بسامد تقریبأ ۳۰۰۰ هرتز به بالا پاسخ تارهای عصبی منطبق بر شکل موجی نیست. با این حال می توانیم زیر و بمی صدا را در سطح بسامدهای بسیار بالاتر نیز بشنویم.
از این یافته چنین بر می آید که لااقل برای بسامدهای صوتی بالا باید نظام دیگری برای رمزگردانی کیفیت زیر و بمی صدا وجود داشته باشد. نظریه ی نوع دوم در زمینه ی ادراک زیر و بمی صدا به همین مطلب بر می گردد.
در سال ۱۶۸۳ رزف گیشار دوورنسی کالبدشناس فرانسوی، این نظر را پیش کشید که بسامد صوتی به داور مکانیکی به کمک پدیده ی تشدید ۶ به زیر و بمی صدا رمزگردانی می شود.
همچنین مطالعه کنید : پیری زیستی چیست؟
نظریه هرمان فون هلمهولتس
در قرن نوزدهم، هرمان فون هلمهولتس برمبنای نظریه ی تشدید نظریه ی مکانی ادراک زیر و بمی صدا را ارائه کرد. بر مبنای این نظریه، وقتی مکانی خاص در طول غشای پایه پاسخ دهد، احساس زیر و بمی معینی را موجب می شود.
این واقعیت که نقاط متعددی روی غشای پایه وجود دارند سازگار با این نظر است که در دریافت زیر و بمی، گیرنده های متعددی درکارند.
توجه کنید که نظریه ی مکانی بر آن نیست که ما به وسیله ی غشای پایه می شنویم. بلکه اشاره به این دارد که مکان هایی از غشای پایه که بیشتر از مکانهای دیگر به ارتعاش در می آیند، تعیین می کنند که کدام تارهای عصبی فعال شوند، و این نیز به نوبه ی خود تعیین می کند که ما چه نوع زیر و بمی را بشنویم.
