שמיעה מרחבית בינאורלית

29/05/2014
שם התלמיד: 
ליאור קוטלר

שמיעה בינאורלית – שמיעה בעזרת שתי האוזניים - מאפשרת מיקום של מקור קול במרחב. בעבודה זו חקרתי את פעולת המנגנון במוח האחראי על איתור מקור הקול ואת השפעתם של מאפיינים פיסיקליים של הקול המגיע אל האוזניים על יכולת זיהוי מקור הקול.

שאלות המחקר

·         איך מאפייני הקול השונים (תדירויות, עוצמה) משפיעים על דיוק המיקום של מקור הקול? ועל איזה מימד משפיע כל מאפיין?

·         האם אפשרי ליצור אשליה של כיוון כאשר משתמשים אך ורק בהפרש פאזה, ומנטרלים את הבדלי העוצמה (צליל מלאכותי)?

·         האם קיים הבדל בַּדִיוּק של איתור צליל בעל תדירות גבוהה לבין איתור צליל בעל תדירות נמוכה יותר?

·         האם קיים הבדל בַּדִיוּק של איתור צליל בעל מספר תדירויות לבין איתור צליל בעל תדירות יחידה?

בעבודה חקרתי הפרשי מופע. למרות שהמוח יכול להסיק מיקום של מקור קול גם בעזרת הבדלי פאזה וגם בעזרת הבדלי עוצמה בין שתי האוזניים, אתעלם מהבדלי העוצמה ואתמקד בזיהוי המיקום אך ורק ע"י הפרשי פאזה (מופע הגל).

בניסוי הראשון נבדקה הנוסחה לחישוב הפרש הפאזה, וניסיתי לחקות את האופן בו עובד המנגנון במוח האחראי על ניתוח הפרשי הפאזה.

בניסוי השני ביצעתי את הניסוי בבן אדם והוספתי את הפן של תגובה לצליל ומיקומו באמצעות חוגה.

בניסויים הבאים ניסיתי ליצור צליל בעל הפרש פאזה במקורו, ולחקור את תגובת המוח לצלילים בעלי הפרש פאזה אך ללא הבדלי עוצמה.

המטרה הראשונה של המחקר הייתה לבדוק האם ניתן ליצור אשליה של כיוון כאשר משתמשים אך ורק בהפרש פאזה, ומנטרלים את הבדלי העוצמה (צליל מלאכותי). בניסוי בו השמעתי צלילים בעלי עוצמה שווה אך בעלי הפרש פאזה הצלחתי ליצור תחושה של כיוון של מקור קול בזווית שקבעתי מראש בעזרת נוסחה שפיתחתי.

מטרתי השנייה הייתה לבדוק האם קיים הבדל בַּדִיוּק של איתור צליל בעל תדירות גבוהה לבין הדיוק של איתור צליל בעל תדירות נמוכה יותר. בניסוי בו שלטתי בתדירויות הראיתי כי בתדירות הנמוכה יותר הדיוק היה בממוצע גבוה יותר. ההסבר שהצעתי לממצא זה קשור לכך שגלים בתדירות נמוכה מבצעים עקיפה יעילה יותר מגלים בתדירות גבוהה.

מטרתי השלישית הייתה לבדוק האם קיים הבדל בַּדִיוּק של איתור צליל בעל מספר תדירויות לבין הדיוק של איתור צליל בעל תדירות יחידה. מצאתי שהדיוק באיתור צליל בעל שתי תדירויות גבוה מהדיוק באיתור מקור הצליל בעל תדירות אחת. ההסבר שהצעתי לממצא זה טוען כי הניתוח נעשה לכל תדירות בנפרד, ולאחר מכן נעשית פעולת הצלבת מידע בין הנתונים של כל התדירויות. כך בעצם המוח משיג יותר מידע על מיקום מקור הקול.

שאלה שהתעוררה במהלך העבודה היא השאלה מדוע אנו שומעים את הצליל המופק מהאוזניות בתוך הראש, ולא מכיוון מסוים. 
ראשית, על מנת לנסח השערה שתתן מענה לשאלה, היה עליי להבין את טבעה של הבעיה. הבנתי כי הבעיה היא במילים אחרות, שאין אנו מייחסים כיוון קדימה/אחורה לצליל שהושמע מהאוזניות. ניסחתי השערה שלפיה ישנו גורם נוסף המשפיע על איתור מקור קול, מלבד שני הגורמים איתם עבדתי עד כה (הפרש פאזה והבדל עוצמה). הגורם הזה הוא יחס העוצמות של התדירויות הגבוהות והנמוכות. מאחר שבצליל בעל תדירות אחת אין יחס עוצמות של מספר תדירויות, אלא עוצמה אחת של תדירות אחת (בכל אוזן), המוח לא יכול להגיד אם הוא מאחור או מלפנים. בעזרת ניסוי שערכתי איששתי טענה זו.

מנחה/ים: 

גיל: