Утомляемость слушателя - Listener fatigue

Утомляемость слушателя (также известное как утомление при прослушивании или утомление ушей) - это явление, которое возникает после длительного воздействия слуховой раздражитель. Симптомы включают усталость, дискомфорт, боль и потерю чувствительности. Усталость слушателя не является клинически признанным состоянием, но этим термином пользуются многие профессионалы. Причина усталости слушателя до сих пор полностью не выяснена. Считается, что это продолжение измеримое психологическое восприятие звука. Общие группы, которым грозит опасность стать жертвой этого явления, включают заядлых слушателей музыки и других людей, которые постоянно слушают или работают с громким шумом, например музыканты, строительные рабочие и военнослужащие.

Причины

Точные причины утомления слушателя и связанные с ним пути и механизмы все еще изучаются. Некоторые из популярных теорий включают:

Внесение артефактов в аудиоматериал

Музыкальность, особенно на радио, содержит музыкальные аспекты (тембр, эмоциональное воздействие, мелодию) и артефакты, возникающие из немузыкальных аспектов (звуковая сцена, сжатие динамического диапазона звуковой баланс). Введение этих звуковых артефактов влияет на баланс между этими музыкальными и немузыкальными аспектами. Когда громкость музыки выше, эти артефакты становятся более очевидными и, поскольку они неудобны для уха, заставляют слушателей «отключаться», терять фокус или уставать. Эти слушатели могут подсознательно избегать музыки этого типа или радиостанции, на которой они ее слышали.

Сенсорная перегрузка

При воздействии множества звуков из разных источников, сенсорная перегрузка может возникнуть. Такая чрезмерная стимуляция может привести к общей утомляемости и потере чувствительности уха. Соответствующие механизмы более подробно описаны ниже. Сенсорная перегрузка обычно возникает из-за раздражителей окружающей среды.[1] а не шум, вызванный прослушиванием музыки.

Физиология

Как и в случае с любым другим типом нарушения слуха, соответствующая физиология находится в пределах ухо и центральная слуховая система. Что касается утомляемости при слухе, соответствующие механические и биохимические механизмы в первую очередь связаны с внутреннее ухо и улитка.

Связанная анатомия

Стереоцилии (волосковые клетки) внутреннего уха могут изгибаться из-за громких звуков. Поскольку они не регенерируются в организме человека, любое серьезное повреждение или потеря этих волосковых клеток приводит к необратимому ухудшению слуха и другим заболеваниям, связанным со слухом.[2] Наружные волосковые клетки служат акустическими усилителями для стимуляции внутренних волосковых клеток. Наружные волосковые клетки реагируют в первую очередь на звуки низкой интенсивности.[3]

Анатомия человеческого уха.
  Браун наружное ухо.
  Красный среднее ухо.
  Фиолетовый внутреннее ухо.

Соответствующие механизмы

Вибрация

Чрезмерная вибрация, возникающая во внутреннем ухе, может привести к структурным повреждениям, которые повлияют на слух. Эти колебания приводят к увеличению метаболических требований слуховой системы. Во время воздействия звука метаболическая энергия необходима для поддержания соответствующих электрохимических градиентов, используемых при преобразовании звуков. Дополнительные требования к метаболической активности системы могут привести к повреждению, которое может распространиться по всему уху.

Временные пороговые сдвиги

При воздействии шума чувствительность человеческого уха к звуку снижается, что соответствует увеличению порог слышимости. Этот сдвиг обычно временный, но может стать постоянным. Естественная физиологическая реакция на эти пороговые сдвиги: вазоконстрикция, что уменьшит количество крови, достигающей волосковых клеток кортиева органа в улитке. Из-за возникающего в результате напряжения кислорода и уменьшения притока крови к внешним волосковым клеткам их реакция на уровень звука снижается при воздействии громких звуков, что снижает их эффективность и создает большую нагрузку на внутренние волосковые клетки.[4] Это может привести к усталости и временной потере слуха, если внешние волосковые клетки не получают возможности восстановиться в периоды тишины.[5] Если у этих клеток нет шанса на восстановление, они уязвимы для смерти.

Временные сдвиги пороговых значений могут привести к разным видам усталости.

Кратковременная усталость

Восстановление после временных сдвигов пороговых значений занимает считанные минуты, и сдвиги практически не зависят от продолжительности воздействия звуков.[6] Кроме того, сдвиги максимальны во время и при частоте воздействия.

Длительная усталость

Долговременная усталость определяется как полное восстановление после временных сдвигов пороговых значений, которое занимает не менее нескольких минут. Восстановление может занять до нескольких дней. Пороговые сдвиги, которые приводят к долговременной усталости, зависят от уровня звука и продолжительности воздействия.[7]

Возможные факторы риска

Температура и тепловое воздействие

В температура а уровни тепла тела напрямую связаны с временными сдвигами порога уха.[8] Когда уровни температуры крови повышаются, эти пороговые сдвиги также увеличиваются. Передача звуков требует поступления кислорода, который быстро истощается из-за продолжительных сдвигов пороговых значений.

Физическая активность

При объединении упражнение при воздействии громких звуков люди также испытывают длительный временный сдвиг порога.[9] Физическая активность также приводит к увеличению метаболической активности, которая уже увеличилась в результате вибрации громких звуков. Этот фактор особенно интересен в связи с тем, что большая часть людей слушает музыку во время тренировок.

Экспериментальные исследования

Человек

В исследовании, проведенном в Японии, сообщается об ощущении усталости у испытуемых, которые слушали метроном в течение шести минут.[10] Метроном использовался как часть методики для проверки эффектов музыкальной и ритмической стимуляции в программах физической реабилитации. После серии тестов, включающих физиотерапевтические упражнения при воспроизведении песен с разным темпом, испытуемых просили оценить свой собственный уровень утомляемости. Результаты показали отсутствие статистически значимой разницы между уровнями утомляемости при прослушивании различной музыки и без нее. Однако многие пациенты, которые реагировали утомлением после музыки, зафиксировали максимально возможный уровень утомляемости по оценочной шкале. Этот эксперимент открывает путь для дальнейшего изучения различий в восприятии утомляемости людей при слушании.

Линь и др. Провели эксперимент на Тайване, в котором проверялось влияние образования активных форм кислорода на временный сдвиг порога и потеря слуха из-за шума.[11][12] Испытуемые были сотрудниками компании по производству стали, и каждый из них был оценен на предмет личного шума во время рабочих смен. Статистический анализ выявил корреляцию между воздействием высокочастотных звуков на более низкие временные сдвиги пороговых значений и более высокие уровни усталости и потери слуха.

Животное

Было проведено множество исследований на животных, чтобы помочь понять потерю слуха и утомляемость. Трудно количественно оценить уровень усталости у животных, в отличие от людей. В эксперименте, проведенном Ishii et al., Испытуемых просили «оценить» уровень их усталости. Однако методы, использованные Ishii et al. не идеальны, поскольку зарегистрированные уровни утомляемости были самооценкой и склонны к предвзятости.[требуется разъяснение ] были сделаны на различных видах животных, в том числе на морских свинках[13] и дельфины.,[14] крысы[15] рыбы,[16] и шиншиллы.[17]

Тем не менее, в своих выводах эти исследования действительно связывают уровень утомляемости с длительным воздействием высоких уровней звука.

Лечение и профилактика

На первый взгляд может показаться, что уменьшения шума и громкости будет достаточно, чтобы полностью снизить или предотвратить усталость от прослушивания. Однако очевидно, что проблема хотя бы частично носит физиологический характер. В случаях сенсорной перегрузки, не связанной с целенаправленным прослушиванием опасных шумов, обычные средства защиты ушей, такие как беруши и наушники, могут помочь решить проблему. Дискомфорт и социальное затруднение - одни из основных проблем при использовании таких инструментов.

Многие музыканты, звукоинженеры и ученые, работающие в промышленности, изучают способы смягчения последствий усталости от прослушивания.

Аудио технологии

Наушники с синтетической мембраной

Современные технологии стремятся минимизировать или полностью предотвратить утомление слушателя. Считается, что закупорка слухового прохода, распространенная в [наушниках], является основным фактором усталости слушателя. При отключении от внешнего звука наушником в барабанной перепонке создается камера колеблющегося давления. Это эффективно обеспечивает повышение уровня звукового давления. Когда происходит это усиление, срабатывает акустический рефлекторный механизм, который действует как защита от этих звуков. Этот механизм направлен на уменьшение звуковой энергии в ухе за счет ослабления ее передачи от барабанной перепонки к улитке. Было замечено, что этот процесс может уменьшить звуковые волны до 50 децибел. Хотя этот механизм может уменьшить звуковую энергию, он не отменяет колебательное давление. Из-за этого защитного механизма звуки не кажутся такими громкими, как есть, и, по иронии судьбы, слушатели захотят увеличить громкость. В результате рефлекторный механизм снова активируется, и цикл продолжается. В конечном итоге это приводит к переутомлению.

Исследователи из Asius Technologies разработали синтетическую мембрану, которая снимает ударную нагрузку наушников с барабанной перепонки, разрушая волны давления.[18] Эта новая мембранная технология может быть модифицирована и применена к существующим наушникам. Пленка из медицинского полимера (ePTFE ) натягивается на отверстие, по сути действуя как мембрана, помогая поглощать повышение давления в барабанной перепонке.[19]

Другой альтернативой, разработанной Asius, является уплотнение, называемое диафонической ушной линзой Амвросия (ADEL). Прокладка прикрепляется к наушникам или слуховым аппаратам и надувается, как воздушный шар, и действует как дополнительная импровизированная барабанная перепонка. Наушники могут использовать давление самих наушников, чтобы надуть себя. Надутый наушник имитирует ощущение легкого сброса давления в ухе, как при езде в лифте. Это уплотнение блокирует внешний шум, а также поглощает некоторое звуковое давление и перенаправляет его от более чувствительных областей уха. Надувание уплотнения обеспечивает его полезность, а также помогает ему плотно прилегать к ушному каналу.

Эти технологии все еще находятся в стадии разработки, и их коммерческая продажа в ближайшем будущем (2014 г.) запланирована вместе с устройством Apple iPhone.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Brondel, L .; Кабанак, М. (2007). «Альэстезия в зрительных и слуховых ощущениях от сигналов окружающей среды». Физиология и поведение. 91 (2–3): 196–201. Дои:10.1016 / j.physbeh.2007.02.009. PMID  17399746.
  2. ^ Рзадзинская А.К., Шнайдер М.Э., Дэвис С., Риордан Г.П., Качар Б. (2004). «Молекулярная беговая дорожка актина и миозины поддерживают функциональную архитектуру стереоцилий и самообновление». J. Cell Biol. 164 (6): 887–97. Дои:10.1083 / jcb.200310055. ЧВК  2172292. PMID  15024034.
  3. ^ Первес, Дейл. (2012). Неврология. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. ISBN  978-0-87893-695-3. OCLC  794305630.
  4. ^ Миллер, Йозеф М; Рен, Тянь-Инь; Денгеринк, Гарольд А .; Нуттал, Альфред Л. (1996). Альф Аксельссон; и другие. (ред.). Изменения кохлеарного кровотока при короткой звуковой стимуляции. Научное обоснование потери слуха, вызванной шумом. Нью-Йорк, Штутгарт, Нью-Йорк: издательство Thieme Medical Publishers G. Thieme Verlag. С. 95–109. ISBN  9783131026811. OCLC  33361359.
  5. ^ Chacron M. J .; и другие. (2007). «Пороговое утомление и передача информации». Журнал вычислительной неврологии. 23 (3): 301–311. Дои:10.1007 / s10827-007-0033-у. ЧВК  5053818.
  6. ^ Чаррон С., Ботте М. С. (1988). «Частотно-избирательность при адаптации к громкости и утомление слуха. [Статья]». Журнал Акустического общества Америки. 83 (1): 178–187. Дои:10.1121/1.396443.
  7. ^ Хирш И. Дж., Билгер Р. К., Бернс В. (1955). «Восстановление слухового порога после воздействия чистых тонов». Журнал Американского акустического общества. 27 (5): 1013–1013. Дои:10.1121/1.1918032.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ Чен Си-Джей, Дай Й-Т, Сунь Й-М, Линь Й-К, Цзюань Й-Дж. Оценка слухового утомления при комбинированном воздействии шума, тепла и рабочей нагрузки. Промышленное здоровье. 2007; 45 (4): 527-534.
  9. ^ <Миани К., Бертино Дж., Франческато М., Ди Прамперо П., Стаффьери А. Временное смещение порога, вызванное физическими упражнениями. Скандинавская аудиология. 1996; 25 (3): 179-186.
  10. ^ Исии, Акира; Масааки Танака; Масаёси Ивамаэ; Чонгсу Ким; Эми Ямано; Ясуёси Ватанабэ (13 июня 2013 г.). «Ощущение усталости, вызванное звуками, связанными с умственной усталостью и связанной с ней нервной деятельностью: выявлено с помощью магнитоэнцефалографии». Поведенческие и мозговые функции. 9 (24). Дои:10.1186/1744-9081-9-24. ЧВК  3685526. PMID  23764106.
  11. ^ Лин К. Ю., Ву Дж. Л., Ши Т. С., Цай П. Дж., Сунь Ю. М., Го Ю. Л. (2009). "Полиморфизмы глутатион-S-трансферазы M1, T1 и P1 как факторы восприимчивости к временному сдвигу порога, вызванному шумом. [Статья]". Слуховые исследования. 257 (1–2): 8–15. Дои:10.1016 / j.heares.2009.07.008.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  12. ^ Мельник В. (1991). "ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ВРЕМЕННЫЙ ПОРОГ (TTS) И РИСК ПОВРЕЖДЕНИЯ. [Статья]". Журнал Акустического общества Америки. 90 (1): 147–154. Дои:10.1121/1.401308.
  13. ^ Ямасита Д., Минами С. Б., Канзаки С., Огава К., Миллер Дж. М. (2008). "Гены Bcl-2 регулируют потерю слуха, вызванную шумом. [Статья]". Журнал неврологических исследований. 86 (4): 920–928. Дои:10.1002 / jnr.21533. HDL:2027.42/58028.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  14. ^ Финнеран, Дж. Дж., Шлундт, К. Э. (2013). Влияние частоты утомляющего тона на временный сдвиг порога у дельфинов-афалин (Tursiops truncatus). Журнал Акустического общества Америки 133 (3): 1819-1826.
  15. ^ Грошель М., Гоце Р., Эрнст А., Баста Д. (2010). "Различное влияние временной и постоянной потери слуха, вызванной шумом, на плотность нейронных клеток в центральном слуховом пути мыши. [Статья]". Журнал нейротравмы. 27 (8): 1499–1507. Дои:10.1089 / neu.2009.1246.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  16. ^ Поппер А. Н., Халворсен М. Б., Миллер Д., Смит М. Э., Сонг Дж., Высоцкий Л. Э., Штейн П. (2005). «Воздействие на рыбу низкочастотного активного гидролокатора системы наблюдения с буксируемой решеткой (СУРТАСС)». Журнал Американского акустического общества. 117: 2440. Дои:10.1121/1.4809471.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  17. ^ Хамерник Р. П., Арун В. А. (1998). "Прерывистое шумовое воздействие: динамика сдвига порога и постоянные эффекты. [Статья]". Журнал Акустического общества Америки. 103 (6): 3478–3488. Дои:10.1121/1.423056.
  18. ^ «Звуковая безопасность». Национальный фонд науки.
  19. ^ "Самый тихий звук, который вы когда-либо слышали".

внешняя ссылка